ความคิดที่จะสแต็ค PCB หลาย ๆ อันซ้อนทับกัน?

การออกแบบของฉันมีกระดานจำนวนหนึ่งวางเรียงซ้อนกัน ฉันต้องการเชื่อมต่อสัญญาณทั่วกระดาน บอร์ดทุกตัวต้องการสัญญาณ 10 สัญญาณเดียวกันที่วิ่งผ่านพวกมัน (ทุกบอร์ดจากบนลงล่าง) เพื่อให้ง่ายขึ้นเล็กน้อย

สิ่งที่อาจเป็นคำตอบที่เป็นไปได้ (หรือประเภทของชิ้นส่วน) ที่เรียบง่าย แต่ราคาไม่แพงสำหรับการออกแบบประเภทนี้?

ฉันใช้ได้กับตัวเชื่อมต่อทุกชนิด (แนวตั้ง, ขนาน, มุมขวา, แบบกดเพื่อให้พอดี, รายชื่อผู้ติดต่อ ฯลฯ ) หรือสถาปัตยกรรมจริง ๆ เพราะถ้ามันยอมให้สัญญาณแบบหลายบอร์ดผ่านได้ มันจะนำความสะดวกสบายมาสู่การออกแบบของฉัน

จุดที่เกี่ยวข้อง:

• สำคัญที่สุด: ฉันต้องการให้ระยะห่างระหว่างบอร์ดน้อยกว่า 5 มม . ไม่อย่างนั้นมันจะทำให้การออกแบบโดยรวมของฉันสูงขึ้นอย่างไม่น่าเชื่อ

• มาตรฐานของฉันเพียงแค่ไปถึงสองบอร์ดก็น่าจะเป็นคอมโบหัวต่อชาย - หญิง แต่ในกรณีที่มีหลายกระดานถ้าฉันต้องมีซ็อกเก็ตหญิง / เต้ารับที่ด้านบนของแต่ละบอร์ดและหมุดหัวชายที่ด้านล่างของแต่ละบอร์ดแล้วทับซ้อนกันสร้างปัญหากับการบัดกรี / ตำแหน่ง

• ฉันยังพิจารณาซ็อกเก็ตหญิง / เต้ารับที่มีปลายตัวยาว / ยาว (เพื่อให้เบ้าตาเดียวกันสามารถใช้เป็นตัวเมียและตัวผู้) ได้ แต่สิ่งเหล่านี้ค่อนข้างแพง

• นับซ้อนบอร์ดแตกต่างกันไปสำหรับแต่ละการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยหลายออกแบบพื้นฐานของฉันดังนั้นฉันจะนึกคิดเช่นวิธีการที่ว่างานสำหรับตัวแปรจำนวนของบอร์ดซ้อนกัน

• จำนวนเลเยอร์ปัจจุบันคือ 2 (สอง) แต่ถ้าจำเป็นฉันเปิดเพื่อทำให้บอร์ด 4 เลเยอร์ขึ้นไป

ตัวเชื่อมต่อระหว่างบอร์ดกับบอร์ดเป็นสิ่งที่คุณกำลังมองหา SMT แน่นอน

ในคำตอบนี้ฉันได้พูดถึงการใช้ตัวเชื่อมต่อสปริงเพื่อเชื่อมต่อบอร์ด:

มีความยาวสูงสุด 30 หน้าสัมผัสระยะห่าง 1.27 มม. หรือ 2.54 มม. ดังนั้นรุ่น 10 รายชื่อไม่จำเป็นต้องกว้างกว่า 12.7 มม. เช่นเดียวกับที่ฉันอธิบายในคำตอบอื่น ๆ นี้ไม่ได้แก้ไขกระดานโดยอัตโนมัติและฉันอธิบายในคำตอบอื่น ๆ ว่าฉันใช้ snaps ในตู้เพื่อแก้ไขพวกเขา

หากคุณมีตู้แบบกำหนดเองนี่เป็นวิธีที่ง่ายที่สุดในการติดตั้งเพียงแค่กด PCB ต่าง ๆ ลงไปที่สแนป ไม่มีสกรูไม่มีรูสำหรับติดตั้ง ระยะห่างระหว่าง PCB คือ 3.81 มม. (0.15 นิ้ว)

