移远NB-IoT EC800M通讯模块结构设计

　　主体为矩形塑封主体搭配侧边半孔焊盘的结构，塑封主体的边缘做了微小的倒角处理，避免SMT贴片过程中塑封边角出现崩边、掉屑的问题，同时也能减少贴片时焊盘对位的视觉干扰。模组的核心电路部分全部被塑封层包裹，仅在侧边引出排列规整的半孔焊盘，焊盘的排布间距遵循标准贴片模组的通用间距规范，焊盘表面做了沉金处理，既能保证贴片焊接时的焊锡浸润性，也能在模组长期存储过程中避免焊盘氧化导致的虚焊问题。在做整机结构适配时，首先要明确模组的安装边界：模组主体的厚度方向需要预留足够的避让空间，除了模组自身的塑封厚度之外，主板上对应模组投影区域的位置不能布置高度超过0.5mm的贴片元件，避免模组贴装后与底部元件产生干涉；如果终端设备需要在模组上方加装屏蔽罩，在物联网终端设备的硬件开发流程中，无线通讯模组的结构适配是整机结构设计环节里绕不开的核心节点，尤其是采用LCC贴片封装的窄带物联网模组，其安装边界、引脚排布、外形公差都会直接影响终端主板的布局合理性、量产贴片良率以及长期使用的结构可靠性。这款EC800M作为移远推出的NB-IoT制式通讯模组，目前广泛应用在智能抄表终端、智慧烟感、资产定位追踪器、共享设备控制板、市政路灯监测节点这类低功耗广域物联网设备中，承担着终端与云端平台之间的双向数据透传功能，支持多种网络频段下的低速率数据传输，适配多数对功耗敏感、数据传输频次不高的物联网场景。从结构设计维度来看，这款模组采用了行业内通用的LCC贴片封装形式，

　　还要额外预留屏蔽罩的冲压厚度以及屏蔽罩与模组塑封表面之间的安全间隙，防止屏蔽罩压到模组表面的元器件导致内部电路短路。焊盘的封装设计需要严格匹配模组的引脚定义，每个焊盘的宽度、长度以及焊盘之间的阻焊桥宽度都要符合SMT贴片的工艺要求，电源引脚对应的焊盘可以适当加大铜皮面积，既可以提升过流能力，也能增强焊接后的结构强度，避免终端设备在受到振动、冲击时出现焊盘脱落的问题。在实际的项目选型过程中，这款模组的尺寸兼容性是很大的优势，它可以和同系列的其他制式模组做到引脚兼容，当项目需要切换不同网络制式的通讯方案时，不需要重新设计主板的封装焊盘，只需要调整对应的外围匹配电路即可，能够大幅缩短硬件改版的周期，减少结构设计的重复工作量。

　　模组的侧边除了信号引脚之外，还预留了射频天线的馈电焊盘，设计时需要注意天线馈点到模组天线引脚之间的走线阻抗要控制在50欧姆，走线周围要做完整的地参考平面，避免射频信号出现衰减影响通讯距离，同时结构上要保证天线区域没有金属遮挡，防止金属屏蔽导致信号强度下降。针对户外使用的物联网终端，在结构设计时还要考虑模组的工作环境适配，虽然模组本身是工业级温宽设计，但如果终端设备的外壳防护等级要求较高，需要在主板涂覆三防漆时，注意避开模组上的测试点以及天线匹配区域，防止三防漆渗入模组半孔焊盘的缝隙导致焊接可靠性下降，或者影响射频信号的传输性能。在做三维建模的时候，需要准确还原模组的实际外形公差，尤其是焊盘的位置度公差、塑封主体的长宽尺寸公差，

　　不能只按照标称尺寸做理想化建模，要把量产时的公差范围考虑进去，在主板布局时预留足够的位置余量，避免因为模组尺寸的批次性偏差导致贴装时出现干涉。另外，模组的塑封主体表面没有预留固定孔位，完全依靠侧边焊盘的焊接力实现固定，所以在做振动工况要求较高的终端设计时，可以在模组的对角位置增加两个点胶位，使用高温固化的结构胶将模组塑封主体与主板粘接固定，提升模组在强振动环境下的连接可靠性，点胶位的设计要注意避开周边的贴片元件，同时不能让胶水流到焊盘区域影响焊接质量。从实际应用的反馈来看，这类LCC封装的通讯模组在结构设计时最容易忽略的问题就是焊盘的钢网开孔设计，如果钢网开孔比例不合适，很容易出现焊接时焊锡量不足导致虚焊，或者焊锡量过多导致相邻引脚连锡的问题，在三维建模阶段就可以同步模拟钢网的开孔范围，提前验证焊盘与钢网开孔的匹配度，减少后期试产时的工艺调试工作量。