浮动式板对板连接器特点突出
连接器设计需要考虑的因素很多。工程师需要在越来越小的尺寸上提供具有更高性能和更多功能,而且他们还必须在短时间内完成设计,确保竞争优势。此外,在产品寿命中,越来越需要在不影响质量或操作可靠性的情况下高速制造。
满足这些要求对设计过程,所选择的材料和组件都有影响。例如,模块化设计已经变得更加流行。这减少了设计风险和开发时间,并通过融合,在解决具有挑战性的尺寸方面提供了更多的灵活性。
采用这种方法有很多好处,特别降低设计风险水平,快速进入市场。然而,需要仔细考虑如何连接各种模块。
连接器模块化设计
显然,模块化设计中的电路板需要可靠地相互连接,信号和电源可以从一块电路板传递到另一块电路板。虽然在板之间使用单一连接器相对简单,但在许多情况下并不是理想的选项。首先,这意味着多种类型的传输信号必须通过连接器,这可能会引入串扰和其他噪声。其次,所有PCB路径必须路由到连接器。除了所需的空间外,长路径还存在引入噪声和传播延迟的风险,这可能会对电路的运行产生负面影响。
由于这个原因,特别是在较大的板上,首选方法是使用多PIN针组成的细间距互连。这提高了灵活性,减少了路径长度,并且不同类型的信号有自己的专用触点。然而,由于部署了多个板对板的连接器,机械对准和位置公差成为设计更关键的方面。在PCB上的精确放置至关重要,而自动化制造要求这种放置必须高速进行。由于两个或更多的连接器匹配相两个PCB,所需的放置精度水平往往超出了现代制造工艺水平。
PCBA制造、装配和放置过程等,错位是个问题。都会影响板对板连接器的选择。同时,这可能会导致制造过程中的质量和产量问题,并在现场运行过程中可能降低系统的可靠性。
用浮动式连接器解决错位问题
为了解决这些挑战,已经开发出了一种新类型:浮动式板对板连接器。所谓的浮动式连接器可以横向和纵向移动外壳,具有弹簧机构的新颖接触设计。在这种类型的连接器中,外壳由触针件悬挂,触针件通常安装在连接器的公端。
浮动连接器可以在自动制造过程中解决错位问题
由这种设计所提供的双向运动幅度可以满足配合过程中的错位。错位可能会对高速、高精度匹配构成挑战。设计师可以部署浮动板对板连接器。选择连接器的类型和数量可以完全基于电路的需要,而不是受限于连接器。
浮动式连接器弹簧悬挂机构也有助于操作过程中连接的完整性,尤其是在遇到一定程度振动或冲击的应用中。无论是便携式产品的日常使用,还是移动车辆或工厂自动化系统,都合适应用浮动式板对板连接器。例如,当长期振动导致电镀层在刚性配合中产生磨损或氧化,浮动连接器可以减轻性能下降或故障的危险。
浮动连接器创新的接触设计
浮动连接器普遍使用,在许多应用中,普通的板对板连接器已经足够了。在评估哪种技术更适合浮动式连接器,设计者应考虑以下几点:
·产品设计是否需要多个连接器?
·自动化制造过程的机械精度是多少?
·在正常使用期间,最终产品是否会处于冲击和振动的环境中?
·在产品寿命周期内,电路板被分离和更换的频率是多少?
这些问题的答案指导设计师决定走哪条路。
连接器选择过程还应考虑环境方面,特别是连接器可能应用在工作温度比较极端的环境中。这对于保护敏感电子器件的设计尤其相关,温度变化可能导致连接器的应力变化,特别是当材料不同或板厚度存在差异时。
最后,需要注意的是,几乎所有的应用都要求连接器由完全满足RoHS和REACH要求的材料制成。
浮动式连接器的发展
近年来,在浮动式连接器的类型、功能和可用性方面都有了显著的增长。
设计师可以从提供各种连接器间距的产品系列中进行选择,通常连接器的接触PIN数高达或超过160PIN。垂直和水平安装的连接器选项可以相互平行或直角连接。而安装高度低至6毫米,工程师可选择满足日益紧凑的板间空间要求的解决方案。
最新的进展之一是推出了支持高达12 Gb/s数据速率的连接器,使它们能够提供预期的性能。如SAS连接器,广泛应用于企业服务器和存储应用。与此同时,在单个连接器中混合信号和功率的技术将支持需要载流的应用。
除了其固有的弹簧结构设计外,许多浮动连接器通过位置挂钩和保留选项卡等功能,进一步支持精确对齐和健壮的互连。
最新的浮动式连接器
前者有助于消除焊料回流期间的变化,而后者为表面安装连接器提供额外的机械强度。此外,在混合信号和功率的连接器中,有一些产品具有通孔焊接的特点,提高定位精度和机械强度,确保抗冲击。
模块化设计的趋势意味着细间距的板对板连接器在提供满足应用需求所需的灵活性方面发挥着越来越重要的作用。与此同时,现代系统的复杂性和组件密度意味着需要部署多个板对板连接器。然而,自动取位和焊料回流过程中可能出现错位,导致潜在的制造质量问题和使用可靠性问题。
这些问题需要考虑连接PCB的方法。连接器的选择不仅可以确保与现代生产工艺兼容的优点,还可以提高工作期间的可靠性。特别是工业自动化、电动汽车等应用。浮动连接器的应用越来越普遍,解决安全系统到物联网设备配合上的错位和其他问题。
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