Breakaway PCB Design

Я стремлюсь к отрывной конструкции печатной платы для небольшой серии, где ненужный отсек может быть разорван. (См. Изображение ниже)

Я видел это, например, на платах STM32 Nucleo, где он используется для снятия интерфейса флэш-памяти, когда вы закончите с ним. Поэтому я думаю, что это не должно быть проблемой, касающейся висячих следов печатной платы в верхнем и нижнем слоях.

Но как насчет внутренних слоев?
- Является ли проблематичным наличие слоя питания и грунта, проходящего через заданную точку разрыва?
- Было бы нормально сделать это, когда я прослежу, чтобы не было следов, пересекающихся во всех слоях?
- Это плохая практика - делать что-то подобное?

Но для снятия механического напряжения при чрезмерной нагрузке на пользователей с детьми и порванными USB-разъемами это отлично.

Основная плата имеет хорошее крепление с 3-точечным резьбовым отверстием для устранения скручивающих напряжений на хрупких керамических деталях, а отрыв позволяет большему напряжению изгиба платы возникать в зазоре без нагрузки на керамическую крошку. Значение «ОК» для использования на открытой плате с напряжением изгиба на USB-порте и без монтажных отверстий для области USB с напряжением, ограниченным монтажными отверстиями корпуса для разъема USB

http://ett.co.th/prod2014/NUCLEO-F401RE/NUCLEO-F401RE_3re.jpg

Ориентация крышки SMD возле перерыва говорит мне, что она никогда не предназначалась для отрыва, а скорее для снятия напряжений с внешним USB-разъемом.

Инвертированное видео: увеличенная область ссылки выше:

Вывод

Good mechanical design
Bad Breakaway panel design. * false assumption *
C12 , C13 could crack with normal attempts to snap or shear the break.

• Этот дизайн не сможет использовать DFM для отколовшихся правил проектирования.

Но так как я пришел к выводу, что это ложное предположение, быть отколовшимся, это хороший дизайн для снятия стресса.

Прорыв в этой области потребовал бы микро-маршрутизатора с медной дорожкой очистки Dremel®.

Справка: 40-летний опыт работы в сфере НИОКР и контрактного производства, а также множество отрывных недостатков дизайна от операторов и недостатков дизайна.

• например. Когда я был Eng Mgr по контракту Mfg, C-MAC в Виннипеге, клиент подразделения Avionics Honeywell в Фениксе, проектировал плату, которую мы изготовили в объеме, плату управления реактивным двигателем, в которой иногда происходило растрескивание Vcc, отделяющее керамические чипсы в бисквите панельная большая материнская плата. Мы исправили этот недостаток, обучив операторов более осторожному сдвигу досок с защелкой, чтобы ограничить деформацию доски и избежать образования невидимых трещин в огромных керамических крышках 10 мкФ. Honeywell улучшил дизайн в более поздних Rev.

Ориентация и близость к бисквитным перерывам являются важными конструктивными особенностями, среди которых предпочтение отдается V-критерию, или бисквитам с множеством разнесенных отверстий между смещением по направлению к внутренней кромке печатной платы.

ADDED

Если вы намерены отделить и повторно использовать небольшую доску; используйте любой из следующих методов

• разрезать металлическим ножовочным полотном (без ручки), ручным фрезером или ножом точко, прежде чем осторожно щелкнуть V-Score

Вы можете использовать перфорацию (близко расположенные отверстия), чтобы позволить отколоть часть печатной платы после изготовления. Тем не менее, это не очень хорошая идея, когда есть какие-либо следы, идущие через перерыв. Медь не сломается аккуратно, и оставит острые и открытые края.

Основная причина отколовшихся частей плат заключается в том, что все может быть изготовлено одновременно. Затем разные, но связанные доски разошлись.

Я использовал эту технику только один раз до сих пор. В устройстве была одна основная печатная плата и еще одна небольшая плата, в которой находились ИК-приемники. Они должны были быть в неловкой ориентации к основной доске. Мы решили эту проблему, сделав плату для ИК-приемников небольшой, и подключили ее к основной плате с помощью ленточного кабеля.

Для простоты изготовления все это было собрано как одна плата, включая ленточный кабель. Плата ИК-приемника была разорвана, когда набор плат был установлен в его корпус во время производства. Это спасло некоторые шаги и упростило установку ленточного кабеля.

