Backplane PCB es la columna vertebral de alta velocidad que convierte en realidad complejos sistemas informáticos y de comunicación.. Son placas de circuitos especializados que actúan como interconexiones centrales permitiendo interconectar varias placas o módulos de circuitos impresos en cuanto a su infraestructura física y eléctrica.. El diseño de PCB de placa posterior se ha vuelto ahora más crítico debido al aumento de las velocidades de datos y los requisitos de ancho de banda.. Este artículo brinda información detallada sobre los aspectos de los PCB de placa posterior, incluidas sus características., ventajas, Consideraciones de diseño, y dificultades de fabricación.
¿Qué es una PCB de plano posterior??
Una PCB de plano posterior es un tipo de placa de circuito que actúa como columna vertebral o punto de conexión central para otras PCB o componentes electrónicos en el sistema. La idea básica del PCB backplane es ofrecer una infraestructura física y eléctrica para la interconexión de muchas placas de circuito impreso., generalmente a través de conectores o tragamonedas. Actúa como bus central o canal de comunicación., Permitir que diferentes placas o módulos se comuniquen con otras placas y se comuniquen entre sí..
El backplane normalmente contendría un conjunto de conectores., tragamonedas, y enchufes para la adición de muchos módulos, también conocidas como tarjetas hijas. Estos módulos pueden aparecer como CPU., módulos de memoria, tarjetas de entrada/salida, u otras formas de dispositivos.
Características clave de las placas de circuito impreso de plano posterior
Alta densidad de interconexiones: Los backplanes tienden a tener una mayor densidad de conexión porque tienen muchos rastros conductivos en ellos que se vinculan a múltiples tableros o módulos en uno o más niveles.
Transmisión de datos de alta velocidad: La transferencia de datos de alta velocidad es la función principal de una placa de circuito de plano posterior, ya que admite la comunicación efectiva y confiable necesaria para procesar grandes cantidades de datos a velocidades rápidas en cualquier sistema..
Integridad de la señal y distribución de energía: Las placas de circuito impreso del backplane garantizan la integridad de la señal, por lo que se reduce la posibilidad de pérdida de señal debido a interferencias, mientras que también pueden transmitir energía de manera efectiva, garantizando un suministro de energía perfecto a las placas secundarias conectadas a ellas..
Plano posterior vs.. tarjeta madre: Cual es la diferencia?
Aunque un backplane y una placa base tienen algunas similitudes entre sí al ser placas de circuitos centrales para sistemas electrónicos., Realmente difieren en sus funciones principales y consideraciones de diseño.. Un backplane actúa principalmente como una interconexión de alta velocidad para varias placas o módulos extraíbles.; Se puede considerar como un centro de comunicación centralizado.. Por otra parte, Se desarrolla una placa base para alojar e integrar varios componentes cruciales como una CPU., memoria, y ranuras de expansión, que forman el núcleo de un sistema informático. El diseño de los backplanes normalmente considera la integridad de la señal de alta velocidad., distribución de poder, y escalabilidad modular, mientras que el de las placas base incluye la integración y compatibilidad entre los componentes de una arquitectura de sistema..
Desafíos en la fabricación de PCB de plano posterior
- Espesor de PCB: En placas posteriores, controlar el espesor es difícil; El espesor debe aumentar para garantizar la impedancia coincidente y la integridad de la señal en estos paneles posteriores debido a la necesidad de líneas de transmisión de impedancia controlada., aviones de potencia, y caminos de regreso.
- Alto número de capas: Generalmente, gran número de capas (p. ej.. 20) caracterizar los backplanes como un medio para acomodar circuitos interconectados. Esto crea desafíos en el registro de capas., vía alineación, y presionando.
- Complejidad en la perforación: El grosor de las placas posteriores significa que se requieren diámetros de perforación más grandes y relaciones de aspecto más altas., Requiere múltiples pases de perforación para una sola vía, algo que seguramente afectará la precisión de la perforación y el rendimiento.. Otras lecturas: Perforación de PCB: Todo lo que necesitas saber está aquí
- Necesitan una coincidencia exacta de impedancia en caso de transmisión de datos a alta velocidad, lo cual es difícil de lograr debido a los diferentes materiales dieléctricos e interfaces de conector..
