Отколовшийся дизайн печатной платы

Я стремлюсь к дизайну отрывной печатной платы для небольшой серии, в которой можно отломать ненужный отсек. (См. изображение ниже)

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

А как же внутренние слои?
- Является ли проблематичным пересечение предопределенной точкой разрыва слоя снабжения и грунта?
- Можно ли это сделать, когда я удостоверюсь, что следы не пересекаются во всех слоях?
- Это считается плохой практикой делать что-то подобное?

Отрывная печатная плата

Способны ли ваши пользователи обнаруживать и удалять шорты? Или ваша система терпима к ним? (шорты, а не пользователи :D)
@WesleyLee Поскольку я, вероятно, единственный пользователь, я надеюсь, что это они ... В любом случае, было бы плохо иметь 24 В на входе контроллера, устойчивом к 3,3 В ...
Плохая практика. Похоже, вы намерены разорвать дорожки для некоторых приложений, не заботясь о том, чтобы закоротить секущиеся концы. Но это может быть возможно, если подпанели также широко используются с разными клиентами и объединены для других, и вы позаботитесь об открытых и потенциальных коротких замыканиях на всех дорожках. Также из двух отличных методов я знаю, что медь не сломается легко, и ее будет сложно разорвать. Обычно 3 лазерных или самых маленьких отверстия в вкладках для печенья без места для дорожек.
@TonyStewart.EEsince'75 Но для меня это ничем не отличается от того, что ST делает на своих платах Nucleo ( ett.co.th/prod2014/NUCLEO-F401RE/NUCLEO-F401RE_3re.jpg ). Вы можете ясно видеть проходящие следы над. Я что-то пропустил здесь? Пожалуйста, объясни.

Ответы (6)

Но для механического снятия напряжения для чрезмерного стресса у пользователей с детьми и вырвавшимися USB-разъемами он превосходен.

введите описание изображения здесь

Основная плата имеет хорошее крепление с 3-точечным резьбовым отверстием для устранения напряжения при кручении хрупких керамических деталей, а отрыв позволяет большему напряжению изгиба платы возникать в зазоре без нагрузки на керамические чипы. Это означает, что подходит для использования на открытой плате с нагрузкой на изгиб порта USB и отсутствием монтажных отверстий для области USB, а деформация ограничена монтажными отверстиями корпуса для разъема USB.

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

Ориентация крышки SMD рядом с разрывом говорит мне, что она никогда не предназначалась для отрыва, а скорее для снятия напряжения с внешним USB-разъемом.

Обратное видео расширено увеличенной областью ссылки выше:

введите описание изображения здесь

Заключение

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 подведет DFM из-за отколовшихся правил проектирования.

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

Для разрыва в этой области потребуется микромаршрутизатор с очисткой Dremel® для медных дорожек.

Ссылка: 40-летний опыт в области исследований и разработок и контрактного производства, а также множество недостатков конструкции, вызванных операторами, и недостатки конструкции.

  • например. Когда я был Eng Mgr по контракту Mfg, C-MAC в Виннипеге, заказчик, подразделение Honeywell Avionics в Фениксе, спроектировал плату, которую мы сделали в большом количестве, плату управления реактивным двигателем, которая время от времени испытывала трещины Vcc развязки Керамические чипы в печенье панельная большая материнская плата. Мы исправили этот недостаток, обучив операторов более аккуратно срезать защелкивающиеся платы, чтобы ограничить деформацию платы и не сделать невидимых трещин в ОГРОМНЫХ керамических конденсаторах 10 мкФ. Honeywell улучшила конструкцию в более поздних версиях Rev.

Ориентация и близость к местам разрыва печенья являются важными конструктивными особенностями среди других с предпочтительным V-образным показателем или печеньем с большим количеством разнесенных отверстий между ними, смещенными к внутреннему краю печатной платы.

