SSD M.2 Industry Standards
2023/02/03閱讀時間約 3 分鐘
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自從記憶以來，學生時期開始使用的電腦總會被抱怨電腦的容量不夠，那是因為硬碟的空間太小，在硬碟的發展史中，我們都知道除了容量的大小不同之外，另外就是結構的不同，從機械式硬碟發展到SSD (Solid State Drive)過程中，SSD 又衍生發展了傳統結構的2.5” SSD 和 M.2 card SSD，今天3C機構設計爸要分享的是M.2 SSD，也藉此機會提供幾項在機構設計上要注意的事項。
M.2 的規格，在早期也叫做NGFF (Next Generation Form Factor)，但現在在業界已經統稱 M.2 (唸M dot two)。規格文件檔案可以透過Google search 找到，在這份規格文件中，主要定義了各種size 及卡槽種類的M.2 卡 ，讓業界有一致遵循的規格，在3C產業，size 2280 (22x80 mm)的M.2卡還是比較廣泛大宗被應用的size，其他尺寸也不是不會被使用，只是2280的大小最常被使用。
對於機構設計來說M.2規格並不複雜，也不難應用，只需要特別注意以下的提醒項目就非常重要了，如果這些注意事項都做成一個checklist，那機構設計在M.2的應用上就沒有什麼問題了。
- 建構M.2 card 的3D model，當作公司或部門的database，這樣就不必每次都要重新做一次M.2的3D圖了。不過這個3D圖必須再三確認是符合規格的。
- M.2 card的3D圖，除了尺寸及所有特徵必須按照M.2 的標準規範之外，在M.2 卡的正面及背面的限高區也必須按照M.2 的規範。而且，M.2 卡在主機板或daughter board上時，主機板或daughter的限高區for M.2 card 也要特別注意。
- 3D圖的金手指區域，有幾個重要特徵必須注意，ㄧ、金手指的位置，大小必須完全follow M.2 的規範。二、key的種類要特別注意，這裡談到的key可以看作金手指區域的缺槽數量、位置及大小。三、金手指區域的PCB要依照M.2規範做倒角。
- 在機構設計上，standoff 及鎖附的螺絲必須是金屬材質，目的是EMC問題的避免，尤其是ESD方面。當然，在M.2規範中也有定義。
- M.2 card 在空間小的系統中，熱是一個滿挑戰的問題，所以，在M.2 card 的下方可以在設計上預留空間放一片thermal pad。在M.2 上方也可以放一片thermal pad 跟機殼接觸當散熱路徑。 金手指處的connector(高度)的選擇也非常重要。而且要特別注意M.2 card 不要被thermal pad過度擠壓。這部份可以用公差分析來驗證是否有過壓的狀況。
- M.2 在設計上，也可以被設計成一個Riser card。但這種設計是在特別的系統規格需求才會有的Riser card設計。
- 在非M.2 card 鎖螺絲的位置，鎖附M.2 card 的nut必須注意，鎖nut的扭力必須大於鎖M.2 card 的螺絲縮緊的扭力。
- M.2 規格的應用，除了市面上的公規SSD之外，也可以在公司內做客製化的應用。例如：M.2 card type 的SATA cable connector 設計到M.2 卡上。
參考文獻: PCI Express M.2 Specification
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