Idées pour attacher / connecter / empiler un PCB sur un autre sans espace

Quelles méthodes pourraient être envisageables pour fixer / empiler un PCB immédiatement au-dessus d'un autre PCB , dans les conditions suivantes:

• Espacement / espace nul entre les deux PCB
• Des contacts électriques sont nécessaires, pas seulement une fixation physique
• Supposons que le PCB supérieur est environ un tiers de la taille du PCB inférieur

Je suis au début de la conception d'un projet et j'essaie d'abord d'examiner les options, donc je suis ouvert aux recommandations de méthodes standard ainsi qu'à toute idée créative.

Remarque: je suis déjà familier avec les châtellements de bord (AKA "demi-vias"), donc d'autres suggestions seraient intéressantes.

Par exemple, est-il possible de le concevoir de telle sorte que le PCB supérieur ait des contacts de tampon uniquement en bas (style QFN / QFP) qui sont en quelque sorte soudables sur des tampons sur le PCB inférieur?

EDIT: Pour répondre à la question de @ Andrew:

Mon but d'empiler les deux cartes comme ceci est que le Top PCB sera variable selon les variantes de mon appareil (en fait, variable non seulement dans ce que contient le Top PCB mais aussi dans la taille et le nombre de contacts qu'il a), d'où l'objectif de ayant un PCB de base constant avec des tampons sur lesquels je peux attacher un PCB supérieur variable.

Ce n'est pas une réponse directe à votre question, mais je pense que c'est tout à fait pertinent.

Il y a quelques années, nous avons fait la même chose. Nous avons fabriqué de petites cartes filles qui utilisaient des créneaux de bord pour la souder sur la carte mère.

La difficulté était que nous avions des composants sur la face inférieure du PCB. Ce sont les condensateurs de découplage indispensables à la puce.

La carte mère avait donc de très grandes vias pour accueillir ces composants.

Vous pouvez voir plusieurs grands trous ronds dans le PCB. À travers les trous, vous pouvez voir les condensateurs sur le revers des cartes filles. Étant donné que les trous ne sont que de larges vias, ils finissent par être plaqués (notre fournisseur ne propose pas de trous non plaqués), vous devez donc faire attention à ce que le placage ne court-circuite aucun tampon sur la carte fille.

Quelques réflexions sur l'utilisation de pads sous le PCB. Je suppose que vous voulez dire quelque chose comme ce module Telit HE910:

Qui refusion soudures directement sur un PCB. Notez que dans l'image, l'écart entre le module et le PCB principal n'est pas nul, mais certainement inférieur à 1 mm. De toute évidence, cette technique fonctionne. Quels que soient les composants à l'intérieur du module, cela ne dérange pas de subir un processus de refusion supplémentaire. En effet, les composants peuvent généralement survivre à au moins deux reflows (une fois de chaque côté de la carte). Étant donné que ces modules n'ont que des composants sur un côté du PCB, ils n'ont presque certainement connu qu'une seule refusion.

Au lieu de refusion, vous pourriez être tenté d'utiliser une plaque chauffante pour souder un module comme celui-ci. Cela vous permettrait de souder le module sans obtenir les composants à l'intérieur du module trop chaud. Cependant, je déconseille cette méthode. Au moment où la soudure se solidifie, le PCB mère sera beaucoup plus chaud que le PCB fille. À mesure que la mère se refroidit et se rétrécit, elle génère des forces de cisaillement dans les joints de soudure et peut se déformer.

Peut-être pas exactement ce que vous demandez, mais je vous suggère de consulter PiCrust pour des idées. Ils utilisent des connecteurs de Hirose pour obtenir une conception compacte empilée sur le dessus de la carte Raspberry Pi.

Si la carte doit être remplaçable sans soudure, cela semble être une solution assez simple au problème.

Dans mon expérience (certes étroite), les cartes filles sont généralement montées sur des connecteurs d'en-tête, pas directement soudées.

En réponse à une question sur le connecteur PCB à très faible hauteur d'empilement , @trygvis a suggéré ce connecteur Molex

C'est peut-être utile?

Le problème avec la soudure en face-à-face comme vous le décrivez est que cela devra être un processus manuel (pas de pick-and-place avec reflow) à moins que vous ne vouliez refusionner vos PCB. De plus, vous devrez être sûr de la fixation mécanique - quelques étiquettes à souder ne suffiront probablement pas - vous aurez besoin d'une fixation mécanique sinon il y a un risque sérieux de fracture vibratoire.

Deux choses principales me viennent à l'esprit:

1) ce que vous décrivez pourrait être utilisé pour permettre de décrire un boîtier de type bosse à souder (BGA) qui utilise un substrat FR-4. Ce n'est pas une option d'emballage rare.

2) il existait auparavant un type de ruban que vous pourriez obtenir qui améliorerait de préférence la connexion électrique à travers l'épaisseur du ruban tout en minimisant la conduction latérale. J'étais disponible chez 3M, mais je ne l'ai pas vu depuis des années. Et sa conductivité était probablement insuffisante pour votre utilisation si vous devez transporter des centaines de mA. Cela pourrait vous donner une idée ou deux.

Vous pourriez envisager d'utiliser une combinaison de réceptacle SMT et d'
embase à broches traversantes, par exemple: embase DIL SMT 2,54 mm BG120 embase à broches
DIL 2,54 mm traversant BG040

Vous pouvez choisir une seule rangée, GCT propose également des emplacements plus fins si nécessaire, d'autres options ici .

-Montez la prise SMT sur le PCB supérieur.

-Branchez un en-tête de broche à trou (par le haut) tout au long des deux PCB. De toute évidence, les broches d'en-tête de la broche de raccordement doivent être suffisamment longues pour passer à travers le réceptacle femelle SMT, les deux PCB et vous laisser suffisamment d'espace pour souder à la main.

- Soudez à la main les broches de tête exposées sur le côté inférieur du PCB inférieur.

Voir le croquis ci-joint (excusez mon horrible dessin) , je ne sais pas si cela fonctionnera pour vous, juste une idée!

Remarque: les produits standard GCT disponibles via Newark, toutes les longueurs de broches non standard portent un MOQ plus élevé (au moins 1k pièces).