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GD&T与TESLA M6 显卡主板设计—电子走业PCB

发布时间:2021-02-22       点击数:171

电路板的每个元件相等于一个详细部件,芯片的复杂导致了PCB制程的精度请求极高,如何能够在高精度的请求下生产上保证有余的相符格率,案例引用NVIDIA的技术规范详细注释了GD&T在电子走业的主要作用。

NVIDIA开发的TESLA M6主板尺寸限制

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图1:NVIDIA开发的TESLA M6主板

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工装孔

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图2:TESLA M6主板上的工装孔,B6两个孔用于固定主板,另外中心四个B7孔用于导炎孔。电路板正当投影手段的2D检测,组织基准手段有其适宜2D尺寸检测的特点。

基准框架:A|X|Y,A是主基准面,仔细这个基准框架定义相符右手原则。主基准面测量取点选取周围答是主板同基座接触的螺柱的撑持面的大幼,答该是这两个B6孔的镀金圆环面积。倘若选择整个主板行为A基准面,GR&R将会很差。

X基准面是这个主板的第二基准,是由两个B6基准孔连线组织得到,其中左侧的为主基准孔,右侧为次基准孔,当代的测量柔件清淡能够直接取孔创建中心点连线并对齐X倾向。测量时投影到A基准面上。

Y基准面是这个主板的第三基准,经由过程B6左侧主基准孔中心,并垂直于基准X创建。

测量时X和Y都投影到A基准面上,并检验构建AXY的基准精度。原图的标注的手段无法行使MMB符号,根据功能判定,提出两个基准孔行使MMB修整,以挑高相符理的相符格率。缩短PCB铺张。对于详细的PCB产品,MMB的修整是相符理的,能够缩短由于误判带来大量的铺张。在获得测量数据的情况下,强调相符格品的相符理判定原则的质量限制手段,以缩短铺张。

位置度:B6主基准孔是坐标原点,B6次基准孔相对于主基准孔的位置度为φ0.07mm(0.003in)。并且在基准孔尺寸从φ3.07转折到φ3.33时,能够获得φ0.26赔偿(MMC修整)。MMC能够在不影响装配的情况下挑高电路板的相符格率。

位置度:四个主板导炎孔的位置公差为φ0.07MMC,同样能够相符理的赔偿位置公差,缩短铺张,基准参考了A|X|Y框架竖立。

02

基准点 Markpoint

工装孔竖立了电路板的外部链接的尺寸。Markpoint(也称Fiducial Mark)则竖立了印刷电路板的内部尺寸,决定了SMT的贴片精度。

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图3:电路板上如图的特征为Fiducial Mark,清淡尺寸为φ1mm-φ3mm。

Fiducial Mark清淡为圆形,由于圆形比其他形状(如方形或三角形)的定位可重复性更益,于是行使最益不要行使其他形状。MarkPoint的相符理竖立能够给后续的SMT、AOI检测挑供有余的精度。

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图4:Fiducial Mark的原理图

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图5:MarkPoint的三层安放,第一层全局坐标系,SMT定位电路板,但是由于电路板部门的过错和变形会影响芯片位置精度,必要第二层的基准点赔偿,清淡竖立在套材内每块电路板的对角线上。MarkPoint在对角线的位置答该不等以防呆。全局和部门基准点清淡3个,能够足够对齐赔偿坐标过错。

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图6:第三层是针对如QFP封装的芯片,管脚邃密偏多,必要比其他元件更详细的位置限制。第三层的基准点有助于在部门挑高电路板触点精度和SMT贴片实在性。这栽定位手段有助于PCB的相符格率的挑高,降矮SMT设备的精度请求。倘若4个元件在一首,能够竖立集体一对MarkPoint。

03

镀金触点的GD&T定义

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图7:镀金触点的精度是这个主板的关键尺寸

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图8:镀金触点的GD&T定义

1:镀金触点的阵列GD&T定义,第一走是镀金触点的集体位置过错,行使LMC定义,公差为0.15平走线,坐标基准框架为BCD。第二走为各个触点之间的相互位置,欧宝加盟RFS定义,公差为0.05平走线。

2:D基准,PCB的A面和B面都参考联相符D基准定位,D基准为1mm槽的中心线形成。由于这些金属触点是PCB内部尺寸,而基准D行为定位这些触点的位置参考,D基准是遵命图3中的MarkPoint来定位的。在基准槽D未添工之前,印刷电路板是经由过程这个位置的一个被添工失踪的一时MarkPoint完善。

3:是基准B,条形镀金触点必要同D、C定位,同B垂直。

NVIDA在的制程限制上,对于镀金触点采用的限制手段是一切触点在位置上由两端的D和C来限制,且要保证触点之间的距离,对D和C来说,清淡只要保证一个即可,这能够望作NVIDIA在制作这些条形触点的时候为了准确限制这些触点的尺寸,行为关键工艺步骤,采取了重复校核的检验手段,避免上百个触点间距产生公差累积表象,不及视之为舛讹。

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图9:这些触点只是上外貌接触,于是答该保证上外貌的精度,上外貌的中心线相对于D基准位置的集体位置精度为0.15,且行使LMC定义,定位与D基准。由于这些触点之间的距离必要保持尽量均匀,于是行使RFS手段,且这些上外貌的中线相互间的位置度为0.05mm,平走于D基准。这栽定义GD&T的手段是为了区分分歧阶段的工艺精度,尽能够保证产品的相符格率。固然是检测手段,但是对于生产工艺挑出了专门有价值的请示。

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图10:与PCB上的镀金条形触点连接的连接接口GD&T请求。能够望到,连接器同PCB有同样的D基准对齐,为了重点分析PCB触点,吾们只挑取触点有关的装配新闻。PCB的D卡槽同接口上的D销间隙装配。

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图11:倘若必要保证起码连接器和PCB的镀金触点的接触面积0.15mm。

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 图12:连接器的接触槽口定义

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图13:连接器接触槽口的边界计算

倘若定义了连接器的每个接触槽的尺寸如图12,那么产生的边界如图13的外,倘若其中PIN的接触宽度为0.15mm,在极限位置LMC0.23尺寸时,由于接触槽的自己定义的LMC位置度为0.1+0.06=0.16,相符并由于PCB上镀金触点的VC=0.17宽度,同0.23-0.15=0.08mm的有余重相符宽度,这些在连接器上的接触槽能够获得共0.16+0.08=0.24宽度的位置浮动量。由于PCB上的两个镀金触点之间的最幼间隙为0.07,必要检验连接器槽口是否对两个邻近PCB上的镀金触点展现搭接的情况,当镀金触点和连接器的偏离倾向相逆,连接器槽口单边0.195-镀金触点单边0.155=0.040有湮没能够搭接。

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图14:避免这栽情况,能够行使LMC定义,详细原理是在最幼实体尺寸0.23时位置度为0.1,最大实体尺寸0.17时位置度为0.16,交换了MMC定义时候偏移数值。

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