หากคุณมีพื้นที่ว่างสำหรับบอร์ดเหล่านี้คุณสามารถลองใช้ส่วนหัวยาวชายเพื่อสแต็คบอร์ดหลาย ๆ ตัวบนหมุดเดียวกัน:

https://www.sparkfun.com/products/10158

หากคุณต้องการแยกแผงอีกครั้งคุณสามารถใช้ฟีดผ่านซ็อกเก็ตบนแผงด้านบนได้

https://www.samtec.com/products/hle

ลองแกะสลักตัวเชื่อมต่อขอบบน PCB ของคุณแล้วเปลี่ยนเป็นการ์ด จากนั้นสร้างระนาบด้านหลัง PCB เล็ก ๆ ที่อัดแน่นไปด้วยซ็อกเก็ตตัวเชื่อมต่อ บางทีอาจพบซ็อกเก็ตดังกล่าวที่จะเพิ่มระยะห่าง 5 มม.

หากไม่พบซ็อกเก็ตตัวเชื่อมต่อขอบแบบบางที่เหมาะสมพวกเขาอาจจะควบแน่นด้วยการส่ายเพื่อที่ backplane PCB ของคุณจะมีสองสายวิ่ง 10 บรรทัดและ PCB ที่มีเลขคี่มีตัวเชื่อมต่อขอบด้านซ้าย ทางขวา.

กระดานอาจเหมือนกันจริง ๆ เพื่อให้กระดานใด ๆ สามารถเข้าไปในช่องใดก็ได้ กล่าวคือคณะกรรมการแต่ละคณะอาจมีตัวเชื่อมต่อขอบซ้ำซ้อนคู่หนึ่งบนขอบแบ็คเพลน ขึ้นอยู่กับตำแหน่งในแบ็คเพลนซ็อกเก็ตที่เซ (ช่องเสียบคี่กับช่องแม้แต่คู่) ช่องเสียบด้านซ้ายหรือด้านขวาเชื่อมต่อกับซ็อกเก็ต ช่องเสียบขอบที่ไม่ได้ใช้บนสไลด์ฝั่งตรงข้ามในช่องว่างแคบ ๆ ระหว่างซ็อกเก็ตของบอร์ดที่อยู่ติดกันซึ่งมีระยะห่างเพียงพอสำหรับความกว้างของบอร์ด

สิ่งหนึ่งที่ดีเกี่ยวกับแบ็คเพลนคือถ้าบอร์ด 1 มีการเชื่อมต่อกับแบ็คเพลนที่ไม่ดีซึ่งโดยทั่วไปจะไม่รบกวนการสื่อสารระหว่าง 0 และ 2 หากคุณสแต็คบอร์ดจำนวนมากกับบอร์ดเชื่อมต่อบอร์ดกับบอร์ด ส่งสัญญาณที่หยิบขึ้นมาโดยล่าสุดจะผ่านการสัมผัสไฟฟ้ามากมาย

ฉันเป็นผู้มีส่วนร่วมคนใหม่ดังนั้นฉันสามารถโพสต์ไฮเปอร์ลิงก์ได้สองรายการเท่านั้นที่ฉันพบหลังจากเขียนโปรดพิมพ์หมายเลขชิ้นส่วนด้านล่างลงในช่องค้นหาบนเว็บไซต์ GCT!

โซลูชันตัวเชื่อมต่อสองระดับ 2.0 มม. ระยะห่าง - คู่ในสาย:

เบ้า : 2.2 มม. ความสูงของสแต็ก Newark 67R8237

ส่วนหัว : ความสูงของสแต็ก 2.77 มม., นิวอาร์ก 67R7787 (พินการผสมพันธุ์ 2 มม. เหมาะสำหรับการผสมพันธุ์ด้วย BF120

ความสูงของสแต็กรวม = 4.97 มม. โซลูชันราคาไม่แพง

โซลูชันตัวเชื่อมต่อสองเส้น 1.0 มม. pitch- เดี่ยวในบรรทัด:

