Analisi autorevole | Perché sempre più moduli core scelgono connessioni board-to-board (B2B)?

Nel design di un modulo principale, il metodo di connessione è spesso trascurato, eppure determina la stabilità strutturale, l'integrità del segnale e la manutenibilità dell'intero sistema. Negli ultimi anni, un numero crescente di moduli principali, schede di sviluppo e persino i sistemi di controllo principali di interi dispositivi hanno iniziato a evolversi verso connessioni board-to-board. Perché sempre più produttori stanno passando a questa soluzione? È davvero superiore? Oggi, spiegheremo a fondo tutto, dalla progettazione strutturale alla pratica della produzione di massa, in un colpo solo.

Nei sistemi SoC ad alta computazione e ad alta densità di interfacce, i connettori board-to-board sono diventati la soluzione preferita che bilancia l'integrità del segnale con l'affidabilità meccanica.

Con SoC ad alte prestazioni come RK3588 e RK3576 che diventano mainstream, la segnalazione da modulo a carrier non è più un compito di "poche dozzine di linee", ma un problema di centinaia di canali ad alta velocità. I connettori board-to-board offrono facilmente da 40 a 120 pin di segnali ad alta velocità, mantenendo al contempo un controllo stretto dell'impedenza e prestazioni eccellenti di integrità del segnale (SI).

La scheda carrier LKB3576 utilizza quattro connettori board-to-board Panasonic AXK5F80537YG - 80 posizioni, passo da 0,5 mm - fissati con quattro viti M2.

Rispetto ai fori castellati FPC o LCC, i connettori board-to-board offrono:
- Minore perdita di segnale, soprattutto a 2–5 Gbps;
- Schermatura EMI più forte attraverso l'isolamento pin-to-pin ben collegato a terra;
- Tolleranza di accoppiamento controllabile - allineamento preciso pin-e-socket entro ±0,05 mm.

Schede madri AI, gateway industriali, unità principali automobilistiche e host di visione artificiale eseguono tutti più collegamenti MIPI, USB 3.0, PCIe e Gigabit-Ethernet simultanei; le interconnessioni board-to-board preservano la stabilità e l'uniformità di questi segnali ad alta velocità meglio di qualsiasi alternativa.

In ambienti automobilistici e industriali, le vibrazioni prolungate e i cicli termici allentano facilmente le interconnessioni. I cavi flessibili FPC in questi ambienti spesso subiscono interferenze EMI, deriva del segnale o contatti intermittenti.

I connettori board-to-board, costruiti con pin metallici e prese a innesto, offrono tre vantaggi meccanici:

- Elevata immunità alle vibrazioni: la forza di inserimento di 60–80 N sopravvive a ripetuti urti e scosse
- Contatti placcati in oro: mantengono percorsi a bassa resistenza su migliaia di cicli termici
- Montaggio rigido: viti opzionali e perni di posizionamento bloccano la coppia accoppiata al telaio, eliminando i micromovimenti

Per gli ingegneri di linea di produzione, il più grande vantaggio del board-to-board è l'accoppiamento senza saldatura + riutilizzabile.
- I moduli principali si collegano e si estraggono in pochi secondi; non è richiesta la rifusione.
- Quando una scheda si guasta, scambia il modulo superiore: il carrier rimane nel telaio.
- Riduce i costi SMT e i costi di assistenza a vita.
- Zero cicli ad alta temperatura, quindi nessun danno da stress termico.
- La produttività di assemblaggio/smontaggio aumenta di 3–5*.
- Una finestra di allineamento più ampia consente l'inserimento semiautomatico, perdonando le normali tolleranze di manipolazione.

Poiché i dispositivi embedded si spingono verso fattori di forma più piccoli e sottili, i connettori board-to-board consentono un impilamento verticale: due PCB si trovano quasi faccia a faccia, massimizzando l'efficienza volumetrica.

- Lo spessore del modulo scende a 2–6 mm
- Tracce interne più corte offrono percorsi del segnale più puliti
- Un involucro più ordinato facilita la progettazione della diffusione del calore e della schermatura

SoC: RK3576, octa-core a 64 bit (4*A72 + 4*A53), GPU ARM Mali-G52 MC3, 6 TOPS NPU
Codec: decodifica H.264/AVC a 4K60 fps, decodifica H.265/HEVC a 8K30 fps o 4K120 fps; codifica H.264/H.265 a 4K60 fps
Memoria: RAM supporta LPDDR4/4X/5, ROM supporta eMMC 5.1; opzioni 4 GB+32 GB, 8 GB+64 GB, 16 GB+128 GB
Supporto OS: Android, Ubuntu, Buildroot, Debian, openEuler, Kylin
Interconnessione: quattro 80 pin, passo da 0,5 mm, altezza 2 mm; presa AXK5F80537YG, header AXK6F80347YG, connettore board-to-board Panasonic

La connessione board-to-board sta diventando il nuovo standard nella progettazione hardware embedded, offrendo una soluzione bilanciata tra prestazioni, affidabilità e manutenibilità.