分享行业定制SOM核心板选型不完全避坑指南

SOM核心板是我们常用的一种产品形态，采用核心板加底板的产品形态可以减小长宽尺寸，一块核心板可以搭载多个底板使用，可有效降低库存，提高生产效率。不过核心板产品对设计水平要求高，对生产工艺和物料要求也高。也正因为核心板的高要求，使得核心板产品的系统部分要比采用整板的系统部分要稳定一些，绝大多数的整板产品不会采用像核心板一样的工艺要求，因为成本太高。核心板虽好，但是核心板形态各异，连接方式也是多种多样，本文将简单介绍核心板选型时需要注意的问题，防止选型失败，影响落地。

ScenSmart从事方案运作多年，设计过各种形态的核心板，在多年的项目落地过程中积累总结了一些经验，我们将从项目落地的角度分析各种形态核心板的优缺点。总的来说，没有哪一种形态是完美的，客户的使用场景不同，对产品的需求也不同，就应该选择合适的产品类型。

金手指（connecting finger）

金手指是核心板最常用的一种连接方式，在电子产品领域也有广泛的应用，如电脑内存条上与内存插槽之间、显卡与显卡插槽等，所有的信号都是通过金手指进行传送的。金手指由众多金黄色的导电触片组成，因其表面镀金而且导电触片排列如手指状，所以称为“金手指”。

金手指核心板安装十分方便，一般也都有防呆设计，对正确的方向插入卡槽按压至卡口以下即可，部分要求较高的行业需要使用螺丝固定。使用金手指核心板可随时拆装，方便检修。金手指的镀金层也有利于数据的传输，可满足高速信号的传输需求，因此金手指也是最常用的核心板连接方式。不过金手指PCB的生产工艺比较复杂，相对其他PCB生产周期要长2~3周，交期较短的项目不建议使用。金手指工艺对组装产线的有一定的要求，虽然操作简单，但是部分工人可能操作不规范，用力不均匀，导致接触不良，甚至是触点损坏，或者是生产环境不达标，导致卡槽内有灰尘，会加速触点的老化，影响使用寿命。

金手指的维修也相对复杂，如果是普通消费类产品还可以考虑打磨，清理灰尘等简单手段，但是行业产品一般是采取重新镀金的方法，维修成本和维修时间比较高。总之，金手指的故障基本是由于氧化、震动、磨损引起的接触不良，在生产使用过程中需要避免这几个问题，可以从产品的运输、存放、安装固定、产线人员培训、外壳防尘设计这几方面来优化。

板对板连接器（B2B，Board-to-board Connectors）

板对板连接器是所有连接器产品类型中传输能力最强的连接器产品，主要应用于电力系统、通信网络、金融制造、电梯、工业自动化、医疗设备、办公设备、家电、军工制造等行业。板对板连接器主要的间距有0.4mm、0.5mm、 0.635mm、 0.8mm、 1.00mm、 1.27mm。由此我们不难看出，板对板连接器一般应用在具有高稳定性需求的业务场景下。

跟金手指一样，板对板连接也是可以随时拆装的设计，与金手指不同的是板对板连接器具有更好的抗氧化性。B2B一般是子母座成对使用，座子是贴片或者焊接到PCB上。核心板跟底板接触的地方会被塑料完全包裹，避免灰尘落入。B2B连接器自带卡口，且连接器之间咬合紧密，不易位移，可有效减少磨损。目前B2B连接器大都采用防火阻燃材料，不会有安全隐患。板对板连接器有中高低速之分，不同的数据传输需求可选择相应的连接器，不同速率连接器的价格差别很大。子母座的合高也是可选的，可以根据需要选择不同高度的B2B连接器，方便核心板和底板的IC布局。如果说B2B核心板有什么缺点，那价格应该算是一个缺点了。

高速B2B连接器价格十分昂贵，这也是限制其推广的主要因素。虽然一块核心板需要的高速接口并不多，大多数都是中低速的接口，但是在实际的产品设计过程中，高低速接口连接器很难同时布局到核心板产品上，低速接口占用面积大，且不同型号的连接器也无法保证组装时能够全部完美贴合。因此，在设计核心板时，基本会直接按照传输需求上限来选择连接器，这样就可以保证核心板性能充分发挥，当然也不可避免地产生一些浪费。因此，选用B2B核心板的一般是电力、医疗、军工等较高要求的行业，这些行业对产品稳定性要求高，预算也相对较高。

LCC封装（Leadless Chip Carriers，邮票孔）

LCC封装，常被称为邮票孔，最初是针对无针脚芯片封装设计的，这种封装采用贴片式封装，它的引脚在芯片边缘地步向内弯曲，也是较为常见的核心板封装形式。邮票孔的核心板需要跟底板焊接到一起使用，对焊接工艺要求较低，焊点接触面也比较大，大多数工厂可完成焊接生产，有利于控制生产成本，因此邮票孔核心板也是比较普遍的设计。

虽然邮票孔核心板生产十分方便，但是维修时就比较复杂了，大部分维修过程需要脱焊、维修、再焊接，比较费时，也不灵活，无法在部署现场完成，需要整板带回工厂处理。邮票孔核心板是直接焊接到底板的，因此底板对应的位置不能布局IC，甚至需要挖空，相对金手指和B2B，这种连接方式，占用面积大，但是会更薄，可以按需选择。对于简单的主控，邮票孔核心板可以将主控的全部功能针脚引出，但是一般简单主控不必要选择核心板的形态。多功能SoC的邮票孔核心板大都存在针脚复用的情况，需要在产品定义时有所取舍，或者按照需求重新设计核心板。

LGA（Land Grid Array，栅格阵列）

LGA直译过来就是栅格阵列封装，触点部分采用阵列式的金属块，一般常见于高通、联发科等这类通讯公司的SOM模组上。采用LGA的模组大都是高度集成的核心板SOM，体积较小，核心板在整板成品并不突兀，像是一个整体。LGA跟邮票孔一样，也是焊接到底板。LGA的封装对贴片工艺要求较高，尤其是高性能和高温工作的产品。在常规环境下，是无法测试出焊接不良的。当SOM处于满负载运作时，核心板会持续处于高温状态，此时核心板与底板间的焊接点受热，容易产生传导不良的情况，影响性能发挥。这种工艺上的问题，只能依靠产线解决。

LCC+LGA

也有一些核心板是采用LCC和LGA两种连接方式，核心板底部采用LGA，四周采用邮票孔跟底板连接，焊接到底板使用。这种方式算是二者的混合体，优缺点兼备。

结语

硬件的设计、生产是一个看上去简单，实则对专业性要求极高的领域。一些产品的缺陷在常规的使用环境中很难暴露出来，在小批量的试产过程中也很难暴露出来，甚至不是每批次的量产都会必现问题。ScenSmart从事方案运作多年，在硬件设计、生产方面有一定经验积累，也收到不少用户在产品的实际使用中的问题反馈。总结了核心板的选型经验，在此分享给大家，希望大家在选择核心板时有一个基本的判断，避免不必要的损失。