Les 3 principales erreurs de connectivité des PCB multi-cartes

Imaginez la terreur : vous mettez sous tension votre nouveau système à plusieurs cartes, pour découvrir des courts-circuits et des coupures là où vous ne vous y attendiez pas. Soudain, rien ne fonctionne comme prévu, ou pire, les cartes chauffent un peu trop pour leur propre bien.

La plupart des erreurs de conception de PCB multi-cartes se résument à une variation de « les mauvais réseaux sont connectés » ou « cela ne rentre pas dans son boîtier » ou « l'orientation de la carte est incorrecte », tout cela pouvant résulter d'erreurs mécaniques ou électriques (ou les deux). Ce sont des symptômes, pas des causes… la cause profonde est souvent quelque chose de simple qui peut être détecté avec une vérification logique combinée à la vérification d'un modèle mécanique 3D.

Avec cela à l'esprit, voici certains des problèmes les plus courants dans les connexions électriques multi-cartes.

Mauvaise Direction de Codage

Les assemblages multi-cartes utilisent souvent des connecteurs codés, qui réguleront comment deux connecteurs correspondants doivent être orientés. Les deux connecteurs détermineront alors l'orientation des deux cartes correspondantes. Lorsque l'orientation du connecteur est inversée, l'orientation résultante des cartes sera également inversée.

Il y a quelques problèmes qui pourraient causer un mauvais codage :

• L'indicateur de la broche 1 était au mauvais endroit

• L'indicateur de la broche 1 est complètement manquant

• Pas de contour d'assemblage ou de contour en sérigraphie indiquant l'orientation

• Pas de pastille carrée indiquant l'orientation (pour les trous traversants)

• L'orientation de la pastille est réversible, mais le codage ne l'est pas

Les connecteurs SMD orientés verticalement sans mécanisme de codage au niveau de la carte sont les plus susceptibles de rencontrer ce problème. Cela est dû au fait que l'orientation du connecteur pourrait être inversée dans l'empreinte PCB. Si votre documentation d'assemblage ne montre pas d'orientation, ou s'il n'y a pas d'indication d'orientation dans la sérigraphie du PCB, alors il y a un risque que cette erreur se produise lors de l'assemblage.

La pastille carrée indique l'orientation correcte pour ce connecteur codé

Courts-circuits/Coupures sur Connecteurs non Codés

Tous les connecteurs multi-cartes ne sont pas polarisés ; certains ne le sont pas et auront donc une empreinte réversible, même si le brochage n'est pas réversible. L'avantage d'un connecteur non polarisé est que le câble de connexion peut être inversé ; cela s'applique également aux connecteurs carte-à-carte non polarisés. Le plus simple est un connecteur à broches, mais les systèmes plus avancés utiliseront un connecteur mezzanine, tel que le connecteur Hirose illustré ci-dessous.

Si ces connecteurs Hirose réversibles ont un brochage inversé, alors ils forceront les deux cartes dans la mauvaise orientation

Lorsque deux cartes sont connectées avec un connecteur non polarisé et un brochage non rotatif, le résultat peut ne pas être correct. Par exemple, soit les brochages ne correspondent pas, soit l'orientation de la carte d'accouplement sera incorrecte avec correspondance de brochage. Dans les deux cas, cela signifie que le brochage d'un côté de l'interconnexion doit être tourné de 180 degrés.

Connecteur ZIF/LIF ou à ruban flexible inversé

Les connecteurs à force d'insertion nulle (ZIF), à faible force d'insertion (LIF) ou les connecteurs à ruban flexible sont utilisés pour connecter une carte à un câble FPC, qui peut être un simple PCB flexible ou un PCB rigide-flexible. Les PCB flexibles utilisés pour les interconnexions multi-cartes peuvent avoir des pads de contact exposés à travers le revêtement sur un côté du PCB. Ces pads de contact exposés réaliseront la connexion d'accouplement à un contact de connecteur ZIF.

Si l'ouverture du revêtement est du mauvais côté du ruban flexible, alors la carte accouplée devra être à l'envers pour établir un contact électrique. Pour un connecteur ZIF double face, si le brochage est inversé, vous rencontreriez le même problème.

Si les contacts du ruban flexible sont du mauvais côté, l'orientation de la carte d'accouplement sera à l'envers

Vérification logique pour les interconnexions

Comment éviter ces problèmes ? Un point important est de réaliser une vérification approfondie de l'orientation des connecteurs et des câbles dans le cadre de votre révision de conception de PCB. Cela inclut plusieurs des points suivants :

• Tous les brochages ont-ils été vérifiés pour s'assurer qu'ils ont des noms de réseaux et des connexions corrects ?

• Les marquages du pin 1 sont-ils présents sur les connecteurs clavetés ?

• Les brochages sont-ils corrects sur les connecteurs non clavetés (rotatifs) ?

• Le modèle STEP dans votre vue 3D de PCB correspond-il à l'orientation de clavetage mécanique ?

• Lorsque vous passez à MCAD, les orientations des connecteurs clavetés s'alignent-elles en 3D ?

• Les broches sont-elles visibles sur les connecteurs ZIF et sont-elles au bon endroit ?

• Les câbles FPC ou les connecteurs sont-ils orientés avec le bon pli et l'orientation de la carte ?

Il est parfois utile de commander réellement des échantillons de connecteurs une fois qu'ils sont ajoutés à la conception, afin que vous puissiez clairement voir comment les connecteurs seront orientés. Il ne fait également jamais de mal de faire une maquette en papier avec le connecteur pour que vous puissiez voir l'assemblage proposé !

Les connecteurs de carte à carte, les câbles et les faisceaux doivent faire partie du processus de vérification de la connectivité logique des réseaux, mais tous les systèmes de conception de PCB multi-cartes n'ont pas ces fonctionnalités. Avec un outil de conception de faisceaux pour la vérification de la connexion logique, et avec un outil de collaboration MCAD pour la vérification de l'orientation 3D, les deux aspects peuvent être vérifiés rapidement par une équipe d'ingénierie.

Heureusement, vous n'avez pas à deviner les connexions entre les PCB dans un assemblage multi-cartes. Les concepteurs mécaniques et électriques peuvent travailler ensemble de manière transparente avec les fonctionnalités de collaboration ECAD et MCAD dans Altium Designer®. Pour mettre en œuvre la collaboration dans l'environnement interdisciplinaire d'aujourd'hui, les entreprises innovantes utilisent la plateforme Altium 365™ pour partager facilement les données de conception et lancer les projets en fabrication.

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