印制電路板(PrintedCircuitBoard)的設(shè)計中除了硬件工程師做的原理圖設(shè)計、pcb工程師做的布局、分層及布線設(shè)計外,結(jié)構(gòu)工程師不僅要在設(shè)計一開始就參與進來,并且要對板卡尺寸、形狀、安裝方式、安裝孔位置及數(shù)量等進行規(guī)劃和約束,形成圖紙文件,與硬件工程師和pcb工程師輸出的板卡設(shè)計文件互為輸入條件文件,設(shè)計過程中反復(fù)迭代,直至最終確定板卡的投產(chǎn)版本文件。
此過程中的一些設(shè)計要點總結(jié)如下:
板卡尺寸和形狀
板卡的尺寸由兩方面因素確定,一是設(shè)備整機的尺寸大??;二是板卡功能原理設(shè)計,例如一個板卡要實現(xiàn)某種功能,就需要一定數(shù)量和種類的元器件,那么這些元器件的大小尺寸就對板卡尺寸提了一個基本的要求,板卡尺寸小了就放不下這些元器件。
板卡的形狀,如果有標準要求,就按標準來,例如標準VPX總線的3U插板尺寸為100mm*160mm,6U插板尺寸為233.35mm*160mm等。如果是非標的板卡,那么板卡形狀可以綜合機箱或冷板的形狀來確定。
安裝孔
安裝孔盡量均勻布置,一般孔間距設(shè)計為40mm左右,目的是為了提高板卡剛度及受力均勻。
連接器、導(dǎo)向套/銷位置
板卡與母板或背板對插的連接器,其位置要根據(jù)相關(guān)的標準來放置。如果連接器本身不帶有導(dǎo)向裝置,需要在子板和背板上分別設(shè)計導(dǎo)向裝置。例如cpci連接器自帶有導(dǎo)向裝置,vpx連接器沒有導(dǎo)向裝置。
對外連接器位置及安裝
板卡引出的對外接口連接器位置,要看a.連接器自身的大小尺寸,b.機箱壁厚。機箱在此處的局部壁厚還要考慮連接器插頭和插座對插的間距要求。
連接器的安裝要看其本身是否自帶有安裝支架和安裝孔,如果沒有,結(jié)構(gòu)上要設(shè)計一個安裝支架,目的是a.固定連接器,b.作為連接器焊接的工裝,保證其焊接高度的精度。
連接器的間距要考慮插上插頭時不會干涉,并且留有一定的操作空間。連接器放置時,盡量使1管腳方向統(tǒng)一。
板卡上電源插座的位置
板卡上設(shè)計電源插座一般是兩個目的,一類是作為單板調(diào)試的電源輸入,另一類是給散熱風(fēng)機提供電源。
結(jié)構(gòu)上要考慮電源插座的位置,一般是放置在板邊,如果板卡的散熱方式是安裝整體的冷板,那么要考慮電源插座在冷板對應(yīng)處要開避讓孔。如果調(diào)試電源插座在板卡正面不好布置,可以要求硬件工程師將其放置在板卡背面。風(fēng)機的電源插座就靠近風(fēng)機位置就可以。
板卡定位孔
如果板卡安裝精度要求非常高,可以在板卡上設(shè)計結(jié)構(gòu)的定位孔,可不必做金屬化焊盤要求。
器件限高要求
板卡上的某些區(qū)域如果有元器件高度限制要求,要在圖紙中一并標注,比如自制非標助拔器的行程區(qū)域內(nèi),器件高度不得與助拔器手柄干涉。
板上插座需要冷板開孔的,開孔尺寸是否太大,是否影響到冷板加強筋布置。
元器件位置除了電氣上留安全距離,還要考慮元器件點膠的位置,特別考慮膠的流動性,不要覆蓋到安裝孔的焊盤及其它與結(jié)構(gòu)有搭接面的區(qū)域。
板卡上是否有線纜,如有線纜則需要在板上預(yù)留綁扎孔,并且要考慮線纜的折彎半徑,走線是否順暢,是否與其他元器件有干涉,線纜的長度是否預(yù)留裝拆的余量等。
發(fā)熱量大的器件要靠近散熱路徑的冷端放置,pcb布局評審時,要重點考慮散熱。
盡量用表貼器件,提高板卡的抗力學(xué)性能。
鋪銅要求,例如板卡兩側(cè)安裝冷板的區(qū)域,鋪銅率是影響板卡平面方向?qū)嵯禂?shù)的重要因素。
板厚要求,標準插板厚度一般為1.6mm;非標板卡厚度綜合板卡層數(shù)和板卡大小而定。
禁布要求,與結(jié)構(gòu)件搭接的區(qū)域;安裝孔要求金屬焊盤的尺寸要大于平墊圈的外徑等。
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