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佩特科技盘点嵌入式核心板使用的5大注意事项

2022-08-03 17:20:28 广州佩特电子科技有限公司 已读

要知道,目前市面上购买的核心板开发板不仅在价格上参差不齐,注意事项也存在不同。虽然说很多人不是第一次购买板子,但确实有些注意细节没有很好把控。基于此,佩特科技下面就给大家简单举例刚入门的小白购买核心板后必须知道的5大注意事项。


一、核心板存放


核心板在测试、转运、存储等过程中要注意存放,请勿直接叠放,否则会造成元器件刮花或脱落,应使用防静电托盘或类似转运盒进行存放。


核心板如需存储超过7天,应使用防静电袋包装并放入干燥剂,进行密封保存,以保证产品的干燥。核心板邮票孔焊盘如长期暴露在空气中,容易受潮氧化,影响SMT时的焊接质量。如核心板在空气中暴露超过6个月,且其邮票孔焊盘已被氧化,建议进行烘烤后再进行SMT,烘烤温度一般为120℃,烘烤时间不少于6小时,具体需根据实际情况调整。


由于托盘为非耐高温材质,请勿将核心板放在托盘直接烘烤。


二、底板 PCB 设计


在进行底板 PCB 设计时,需将核心板背面元器件布局区域与底板封装重叠处挖空,挖空尺寸请参考评估底板。


三、PCBA生产


在接触核心板和底板之前,请通过静电释放柱释放人体所带的静电,并佩戴有绳防静电手环、防静电手套或防静电手指套。请使用防静电工作台,并保持工作台与底板的整洁,请勿将金属物件靠近底板以防误触短路。底板请勿直接放置在工作台,请将其放在防静电的气泡膜、泡沫棉或其他软质非导电材料上,有效保护板卡。


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安装核心板时,请注意起始位置的方向标识,并根据四角方框定位核心板安装是否到位。将核心板安装到底板一般有两种方式:一是通过回流焊上机贴片安装;二是人工焊接安装,建议焊接温度不能超过380℃。


人工拆卸或焊接安装核心板时,请使用专业 BGA 返修台进行操作,同时请使用专用风口,风口温度一般不能高于 250℃。人工拆卸核心板时,请注意将核心板保持水平,避免出现因倾斜抖动,导致核心板元器件偏移。


四、核心板常见损坏原因


请在使用核心板前认真阅读本章节,并按照说明进行操作,避免损坏核心板板载处理器。


1、处理器损坏原因分析


核心板板载处理器损坏,是在使用核心板进行二次开发的过程中必须重点关注的问题。据佩特科技对核心板板载处理器损坏情况统计结果,主要包括(但并不仅限于)以下情况:


(1) 带电热插拔外设或者外接模块,造成核心板板载处理器损坏。


(2) 调试过程中使用金属性质的物品时,存在误触碰导致IO受到电应力影响,导致IO损坏,或触碰到板卡的某些器件导致瞬间对地短路,造成相关电路和核心板处理器损坏。


(3) 调试过程中使用手指直接触碰芯片的焊盘或引脚,人体静电可能造成核心板板载处理器损坏。


(4) 自制底板在设计上存在不合理的地方,比如电平不匹配、负载电流过大、受到过冲或下冲影响等,均可能造成核心板板载处理器损坏。


(5) 调试过程中存在对外设接口进行接线调试,接线错误或接线另外端悬空时触碰到其他导电材料、IO接线错误等受到电应力破坏,造成核心板板载处理器损坏。


2、处理器 IO 损坏原因分析


经佩特科技多次对处理器损坏进行模拟实验,得出处理器IO损坏情况如下:


(1) 处理器IO与大于5V的电源短接后,处理器发热异常并损坏。


(2) 对处理器IO进行±8KV接触放电,处理器瞬间损坏。


使用万用表通断档,分别对被5V电源短接和ESD损坏的处理器端口进行测量,发现IO均对处理器的GND 短路,与IO有关的电源域也对GND短路。


核心板板载处理器端口最大电压输入范围,以及处理器 ESD 防护等级参数可在处理器相关芯片数据手册中查阅。在使用核心板或基于核心板设计底板时,请先详细阅读处理器数据手册。


五、核心板使用注意事项


1、IO 设计注意事项


(1) GPIO作为输入时,要确保最高电压不可超过端口最大输入范围。如AM335x处理


器 GPIO 输入电压最高电压不超过 3.3V,最低不低于-0.3V。


(2) GPIO作为输入时,由于IO的驱动能力有限,设计IO最大输出不超过数据手册规定的最大输出电流值。


(3) 其余非 GPIO 端口,应参考对应处理器的芯片手册,确保输入不超过芯片手册规定的范围。


(4) 与其他板卡、外设或调试器直接连接的端口,如 JTAG、USB 等端口应并接 ESD器件和钳压保护电路。


(5) 与其他强干扰板卡、外设连接的端口,应设计光耦隔离电路,并注意隔离电源和光耦的隔离设计。


2、电源设计注意事项


(1) 建议使用评估底板的参考电源方案进行底板设计,或参考核心板最大功耗参数,选用合适的电源方案。


(2) 应先对底板各路电源进行电压和纹波测试,确保底板电源稳定可靠后,方可安装核心板进行调试。


(3) 对于人体可触碰的按键与及连接器等,建议增加ESD、TVS等防护设计。


(4) 在产品组装过程中,注意带电设备之间的安全间距,避免触碰到核心板与底板。


3、作业注意事项


(1) 严格按照规范进行调试,避免带电插拔外接设备。


(2) 使用仪表进行测量时,需注意连接线的绝缘性,尽量避免测量IO密集型的接口,如 FFC 连接器。


(3) 如拓展口引出IO与大于端口最大输入范围的电源相邻,应避免IO与该电源短接。


(4) 在调试、测试、生产过程中,应保证在静电防护良好的环境中进行作业。


佩特科技是广州地区知名的嵌入式方案研发公司,主打产品为多款全志主板,包括全志核心板和全志开发板,如全志A64_全志A33_全志A83T_全志R16_全志R58_全志H8开发板核心板等等。佩特科技不仅研发技术先进,批量出货能力强大,也提供嵌入式芯片方案定制,欢迎咨询洽谈。


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