- Para el rendimiento y la confiabilidad del backplane, Las altas densidades de conectores requieren una alineación precisa de los conectores, así como la integridad de la señal..
Cómo diseñar una PCB de plano posterior?
El diseño de una placa de circuito impreso posterior de alto rendimiento requiere centrarse en dos aspectos clave: diseño eléctrico y diseño mecánico. Abajo, enumeramos las consideraciones clave para cada aspecto:
Diseño electrico
La entrega de energía: Garantice un suministro de energía estable y limpio siguiendo una red de distribución de energía sólida que consta de capas gruesas de energía/tierra y amplios condensadores de desacoplamiento cerca de conectores.
Estructura de capas:
Utilice una gran cantidad de capas (20+) con múltiples pares de capas de retorno de señal. Cada par debe utilizar materiales dieléctricos y espesores dieléctricos idénticos para la gestión de la impedancia..
Enrutamiento de señal: Para lograr la impedancia objetivo, debemos hacer coincidir los anchos y espacios de las pistas durante el diseño de PCB del panel posterior, También es necesario enrutar señales críticas en capas internas adyacentes a las capas de referencia..
Colocación de componentes: Colocar correctamente los componentes, como condensadores de derivación, resistencias de terminación, y dispositivos activos cerca de los conectores, puede garantizar la integridad de la señal.
Diseño mecanico
Soporte de tarjeta: El soporte de tarjetas implica especificar guías de tarjetas precisas, Ranuras y refuerzos para ayudar a garantizar la correcta inserción de las tarjetas, así como a sujetarlas., al mismo tiempo que evita que la tabla se doble debido al peso.
Montaje del conector: Al montar conectores, particularmente utilizando conectores clasificados para numerosos ciclos de acoplamiento, Es necesaria la aplicación de conectores de ajuste a presión de alta resistencia o conectores soldados junto con las huellas necesarias y soportes rígidos en su parte posterior para limitar su flexión durante la inserción y extracción..
Gestión Térmica: Asegúrese de que haya suficientes canales de flujo de aire, utilizar materiales dieléctricos térmicamente conductores, y use almohadillas térmicas/vías debajo de dispositivos calientes.
Ventajas de utilizar PCB de plano posterior
Interconectividad simplificada: La placa de circuito impreso posterior actúa como un concentrador central que ayuda a simplificar la conexión entre diferentes placas de circuito o módulos.. Esta función evita que múltiples conectores formen complejas redes de cables, lo que facilita el proceso de ensamblaje y reduce las posibilidades de pérdida de señal y mejora la seguridad general de los sistemas..
Flexibilidad escalable: Los backplanes están fabricados con muchas ranuras o conectores para acomodar nuevos componentes o para actualizar el sistema sin realizar grandes cambios.. Esta escalabilidad convierte a los PCB de placa posterior en una opción económicamente factible y flexible para sistemas electrónicos que pueden necesitar mejoras adicionales..
Integridad de señal mejorada: Estos PCB especializados proporcionan un entorno controlado y estable para la transmisión de señales., minimizando así significativamente las oportunidades de distorsión de la señal, Diafonía y trastornos relacionados con EMI que tienen el potencial de reducir el rendimiento del sistema electrónico..
Optimización del espacio: Debido a la consolidación de interconexiones en un único backplane, se alivia el cableado voluminoso y complejo, logrando ahorros sustanciales de espacio dentro del sistema. Esto es particularmente útil en sistemas con tamaños físicos pequeños o aquellos que exigen una alta portabilidad..
Conclusión
Hemos visto en el texto anterior que los PCB de placa posterior permiten potentes sistemas informáticos y dispositivos de comunicación que son fundamentales para nuestra vida moderna.. Permiten una comunicación de alta velocidad mientras interconectan varias placas de circuito y módulos de manera efectiva.. Además, Están involucrados en la gestión del espacio y la escalabilidad que hace que estos dispositivos sean prácticos.. Espero que este blog pueda proporcionar información que le ayude a comprender mejor esta importante tecnología.. Y si aún tienes otras dudas sobre el backplane, Contáctenos explorar juntos!