ซ็อกเก็ต BC070 ความสูงสแต็ค 2.25 มม. นิวอาร์ก 67R7215

ส่วนหัว BC032 ความสูง 2.00 มม., Newark 69R6950

ความสูงของสแต็กรวม 4.25 มม. โซลูชันราคาไม่แพง

สำหรับทั้ง 1.00 มม. และ 2.00 มม. พิชบอร์ดกับคอนเน็กเตอร์บอร์ดเราขอเสนอหัวสแต็ค:

ระยะพิทช์ถึง 1.00 มม., หัวสแต็ค: BC025

2.00 มม. ระยะพิทรู, สแต็คส่วนหัว: BF055

หรือใน SMT:

1.00 มม. pitch SMT, ส่วนหัวสแต็ค: BC055

2.00mm pitch SMT, ส่วนหัวสแต็ค: BF145

แน่นอนว่าคุณอาจเลือกที่จะใช้ส่วนหัวสแต็ก SMT หนึ่งอันผ่านทางซ็อกเก็ต SMT บน PCB กลางและอีกหนึ่งซ็อกเก็ตบน PCB ด้านบนเพื่อให้ได้โซลูชั่นสแต็ก PCB สามตัว

ตัวเลือกอื่น ๆ ที่ใช้ซ็อกเก็ตบน PCB ด้านบนซ็อกเก็ตที่ด้านล่าง PCB พร้อมส่วนหัวของรูซ้อนกันเพื่อเชื่อมต่อสอง PCB กลางพิเศษ

น่าเสียดายที่ฉันไม่สามารถนำเสนอโซลูชั่นแบบแยกส่วนได้อย่างแท้จริงซึ่งจะช่วยให้คุณสามารถวางซ้อน PCB, 2, 3, 4 และอื่น ๆ โดยใช้ชุดตัวเชื่อมต่อเดียวกัน ปัญหาอื่น ๆ คือส่วนหัวที่ซ้อนกันจะไม่ถูกเก็บไว้โดยนวร์กและจะดำเนินการ 1,000 ชิ้นขั้นต่ำไม่มีทางแก้ไข อย่างไรก็ตามฉันหวังว่าตัวเชื่อมต่อเหล่านี้อาจให้แนวคิดบางอย่างแก่คุณ

GCT กำลังทำงานบนบอร์ดสำหรับเชื่อมต่อกับคู่มือการวางซ้อนเว็บบอร์ด แต่ยังไม่พร้อม!

คุณควรตรวจสอบรูปแบบ PC / 104 มันถูกสร้างขึ้นมาเพื่อวางบอร์ดซ้อนกันและมีบัสเชื่อมต่อระหว่างกันทั้งหมดที่มีหมุดหัวต่อที่เรียงกันอย่างถูกต้องสำหรับ ISA, PCI และพลังงานเพิ่มเติมและสัญญาณอื่น ๆ คุณสามารถซื้อจากแผงซีพียูชั้นวาง PC-104 จอแสดงผลเครือข่าย ฯลฯ

นอกจากนี้คุณสามารถออกแบบของคุณเองเพื่อเชื่อมต่อกับสแต็ค

จริงๆแล้วมีปัจจัยรูปแบบที่แตกต่างกันสองสามอย่าง 104 (เล็กที่สุด), EBC และ EBX

https://en.wikipedia.org/wiki/PC/104

ด้านลง: บอร์ด COTS อาจอยู่ด้านที่แพง สำหรับรูปแบบ 104 บอร์ด EBX และ EBC นั้นราคาถูกกว่าเล็กน้อย

ตัวเลือกที่ถูกที่สุดและต่ำที่สุด: ใช้ฟล็อปปี้ดิสก์เก่าหรือสายเคเบิล IDE / PATA ฮาร์ดดิสก์เป็น "backplane" เพิ่มตัวเชื่อมต่อจากสายเคเบิลอื่น ๆ ตามต้องการ จากนั้นคุณต้องการหัวมุมในแต่ละ PCB เท่านั้น

ข้อได้เปรียบเพิ่มเติมคือระยะห่างระหว่าง PCB มีความยืดหยุ่นในระดับหนึ่งหากคุณอนุญาตให้สายเคเบิลโค้ง

คุณสามารถซ้อนจำนวน PCB ที่ไม่ได้กำหนดเช่นนี้ไว้ที่ด้านบนของกันและกันพร้อมกับส่วนประกอบภายใน:

