人們可能會認為相互聯(lián)系在自然中比在技術(shù)中發(fā)生的更多，但是人類非常善于模仿其發(fā)明中的自然存在的思想。電子互連就是這樣一種鏡像。以蘑菇為例，說明大量生物如何通過類似的基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)相互聯(lián)系地發(fā)展。電子互連將努力實現(xiàn)類似的目的：在不影響單個電路自治的情況下提供系統(tǒng)連接。

當(dāng)今的電子產(chǎn)品通常在其設(shè)計中包含多個互連的印刷電路板（PCB）。如何將多板系統(tǒng)中的所有組件作為具有凝聚力的最終產(chǎn)品一起工作取決于選擇適合設(shè)計的連接器。

在本文中，我們將深入探討不同類型的PCB互連以及在下一個多板PCB項目中實現(xiàn)它們的一些最佳實踐。

系統(tǒng)設(shè)計時代的電子互連

當(dāng)考慮使用多板系統(tǒng)時，通常會遇到電子互連面臨的兩個或三個主要困難。這些因素往往受頻率和開關(guān)速度限制，電流容量和工作溫度的影響。

信號完整性和熱導(dǎo)率考慮因素對于任何PCB系統(tǒng)設(shè)計都是至關(guān)重要的，并且要通過選定連接器的潛在彈性進行工作，將需要精明的計劃和清晰的文檔。

多板PCB互連的類型

無論您打算創(chuàng)建堆疊在一起的垂直PCB塔，還是需要將多個板裝載到機架中以適合服務(wù)器，設(shè)計人員在可用連接器類型方面都有很多選擇。

標準板互連：公/母，引腳/插座接頭是最常見的板對板連接器類型。這些互連模塊價格低廉，非常適合面包板和Arduino套件。

背板連接器：典型的背板是沒有有源組件的PCB。它的主要目的是雙重的：為多板系統(tǒng)提供結(jié)構(gòu)完整性，并作為多個子板連接的表面。

卡邊緣連接器：邊緣連接器通常用作主板，背板或轉(zhuǎn)接卡上的擴展插槽，其設(shè)計目的是與襯在另一塊板邊緣的導(dǎo)電跡線（例如PCI-e插槽）配合使用。

線對板：需要將電纜或電線連接到板上嗎？FFC（柔性薄膜電纜），FPC（柔性印刷電纜），高速內(nèi)部電纜互連和帶狀連接器只是其中的少數(shù)選擇。

Direct-soldered：想要將小型無線模塊連接到較大的板上？形通孔是一種創(chuàng)建PCB模塊的流行方法，可輕松將其焊接到其他板上。確保遵循焊接標準，例如IPC-A-610或J-STD-001。

多板PCB互連設(shè)計注意事項

既然我們已經(jīng)介紹了不同類型的PCB互連，那么讓我們看一下實現(xiàn)多板PCB設(shè)計時要考慮的一些一般設(shè)計技巧。

電磁兼容/電磁干擾

您在單板中考慮的相同的串?dāng)_，阻抗和其他EMI（電磁干擾）因素必須擴展到多板系統(tǒng)。在開始將這些板堆疊到PCB塔之前，請注意以下事項：

當(dāng)心共模。當(dāng)差分對的兩個支路長度不同時，這種差異會在共模下產(chǎn)生縱向信號，從而使系統(tǒng)成為高效的天線。

避免意外的天線。在不可避免的情況下，請保持信號和返回電流緊密耦合，以減少發(fā)射。實際上，使整個堆棧上的所有信號層都緊密耦合到不間斷的參考平面。

將信號分開。模擬（DC）和數(shù)字（AC） ，高速和低速電路應(yīng)始終保持分開，并跨過多板堆的情況也是如此。請注意哪些走線是通過您的電路板布線的。

請記住，將電路板連接在一起的互連和過孔會改變系統(tǒng)的整體信號。您可以在此處閱讀更多有關(guān)降低PCB設(shè)計中EMI的技巧。

腐蝕

腐蝕對連接構(gòu)成直接風(fēng)險。銅，鉛和鍍錫極易腐蝕。另一方面，金，銀，石墨和銅鎳合金具有很高的抗腐蝕能力。了解導(dǎo)致腐蝕的條件可以幫助您對連接和組件應(yīng)使用的材料類型做出明智的決定：

大氣：金屬接觸氧氣和水時，會發(fā)生氧化。腐蝕銅觸點，降低導(dǎo)電率，只需要空氣中的水分即可。

微動：活動部件的頻繁磨損，例如鍍錫開關(guān)的擦拭動作，會通過去除表面氧化物層并使底層材料受到氧化而引起腐蝕。

電鍍：有一個理由，要求有不同金屬的標準（MIL-STD-889）。當(dāng)兩種不同的金屬存在電解質(zhì)時（例如來自電池），耐蝕性較高的金屬的腐蝕速度比較弱的金屬（例如，金與錫接觸時的腐蝕速度更快）的腐蝕速度更快。

電解：在存在離子液體的情況下，相鄰痕跡之間可能會發(fā)生樹枝狀生長。兩條走線之間的電位差將金屬條拉離每條走線，從而形成一個橋并導(dǎo)致短路。

大多數(shù)PCB設(shè)計主要關(guān)注配合連接器之間的大氣腐蝕和微動。通過了解您的產(chǎn)品可能遇到的條件，可以更輕松地選擇材料。

真正降低連接風(fēng)險：整體設(shè)計

連接性很重要，但多板PCB設(shè)計只是其中一個較大的難題。它采用整體設(shè)計方法，以確保每個板和組件可以一起安裝在3D外殼中，同時避免了EMI，熱約束和腐蝕的不利影響。