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怎样把开发板变小?

很多人都喜欢“小”的东西,比如CPU的制程,小了,可以塞下更多晶体管。

比如手机,电路板小了,可以塞下更大的屏幕和更大的电池。可以说为了一个小字,大家也都是使出了浑身解数。

而开发板现在也在往小的方向去发展,很多公司做出了不少超小尺寸的开发板。

我这次就把开发板变小的秘诀告诉大家。

这些方法,你应该在那些小尺寸开发板里都见过。
首先是把

模块改成芯片

改成芯片之后可以显著的减小尺寸。
因为芯片真的很小。
比如ESP32S3的芯片采用的是QFN56封装,尺寸仅 7x7mm。

而作为对比,ESP32S3模组的尺寸是,25.5x18mm,差距相当巨大。

这个方法看上去很美好。但是也有它的问题,就是开发板设计难度增加。正常情况下模组只需要加上烧录芯片,电压转换芯片基本上就可以正常用了。
直接用芯片设计的话,电路复杂度会增加不少 ,不但需要模组的外围电路还需要你自己加晶振,和天线,Flash等等元件。

把贴片元件的封装尺寸改小

我们正常使用的封装尺寸比如,0805,0603改成0402甚至0201封装。

这样元件变小了,自然可以再省不少空间。
这样做的问题在于,一个是封装尺寸过小的话,需要精度更高的贴片机,显然是要提高成本。而且因为尺寸变小,一些元件的耐压性能会有一些下降。
还有一个办法

用厚度换长宽

很多开发板,只在一边放贴片元件,但实际上上下两面都是可以放置元件的,这样又可以节省很多空间。
缺点在于,需要考虑背部散热和位置的问题。且设计难度也会提高。要考虑元件之间的干涉问题。
最后还可以

改善一下接口

一般的开发板是焊接的排针,排母。

这种方法的问题是,对厚度造成了极大的浪费,而且排针会容易弯。
现在普遍的解决办法,一个是使用金手指。类似于插内存条的办法。

还有一个是使用板对板连接器。这个也是树莓派CM4的连接方式。(这里的照片用的是Radxa CM3)

还有一个最简单的,且尺寸最小的,使用邮票孔的方式。

缺点是使用的时候需要焊接。灵活性比较差。拆装比较麻烦。
可以选择既有邮票孔又有正常的排针孔,但是尺寸就没有那么极致了。

而上面的金手指和板对板连接器的主要问题就是
通过上述的几个办法就可以显著的把你的开发板尺寸做的很小,但是也比正常尺寸的开发板 更麻烦,更贵 。特别是如果自己来的话,失败的概率会比较高。也
并不会提高性能 。且稳定性大概率会比正常尺寸的开发板要差一些。
尺寸小的开发板虽然砍掉了一些东西,但是价格至少是和正常的持平,或者更贵。因为 精细的元件,布线,需要更好的工艺去生产
虽然小尺寸开发板有这样那样的问题,但是依然还是吸引了很多人。有两个主要原因,一个是现在电子产品的发展方向就是做小,这是行业的发展方向, 小就更有竞争力

还有就是很多场景我们也并不需要一个那么全能的开发板,那个时候,我们砍掉一些功能让它变小,很合理。

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