ใช้ M3 standoffs หกเหลี่ยมเพื่อให้สแต็คของ PCB เข้าด้วยกันอย่างมั่นคงและในช่วงเวลาปกติ ในขณะที่ไนล่อนแสตนด์ฟันยังคงแยกตัวคุณสามารถใช้แสตนด์แบบโลหะเพื่อส่งพลังงาน ใช้ท่อหดความร้อนเพื่อป้องกันการลัดวงจรโดยไม่ตั้งใจ

ขันน็อตที่เป็นโลหะเข้าด้วยกันจัดกลุ่มพวกมันด้วยขั้วบวกและขั้วลบแล้วติดเข้าไปในท่อหดความร้อน ใช้แหล่งความร้อนที่เหมาะสม (ฉันใช้ไฟแช็กของ Zippo) เพื่อหดท่อ จากนั้นใช้มีดตัดเพื่อแยกชิ้นส่วน:

ในการส่งสัญญาณหรือกำลังไฟขนาดเล็กให้ใช้Samtec SSA 2.54 breakaway ผ่านช่องเสียบที่เป็นรู ตัวเชื่อมต่อที่ใช้ร่วมกันเหล่านั้นจะต้องอยู่กับตัวเองดังนั้นคุณสามารถซ้อนจำนวนใดก็ได้ที่ด้านบนของกันและกัน ในวงจรของฉันฉันใช้ SSA-102-WT แต่ด้านล่างคือ SSA-103-WT คุณสามารถแยกพวกมันออกเป็นชิ้นเล็ก ๆ ได้:

สุดท้ายคุณรวม PCB ทั้งหมดเข้าด้วยกันโดยใช้ standoffs เป็นสกรูและระวังว่าตัวเชื่อมต่อ SSA นั้นเชื่อมต่อจริง นี่คือผลลัพธ์ที่ได้:

คอลัมน์สีดำและสีแดงเป็นจุดตัดโลหะที่แยกได้จากการหดตัวด้วยความร้อน คอลัมน์สีขาวคือไนลอนแสตนด์ออฟ ตัวเชื่อมต่อ SSA ไม่สามารถมองเห็นได้เพราะอยู่ในใจกลางของบอร์ดซึ่งซ่อนไว้โดยส่วนประกอบอื่น ๆ

สำหรับการอ้างอิงฉันใช้การอ้างอิงเหล่านี้ที่ Digikey:

• หกเหลี่ยม M3 ​​เกลียวอลูมิเนียม 10 มม. ขัดแย้ง
• สแตนเลสแบบเกลียวหกเหลี่ยม M3 ​​หกเหลี่ยม M3
• ท่อหดความร้อน, ยืดหยุ่นได้, 6.35 มม., 2 ถึง 1 แดง
• Samtec SSA 2 Position Receptacle ตัวเชื่อมต่อ Breakaway

10 พิน 0.1 นิ้วเว้นระยะห่างส่วนหัวพินบนบอร์ดของคุณสไตล์เมา 'smd' แบนบนบอร์ดของคุณ (หรือรับส่วนหัวพินมุมขวา SIP) ปล่อยให้หมุดค้างไว้เหนือขอบกระดานขนานกับมัน

สร้างแบ็คเพลน 'veroboard' ด้วยซ็อกเก็ตเพศหญิงเว้นระยะห่าง 0.1 นิ้วซึ่งส่วนหัวเสียบ เสียบที่มุมขวาของ backplane

ราคาถูกและน่ารังเกียจ

คุณสามารถทำสิ่งเดียวกันกับ 'ส่วนหัวของกล่อง' และซ็อกเก็ตขา สิ่งนี้ทำให้เสถียรภาพทางกล บางครั้งฉันก็ใส่หัวเข็มหมุดสองแถวติดตั้งสไตล์ SMD กับบอร์ดระหว่างแถว

วิธีการแก้ปัญหาของ @ fraber ทำงานได้ดีกับสิ่งนี้สำหรับการทดสอบเนื่องจากคุณสามารถ 'unstack' ทุกอย่างได้

ที่ Control Data เราเคยมีพีซีและเมนบอร์ดมาทดสอบ นอกจากนี้เรายังใช้อุปกรณ์เพิ่มขยายบอร์ดเพื่อให้สามารถรับส่วนประกอบได้