Изготовление печатных плат для корпуса NAS и сборка объединительной платы

Печатная плата корпуса NAS должна точно соответствовать шасси хранилища, а также соединять накопители. На многоотсековой объединительной плате каждый разъем накопителя должен прилегать к своему лотку в заданном положении и на заданной высоте. Таким образом, контур платы, расположение отверстий, выравнивание разъемов и качество пайки являются частью одной и той же производственной задачи, а не отдельными механическими деталями, добавляемыми после изготовления.

На этой странице рассматриваются печатные платы, устанавливаемые внутри корпусов NAS-хранилищ: платы объединительных плат дисков, платы распределения питания и небольшие платы управления или передней панели. Компания Highleap Electronics предоставляет услуги по изготовлению печатных плат на заказ, поставке сертифицированных компонентов и сборке печатных плат для этих и других OEM-электронных устройств. Разъемы SATA, SAS и PCIe/NVMe изготавливаются в соответствии с утвержденным заказчиком проектом; они не являются взаимозаменяемыми версиями стандартной платы NAS.

Какие печатные платы устанавливаются внутри корпуса NAS?

Единой компоновки печатных плат для всех сетевых накопителей не существует. В компактном двухсекционном устройстве разъемы для дисков могут располагаться на основной плате. В четырех- или восьмисекционном шасси может использоваться отдельная объединительная плата для накопителей, а в более крупном корпусе можно добавить отдельные платы питания, вентиляторов или передней панели ввода-вывода. Фактический набор печатных плат определяется механической и электрической архитектурой устройства хранения данных.

При заказе изготовления печатной платы для корпуса NAS на заказ наиболее важными типами узлов являются объединительная плата для жестких дисков или SSD, плата распределения питания дисков и вспомогательные печатные платы для светодиодов состояния, кнопок, сигналов присутствия или вентиляторов. Материнская плата контроллера NAS представляет собой отдельный электронный узел и должна быть указана отдельно, если она входит в заказ.

Услуги Highleap по производству электроники для OEM-производителей печатных плат могут включать как отдельные платы без комплектующих, так и собранные комплекты. Объем сборки определяется номером детали платы и ее версией, поэтому заказ объединительной платы не подразумевает непреднамеренной закупки накопителей, платы NAS-процессора или полного комплекта устройства хранения данных.

Многоотсековые объединительные платы: шаг разъемов, плоскостность платы и посадка в лоток.

Плата объединительной платы для четырехдискового NAS-сервера содержит не только четыре повторяющихся разъема SATA. Каждый слот для диска имеет свою механическую схему расположения, заданную шасси и направляющими лотков. Небольшая погрешность в шаге разъемов, высоте посадки или месте установки платы может накапливаться по всему ряду, особенно на длинной объединительной плате для нескольких дисков.

Базовые параметры шасси должны быть включены в комплект для изготовления и сборки.

На выпущенном чертеже должны быть указаны осевые линии разъемов, допуски монтажных отверстий, положение краев платы, допустимые деформации и опорные поверхности, используемые для выравнивания объединительной платы относительно шасси. Выбор разъема также имеет значение: прямые, угловые и запрессованные или припаянные разъемы имеют разные посадочные места и требования к установке. Соответствующие аспекты изготовления и сборки печатной платы объединительной платы следует рассматривать с учетом фактической конструкции разъемов и лотков для дисков, а не номинального количества отсеков.

Для плат с установленными компонентами контроль качества сборки позволяет проверить правильность установки и соосность разъемов, а также полярность, качество паяных соединений и механическую фиксацию. Если производитель предоставляет эталонный лоток или калибровочный шаблон, проверка первого образца может включать все позиции разъемов, а не только один удобный центральный разъем. Это практическое применение контроля первого образца при сборке печатных плат перед повторным производством.

Возможность «горячей» замены не обеспечивается только установкой конкретного разъема. Указанная последовательность сопряжения разъемов, схема управления питанием, поддержка контроллера и встроенное программное обеспечение продукта должны соответствовать утвержденной архитектуре. Компания Highleap производит и собирает выпущенное оборудование; любые испытания на циклическую совместимость при «горячей» установке или проверку усилия вставки проводятся только при наличии согласованного приспособления и процедуры приемки.

Для объединительных плат SATA, SAS и NVMe требуются разные параметры печатной платы.

Разъем и интерфейс накопителя определяют, как сигналы хранения передаются по плате. На плате объединительной платы SATA NAS используются утвержденные каналы SATA и конфигурация разъемов. Объединительная плата SAS относится к соответствующему контроллеру SAS и среде накопителей. Объединительная плата PCIe/NVMe NAS может использовать различные разъемы, схемы расположения линий и более высокоскоростные структуры; маркировка SSD сама по себе не идентифицирует электрический интерфейс.

Опубликуйте реальную конструкцию канала, а не общее значение импеданса.

В производственных данных для печатных плат должна быть указана структура слоев, требуемое сопротивление для каждого интерфейса, геометрия медных контактов, опорные плоскости, переходы дифференциальных пар и любые требования к материалам, влияющим на потери. Для конструкций на базе PCIe трассировка линий и дополнительные переключатели или ретаймеры определяются схемой. Для объединительных плат SATA или SAS разводка разъемов, а также длина и геометрия каналов должны по-прежнему соответствовать утвержденной производителем компоновке. Неверно предполагать, что для каждого корпуса NAS требуется HDI, дорогостоящий радиочастотный ламинат или фиксированное количество слоев.