ДОБАВЛЕН

Если вы собираетесь отделить и повторно использовать маленькую доску; используйте любой из следующих методов

  • отрежьте металлическим ножовочным полотном (ручка не нужна) или ручным фрезером или точным ножом глубоко, прежде чем аккуратно защелкнуть V-образный надрез
Спасибо, сэр, за то, что открыли мои молодые и неопытные глаза на мир механических соображений при размещении компонентов. Я никогда не думал о том, чтобы точить SMD-компонент по механическим причинам (напряжение платы при изгибе).
Принимаются чаевые, в том числе утренний кофе и выпечка. Никогда не пренебрегайте обучением механике, физике, а также учету напряжения/деформации и температуры. Лучшие EE являются экспертами в области механики, химии и других модальностей. слишком.
Вы делаете отличные замечания, но я считаю, что эти доски предназначены для того, чтобы их ломать, даже если дизайн не идеален.
Согласно st.com/resource/en/user_manual/dm00105823.pdf « Плата STM32 Nucleo разделена на две части: часть ST-LINK и целевая часть STM32. Часть ST-LINK печатной платы можно вырезать, чтобы уменьшить размер доски». Таким образом, кажется, что плата предназначена для разделения на две части, но путем разрезания, а не разрушения.
Его нужно было бы разрезать ножовкой, фрезером или точным ножом, а затем защелкнуть V-образный надрез и определенно не сгибать, поскольку НЕ разработан с V-образным надрезом или сверлить отверстия, если только вы не выбросите маленькую доску с потенциально треснутыми крышками.
После прочтения руководства они говорят, что «печатную плату можно вырезать, чтобы уменьшить размер платы» , то есть не сгибать, не отрывать и не защелкивать .... «Все еще можно использовать часть ST-LINK для программирования основного STM32, используя провода между CN4 и SWD-сигналы"

Вы можете использовать перфорацию (близко расположенные отверстия), чтобы можно было отломить часть печатной платы после изготовления. Однако это не очень хорошая идея, когда есть какие-либо следы, идущие поперек разрыва. Медь не сломается аккуратно и оставит острые и открытые края.

Основная причина отламывания частей досок в том, что все можно изготовить сразу. Затем разные, но связанные доски разделились позже.

Я использовал эту технику только один раз до сих пор. В устройстве была одна основная печатная плата и еще одна небольшая плата, на которой находились ИК-приемники. Они должны были быть в неудобной ориентации по отношению к основной плате. Мы справились с этим, сделав плату для ИК-приемников небольшой и соединив ее с основной платой ленточным кабелем.

Для простоты изготовления все это было собрано в виде одной платы, включая ленточный кабель. Затем плата ИК-приемника была сломана, когда набор плат был установлен в корпус во время производства. Это сэкономило несколько шагов и упростило установку ленточного кабеля.

Однако между платами не было медных следов. Платы платы были немного зазубрены в местах перфорации, но это не имело значения, так как они были установлены в корпусе, где конечные пользователи не должны были находиться.

Соединители типа «бисквит» требуют большого количества отверстий, чтобы ослабить перемычки и обеспечить четкую защелку. Медь и толстая перемычка предотвратили бы это здесь, так что это нарушение DFM, если бы это была конструкция с депанелизацией. Но это не так, как кажется. Смотрите мой ответ.
Я действительно видел некоторые конструкции, в которых следы, которые проходят между отверстиями (часть укусов мыши), сужаются прямо в месте разрыва, чтобы помочь им аккуратно отделиться. Вроде неплохо работает, хотя сам не делал

А как же внутренние слои? - Является ли проблематичным пересечение предопределенной точкой разрыва слоя снабжения и грунта?

Не является определенной проблемой оставить внутренний слой и силовую шину, проходящие через разрыв, но вы не можете контролировать разрыв и оставить себя открытым для возможности короткого замыкания двух плоскостей. Есть три варианта

  • Не прокладывайте медь через разрыв (нет риска короткого замыкания при обрыве печатной платы)
  • Проведите питание, сигнал и землю через разрыв (небольшой, но неизвестный риск при поломке печатной платы).
  • Не подключайте питание, сигнал и землю вместе (пересекая) через разрыв (нет риска короткого замыкания при обрыве печатной платы)

В последнем варианте, если у вас есть несколько точек отрыва и вы беспокоитесь о коротком замыкании, вы можете запустить землю на одном выводе отрыва, а питание и сигнал - на другом.