Однако между досками не было никаких медных следов. Платы были немного зазубренными в перфорациях, но это не имело значения, поскольку они были установлены в корпусе, где не должны были находиться конечные пользователи.

Но как насчет внутренних слоев? - Является ли проблематичным наличие слоя питания и грунта, проходящего через заданную точку разрыва?

Это не определенная проблема - оставить внутренний слой и силовую шину, идущие через разрыв, но вы не можете контролировать разрыв и оставить себя открытым для возможности короткого замыкания двух плоскостей. Есть три варианта

• Не пропускайте медь через разрыв (нет риска закорачивания при разрыве платы)
• Подайте питание, сигнал и заземление через разрыв (небольшой, но неизвестный риск при разрыве печатной платы)
• Не включайте питание, сигнал и землю вместе (пересекаясь) через разрыв (нет риска закорачивания при разрыве платы)

В последнем варианте, если у вас есть несколько точек отрыва, и вы беспокоитесь о коротком замыкании, вы можете пробежать по одной отколовшейся вкладке, а мощность и сигнал - с другой.

Я также думаю, что риск для двухслойной конструкции намного ниже, чем для четырехслойной, поскольку расстояние разнесения намного больше.

• Будет ли это нормально, если я не буду иметь следов, пересекающихся во всех слоях?

Из того, что я видел с разрывом, проблема в том, что самолеты, расположенные рядом друг с другом физически, более склонны к короткому замыканию. Чем дальше вы их расставляете, тем лучше для вас.

• Считается ли это плохой практикой делать что-то подобное?

Это - вопрос мнения, для некоторых отраслей промышленности никакой риск не терпим, и их проекты отражают это. В условиях, связанных с хобби, больше риска терпимо, зависит от того, что ваш рынок также.

Риск в этой проблеме трудно определить количественно без экспериментов, поэтому я могу говорить только из того, что я видел с отколовшимися печатными платами. Наибольший риск - замыкание силовой плоскости на землю или замыкание сигнального плана на землю, можно спроектировать отколовшуюся печатную плату с минимальным риском того, что самолет или сигнал пересекают отколовшийся от короткого замыкания или вообще не будет.

Я согласен с другими «не делай этого», если это для других пользователей. Но если это только ты, то я бы это сделал. Следы верхнего слоя легко режутся острой бритвой. Внутренние плоскости не таковы, но эта маленькая доска имеет низкое энергопотребление, поэтому не нуждается во внутренних плоскостях для власти / земли. Если вы хотите сделать это, вы можете иметь только следы внешнего слоя, в том числе для силы и земли. Затем порежьте их бритвой на каждом конце отколовшегося. На стороне основной платы смещение в сторону основной платы. Ваша целостность сигнала пострадает из-за отсутствия плоскости GND, но это отдельная проблема.

Опыт работы: степень EE. 15+ лет разработки / создания / отладки платы, а также «сделай сам» гаражной печатной платы DIYer. Я сделал именно эту вещь.

Вот пример из блога Дэйва Джонса, в котором показано схожее с вашим требованием прохождение пары проводников через отрывной бит на наборе панельных печатных плат.

Я не большой поклонник этого в целом, потому что проводники могут отклоняться на некоторой неконтролируемой длине (я бы предпочел иметь отдельные тестовые площадки или разъем на каждой плате), но он хорошо поработал над этим - есть избыточная длина следа, чтобы можно было немного отогнуть, и ему все равно нужно доделать углы, чтобы они поместились в корпусе, чтобы они привлекли внимание человека, которое им нужно, чтобы убедиться, что ничто не торчит или не попадает в неприятности. Они также хорошо разделены. Разумеется, после депанелизации часть вне досок отбрасывается, поэтому нам не нужно об этом беспокоиться.

В этом случае депанелизация проводится с помощью пары щипцов, расположенных в каждом углу. Требование состоит в том, чтобы панели были с как можно более гладкими краями, так что это компромиссный подход.

Крупный производственный подход может заключаться в использовании откидной платы или нестандартных приспособлений, которые устранят всю последующую обработку, но будут несовместимы с описанной выше настройкой испытательного разъема.

Чтобы избежать уже упомянутых механических проблем, я бы использовал ножовку и шлифовку, чтобы избавиться от любой меди, которая выступает. Однако настоящая проблема, которую я вижу, заключается в том, что оставшиеся медные следы становятся «антеннами» для оставшихся схем! Остальные схемы станут очень восприимчивыми к электромагнитным помехам (особенно на высокой частоте).