Варианты исполнения также влияют на размещение. Может быть выпущена общая конструкция с различными разъемами, устройствами управления или расположением отсеков для дисков. Для каждого варианта сборки необходима утвержденная спецификация материалов (BOM), включая позиции, которые не следует заполнять, номера деталей разъемов и соответствующие элементы прошивки или конфигурации. Это предотвращает ситуацию, когда объединительная плата SATA и конструкция PCIe/NVMe рассматриваются как взаимозаменяемые, поскольку они занимают схожее пространство в корпусе.

Сборка платы питания привода, вентилятора и передней панели.

Распределение питания часто интегрировано в объединительную плату накопителей, хотя в некоторых корпусах NAS используется отдельная плата питания. В выпущенной конструкции определяется, какие линии и защитные устройства питают каждый отсек. Поведение при запуске нескольких жестких дисков может отличаться от поведения корпуса, состоящего только из SSD-накопителей, поэтому ток, падение напряжения и последовательность включения питания необходимо проверять на соответствие указанным накопителям и конструкции системы, а не универсальным показателям нагрузки NAS.

При проектировании печатной платы распределения питания для NAS-систем контроль качества включает в себя ширину медных проводников, высокотоковые переходные отверстия, номинальные параметры разъемов, защитные компоненты и сертифицированные силовые переключатели. Замена с теми же габаритами может иметь другие характеристики сопротивления, тока или тепловых параметров. Вопросы проектирования печатной платы распределения питания особенно актуальны, когда длинная объединительная плата обеспечивает питание нескольких заполненных отсеков.

Небольшие платы также определяют принцип работы корпуса.

Платы управления вентиляторами, светодиодные индикаторы на передней панели и платы индикации состояния приводов могут быть простыми с электрической точки зрения, но ориентация разъемов и механическая посадка имеют решающее значение. Их кабели должны доходить до соответствующих разъемов, не препятствуя размещению устройств или потоку воздуха. Плата светодиодных индикаторов состояния, установленная за передней панелью, должна иметь утвержденное расположение индикаторов; плата управления вентиляторами должна иметь определенную распиновку, фиксацию разъемов и конфигурацию.

Если заказ включает интеграцию кабелей, вентиляторов или шасси, сборка электронного блока может быть обсуждена как отдельная услуга. Комплексные услуги Highleap по закупке и сборке печатных плат также включают возможность координации утвержденного изготовления плат, закупленных компонентов и производства печатных плат без включения в заказ готового NAS-устройства.

Перед отправкой печатной платы NAS проверьте каждый отсек.

Повторяющаяся схема расположения разъемов делает объединительную плату NAS особенно подходящей для ведения производственной документации с привязкой к конкретному месту. Вместо одного однозначного результата «ПРОЙДЕНО», согласованное приспособление может связывать электрические проверки с отсеком 1, отсеком 2 и остальными позициями. Это может упростить обнаружение дефекта разъема или сборки и предотвратить ситуацию, когда успешная проверка в одном слоте может заменить проверку в других.

Отдельная проверка платы от полной проверки системы NAS.

Объем испытаний может включать проверку целостности разъемов и наличие коротких замыканий, проверку выходного напряжения отсека в заданных условиях, проверку сигналов наличия или состояния, а также проверку заданного тракта передачи данных с использованием эталонного привода или утвержденного приспособления. Для активных плат может потребоваться проверка встроенного программного обеспечения или интерфейса управления. Компания Highleap может рассчитать стоимость функционального тестирования печатных плат по запросу заказчика, если согласованы метод, испытательное оборудование и допустимые пределы.

Совместимость накопителей между всеми коммерческими моделями, поведение операционных систем NAS, восстановление RAID, стабильная производительность хранения и полная проверка теплового режима системы отличаются от стандартной проверки объединительной платы. Если какая-либо из этих проверок требуется на заводе, соответствующие процедуры и оборудование должны быть явно включены в объем работ.

Для серийного производства в выпущенном эталонном комплекте могут содержаться чертежи разъемов, утвержденная геометрия первого образца, изменения печатной платы и сборки, утвержденный перечень материалов и соответствующие протоколы испытаний. Эти же данные полезны при увеличении объемов производства: планирование серийной сборки печатных плат может учитывать повторяющееся размещение разъемов, доступность компонентов и производительность, необходимую для контроля качества в каждом отсеке.

Запрашиваете коммерческое предложение на изготовление печатной платы для корпуса NAS? Предоставьте файлы Gerber или ODB++, схему расположения компонентов, спецификацию материалов, чертежи размещения и сборки, спецификацию интерфейса накопителя, размеры разъемов и шасси, а также количество компонентов для каждого варианта платы. Приложите образец лотка или чертеж сопряжения и любые необходимые процедуры электрического или внутриотсекового тестирования. Компания Highleap может проанализировать производственный пакет и предоставить коммерческое предложение на изготовление голой печатной платы, закупку компонентов, сборку печатной платы и согласованные операции по контролю качества.