Autoritative Analyse | Warum immer mehr Kernmodule Board-to-Board (B2B)-Verbindungen wählen?

Bei der Konstruktion eines Kernmoduls wird die Verbindungsmethode oft übersehen, obwohl sie die strukturelle Stabilität, die Signalintegrität und die Wartbarkeit des gesamten Systems bestimmt. In den letzten Jahren hat sich eine wachsende Anzahl von Kernmodulen, Entwicklungsboards und sogar die Hauptsteuersysteme ganzer Geräte in Richtung Board-to-Board-Verbindungen entwickelt. Warum wechseln immer mehr Hersteller zu dieser Lösung? Ist sie wirklich überlegen? Heute werden wir alles von der Konstruktion bis zur Massenproduktionspraxis gründlich erklären.

In High-Compute-, High-Interface-Density-SoC-Systemen sind Board-to-Board-Steckverbinder zur bevorzugten Lösung geworden, die Signalintegrität und mechanische Zuverlässigkeit in Einklang bringt.

Mit Hochleistungs-SoCs wie dem RK3588 und RK3576, die Mainstream werden, ist die Modul-zu-Träger-Signalisierung keine Aufgabe mehr von "ein paar Dutzend Zeilen" - es ist ein Problem von über hundert Hochgeschwindigkeitskanälen. Board-to-Board-Steckverbinder liefern problemlos 40–120 Pins mit Hochgeschwindigkeitssignalen und behalten gleichzeitig eine enge Impedanzkontrolle und eine hervorragende Signalintegritätsleistung (SI) bei.

Die LKB3576-Trägerplatine verwendet vier Panasonic AXK5F80537YG Board-to-Board-Steckverbinder – 80-polig, 0,5 mm Raster – die mit vier M2-Schrauben befestigt sind.

Im Vergleich zu FPC- oder LCC-Kastellierungen bieten Board-to-Board-Steckverbinder:
- Geringere Signalverluste, insbesondere bei 2–5 Gbit/s;
- Stärkere EMI-Abschirmung durch gut geerdete Pin-to-Pin-Isolierung;
- Kontrollierbare Stecktoleranz – präzise Pin-und-Buchsen-Ausrichtung innerhalb von ±0,05 mm.

AI-Motherboards, industrielle Gateways, Automotive-Headunits und Machine-Vision-Hosts betreiben alle mehrere gleichzeitige MIPI-, USB 3.0-, PCIe- und Gigabit-Ethernet-Verbindungen; Board-to-Board-Verbindungen erhalten die Stabilität und Gleichmäßigkeit dieser Hochgeschwindigkeitssignale besser als jede Alternative.

In Automobil- und Industrieumgebungen lockern anhaltende Vibrationen und thermische Zyklen die Verbindungen leicht. FPC-Flexkabel in diesen Umgebungen leiden oft unter EMI-Aufnahme, Signaldrift oder intermittierenden Kontakten.

Board-to-Board-Steckverbinder, die mit Metallstiften und Press-Fit-Buchsen gebaut wurden, bieten drei mechanische Vorteile:

- Hohe Vibrationsimmunität: 60–80 N Einfügekraft übersteht wiederholte Stöße und Erschütterungen
- Vergoldete Kontakte: erhalten über Tausende von thermischen Zyklen niederohmige Pfade
- Starre Montage: Optionale Schrauben und Ortungsstifte verriegeln das gesteckte Paar am Gehäuse und eliminieren Mikrobewegungen

Für Produktionslinien-Ingenieure ist der größte Vorteil von Board-to-Board das lötfreie + wiederverwendbare Stecken.
- Kernmodule werden in Sekundenschnelle eingesteckt und herausgezogen; kein Reflow erforderlich.
- Wenn eine Platine ausfällt, tauschen Sie das obere Modul aus – der Träger verbleibt im Gehäuse.
- Reduziert die SMT-Kosten und die Lebensdauerkosten.
- Keine Hochtemperaturzyklen, also keine Hitzebelastungsschäden.
- Der Durchsatz bei Montage/Demontage steigt um das 3–5-fache.
- Ein größeres Ausrichtungsfenster ermöglicht eine halbautomatische Einführung, wodurch normale Handhabungstoleranzen verziehen werden.

Da Embedded-Geräte auf kleinere und dünnere Formfaktoren drängen, ermöglichen Board-to-Board-Steckverbinder einen vertikalen Stapel: Zwei PCBs sitzen fast von Angesicht zu Angesicht und maximieren so die volumetrische Effizienz.

- Die Moduldicke sinkt auf 2–6 mm
- Kürzere interne Leiterbahnen ergeben sauberere Signalpfade
- Ein aufgeräumteres Gehäuse erleichtert die Wärmeausbreitung und das Abschirmungsdesign

SoC: RK3576, Octa-Core 64-Bit (4*A72 + 4*A53), ARM Mali-G52 MC3 GPU, 6 TOPS NPU
Codec: 4K60 fps H.264/AVC-Dekodierung, 8K30 fps oder 4K120 fps H.265/HEVC-Dekodierung; 4K60 fps H.264/H.265-Codierung
Speicher: RAM unterstützt LPDDR4/4X/5, ROM unterstützt eMMC 5.1; Optionen 4 GB+32 GB, 8 GB+64 GB, 16 GB+128 GB
OS-Unterstützung: Android, Ubuntu, Buildroot, Debian, openEuler, Kylin
Verbindung: vier 80-polig, 0,5 mm Raster, 2 mm Höhe; Buchse AXK5F80537YG, Header AXK6F80347YG, Panasonic Board-to-Board-Steckverbinder

Board-to-Board-Verbindung: einfache Montage und Wartung, industrielle reichhaltige Schnittstellen, Multi-Typ-Erweiterungsunterstützung, Anti-Vibrations- und Anti-Interferenz-Design, stabiler Langzeitbetrieb, geeignet für In-Vehicle-Steuerung, AI-Edge-Computing-Terminals und industrielle Smart-Gateways.

Board-to-Board-Verbindungen werden zum neuen Standard im Embedded-Hardware-Design und bieten eine ausgewogene Lösung zwischen Leistung, Zuverlässigkeit und Wartbarkeit.