Os 3 Principais Erros de Conectividade em PCBs Multi-Placas

Imagine o terror: você liga seu novo sistema com várias placas, apenas para encontrar curtos e abertos onde você não esperava. De repente, nada funciona como esperado, ou, possivelmente pior, as placas ficam um pouco quentes demais para o seu próprio bem.

A maioria dos erros de design de PCB multi-placas se resume a alguma variação de “as redes erradas estão conectadas” ou “não cabe em seu invólucro” ou “a orientação da placa está errada”, todos os quais podem resultar de erros mecânicos ou elétricos (ou ambos). Estes são sintomas, não causas... a causa raiz é frequentemente algo simples que pode ser detectado com uma verificação lógica combinada com a verificação de um modelo mecânico 3D.

Então, com isso em mente, aqui estão alguns dos problemas mais comuns em conexões elétricas multi-placas.

Direção de Chaveamento Errada

Montagens multi-placas frequentemente usam conectores com chaveamento, que regulam como dois conectores correspondentes devem ser orientados. Os dois conectores determinarão então a orientação das duas placas correspondentes. Quando a orientação do conector está invertida, a orientação resultante das placas também será invertida.

Há alguns problemas que podem causar um chaveamento errado:

• O indicador do pino 1 estava na localização errada

• Indicador do pino 1 está completamente ausente

• Sem contorno de montagem ou contorno de silkscreen mostrando orientação

• Sem pad quadrado mostrando orientação (para furos passantes)

• Orientação do pad é reversível, mas o chaveamento não é

Conectores SMD orientados verticalmente sem mecanismo de chaveamento no nível da placa são os mais suscetíveis a este problema. Isso ocorre porque a orientação do conector pode ser invertida na pegada da PCB. Se sua documentação de montagem não mostrar uma orientação, ou se não houver indicação de orientação no silkscreen da PCB, então há um perigo de que esse erro ocorra durante a montagem.

O pad quadrado indica a orientação correta para este conector com chaveamento

Curtos/Abertos em Conectores Sem Chaveamento

Nem todos os conectores para múltiplas placas são codificados; alguns não são codificados e, portanto, terão uma pegada reversível, mesmo que o pinout não seja reversível. A vantagem de um conector não codificado é que o cabo de conexão pode ser invertido; o mesmo se aplica para conectores de placa para placa não codificados. O mais simples é um cabeçalho de pinos, mas sistemas mais avançados usarão um conector mezanino, como o conector Hirose mostrado abaixo.

Se estes conectores Hirose reversíveis tiverem um pinout invertido, então eles forçarão as duas placas para a orientação errada

Quando duas placas são conectadas com um conector não codificado e um pinout não rotacionável, o resultado pode não ser correto. Por exemplo, ou os pinouts não coincidirão, ou a orientação da placa acoplada estará incorreta com a coincidência do pinout. De qualquer forma, significa que o pinout de um lado da interconexão precisa ser rotacionado 180 graus.

Conector ZIF/LIF ou Flex Ribbon Invertido

Conectores de força de inserção zero (ZIF), conectores de baixa força de inserção (LIF) ou conectores de fita flexível são usados para conectar uma placa a um cabo FPC, que pode ser um PCB flexível ou um PCB rígido-flexível. PCBs flexíveis que são usados para interconexões de múltiplas placas podem ter almofadas de contato expostas através do revestimento em um lado do PCB. Estas almofadas de contato expostas farão a conexão de acoplamento a um contato de conector ZIF.

Se a abertura do revestimento estiver no lado errado da fita flexível, então a placa acoplada terá que estar de cabeça para baixo para fazer contato elétrico. Para um conector ZIF de dois lados, se o pinout estiver invertido, você teria o mesmo problema.

Se os contatos da fita flexível estiverem do lado errado, a orientação da placa acoplada será de cabeça para baixo

Verificação Lógica para Interconexões

Como você evita esses problemas? Um ponto importante é realizar uma verificação completa da orientação de conectores e cabos como parte da sua revisão de design de PCB. Isso inclui muitos dos seguintes pontos:

• Todos os pinouts foram verificados para ter nomes de redes corretos e conexões?

• As marcações do pino 1 estão presentes em conectores com chave?

• Os pinouts estão corretos em conectores sem chave (rotativos)?

• O modelo STEP na sua visualização 3D de PCB corresponde à orientação de encaixe mecânico?

• Quando você faz o push para MCAD, as orientações dos conectores com chave se alinham em 3D?

• Os pinos são visíveis em conectores ZIF e estão no local correto?

• Os cabos ou conectores FPC estão orientados com a dobra e orientação da placa corretas?

Às vezes, ajuda realmente encomendar conectores de amostra assim que eles são adicionados ao design para que você possa ver claramente como os conectores serão orientados. Também nunca é demais fazer um mockup de papel com o conector para que você possa ver a montagem proposta!

Conectores de placa a placa, cabos e chicotes devem fazer parte do processo de verificação de conectividade lógica de rede, mas nem todos os sistemas de design de PCB multi-placa têm esses recursos. Com uma ferramenta de design de chicote para verificação de conexão lógica e com uma ferramenta de colaboração MCAD para verificação de orientação 3D, ambos os aspectos podem ser verificados rapidamente por uma equipe de engenharia.

Felizmente, você não precisa adivinhar as conexões entre PCBs em uma montagem multi-placa. Designers mecânicos e elétricos podem trabalhar juntos de forma integrada com os recursos de colaboração ECAD e MCAD em Altium Designer®. Para implementar a colaboração no ambiente interdisciplinar de hoje, empresas inovadoras estão usando a plataforma Altium 365™ para compartilhar facilmente dados de design e colocar projetos em fabricação.

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