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

  • Можно ли сделать это, когда я удостоверюсь, что следы не пересекаются во всех слоях?

Из того, что я видел при поломке, проблема в том, что плоскости, которые физически расположены рядом друг с другом, более склонны к короткому замыканию. Чем дальше вы их разместите, тем лучше для вас.

  • Считается ли плохой практикой делать что-то подобное?

Это вопрос мнения, для некоторых отраслей никакой риск недопустим, и их дизайн отражает это. В условиях любителя допустим больший риск, в зависимости от того, каков ваш рынок.

Риск в этой проблеме трудно определить количественно без экспериментов, поэтому я могу говорить только о том, что я видел с отколовшимися печатными платами. Наибольший риск представляет собой короткое замыкание силовой плоскости на землю или короткое замыкание сигнальной схемы на землю. Можно спроектировать отрывную печатную плату с небольшим или нулевым риском того, что плоскость или сигнал пересекают разрыв из-за короткого замыкания.

Я согласен с другим «не делайте этого», если это для других пользователей. Но если это только ты, то я бы сделал это. Следы верхнего слоя легко срезаются острой бритвой. Внутренних плоскостей нет, но эта маленькая плата маломощная, поэтому ей не нужны внутренние плоскости для питания/земли. Если вы хотите сделать это, вы можете иметь только трассировки внешнего слоя, в том числе для питания и земли. Затем разрежьте их бритвой на каждом конце отрыва. Со стороны основной доски сместите срез в сторону основной доски. Целостность вашего сигнала пострадает из-за отсутствия плоскости GND, но это отдельная проблема.

Опыт работы: высшее образование. Более 15 лет дизайна/доводки/отладки плат, а также самостоятельный сборщик печатных плат в гараже. Я сделал именно это.

Вот пример из влога Дейва Джонса, показывающий требование, аналогичное вашему, — пропустить пару проводников через защелку на наборе панельных печатных плат.

введите описание изображения здесь

Я не большой поклонник этого в целом, потому что проводники могут отходить на некоторую неконтролируемую длину (я бы предпочел иметь отдельные тестовые площадки или разъем на каждой плате), но он хорошо справился с этой задачей - есть избыточная длина следа, чтобы можно было немного отогнуть, и ему все равно нужно закончить углы, чтобы они поместились в корпус, чтобы они привлекли внимание человека, которое им нужно, чтобы убедиться, что ничего не торчит слишком коротко или иным образом не попасть в беду. Они также хорошо разделены. Часть за пределами досок, разумеется, отбрасывается после депанелизации, поэтому нам не нужно об этом беспокоиться.

В этом случае депанелизация выполняется парой кусачек в каждом углу. Требование здесь состоит в том, чтобы обшивать панелями как можно более гладкими краями, так что это компромиссный подход.

Подход к крупному производству может заключаться в использовании откидной платы или нестандартных приспособлений, что устранит всю пост-обработку, но будет несовместимо с описанной выше настройкой тестового разъема.

Также: Дэйв показал, что ему нравится вырезать доски из панели бокорезами, а не сгибать. Вот почему у него есть выступы на углах uCurrent — резка боковыми ножницами заподлицо со стороной доски автоматически скашивает углы, чтобы они поместились в корпусе с минимальными дополнительными усилиями по отделке. Довольно аккуратно.

Чтобы избежать уже упомянутых механических проблем, я бы использовал ножовку и шлифовку, чтобы избавиться от любой выступающей меди. Однако реальная проблема, которую я вижу, заключается в том, что оставшиеся медные дорожки становятся «антеннами» для оставшейся схемы! Остальные схемы станут очень восприимчивыми к электромагнитным помехам (особенно на высоких частотах).