特別報道：連接器的改進與設(shè)計人員的高速、高密度需求保持同步

作者：Spencer Chin，特約編輯

在 OEM 需要實現(xiàn)更高連接密度和性能的驅(qū)動下，連接器制造商正在重新設(shè)計其產(chǎn)品，使其具有新的功能和物理配置。隨著信號速度和工作頻率隨著超級計算機和高速網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展而增加，這些設(shè)計改進至關(guān)重要。隨著流高清視頻、云計算和物聯(lián)網(wǎng)中眾多設(shè)備的連接等應(yīng)用變得越來越普遍，連接器的性能也在保持同步。

一個例子是來自賓夕法尼亞州的 TE Connectivity 的MULTI-BEAM 卡邊緣連接器，這是一種新的功率卡邊緣連接器系列，支持更大的配置和印刷電路板 (PCB) 設(shè)計靈活性。這些連接器的信號觸點間距為 1.00 毫米，可節(jié)省高達 60% 的空間，而電源觸點間距為 7.26 毫米，與當(dāng)前產(chǎn)品相比可節(jié)省高達 30% 的空間。該連接器可提供高達 43 A 的每個觸點的更高功率。

圖 1：TE Connectivity 多波束。

這些連接器支持 1.57 毫米和 2.36 毫米的 PCB 厚度，并提供與 1.3 毫米更大的焊盤更容易的匹配對準。連接器通過通用電源和信號觸點模塊增強了可擴展性和模塊化；不同的接觸數(shù)量和位置；和 AC/DC、低功率和高功率選項。提供垂直、跨式和直角安裝版本。

背板連接器系統(tǒng)也在向更高速度的性能發(fā)展。Molex（伊利諾伊州萊爾）推出了Impact Zx2 背板連接器系統(tǒng)，該系統(tǒng)在模塊化設(shè)計中支持高達 28 Gbps 的數(shù)據(jù)速率。該系統(tǒng)利用獲得專利的接地屏蔽和封裝技術(shù)來增強信號完整性性能。

圖 2：Molex Impact Zx2 背板連接器系統(tǒng)。

連接器系統(tǒng)采用共地結(jié)構(gòu)來改善串?dāng)_隔離，從而產(chǎn)生近端串?dāng)_余量。背板和子卡模塊上尺寸減小的兼容引腳優(yōu)化了 PCB 占位面積，以進一步提高信號完整性。

隨著電子設(shè)備內(nèi)部空間的不斷寶貴，連接器供應(yīng)商正在重新設(shè)計連接器，以在相同或更小的空間內(nèi)處理更大的功率。Panasonic最近將其 0.4 毫米間距大功率板對板連接器商業(yè)化，該連接器使用專有材料處理技術(shù)，允許每個端子高達 1 A 的電流額定值，高于這些連接器中常見的 0.3 A。

據(jù)松下稱，該連接器可以減少所需的端子數(shù)量，并為設(shè)計人員在設(shè)計端子時提供更大的靈活性，包括將電源和信號端子集成到單個連接器中。

更小的尺寸是 Harwin 最近擴展的Gecko Screw-Lok (Gecko-SL) 1.25 毫米間距連接器系列而聲名鵲起的，該系列現(xiàn)在包括具有 20、26、34 和 50 個觸點的版本。據(jù)總部位于英國的 Harwin 稱，Gecko-SL 連接器比 Micro-D 型連接器小 45%，輕 75%。這些尺寸有多種配置可供選擇，包括公頭和母頭的垂直 PCB 貫穿板和 SMT，公頭和母頭的水平 PCB 貫穿板，公頭和母頭的電纜外殼，以及用于公頭和母頭電纜外殼的金屬（鋁）后殼。

圖 3：Harwin Gecko-SL 連接器。

連接器單獨承載高達 2.8 A 的電流，同時為所有觸點承載高達 2.0 A 的電流。它們可承受 –65°C 至 150°C 的工作溫度，可承受 20g 的振動和 Z 軸 100g 6-m/s 的沖擊。

自動化裝配

由于 OEM 不斷面臨降低組裝成本的壓力，因此他們需要能夠自動放置和焊接的連接器，而不是需要額外的手動組裝步驟。例如，來自 AVX Corporation（南卡羅來納州 Fountain Inn）的53-8702 系列連接器在一個封裝中結(jié)合了兩種接觸技術(shù)——絕緣置換和壓配。據(jù)該公司稱，采用雙組裝技術(shù)既可以在 PCB 上進行預(yù)安裝，以便在最終組裝期間插入電線，也可以在線束上進行預(yù)安裝。連接器在最終組裝時簡單地壓入 PCB。

AVX 的連接器使設(shè)計人員能夠比通常用于在兩個零插入力連接器之間跨接的扁平柔性電纜或扁平印刷電路電纜更可靠地連接兩個不同方向或?qū)R位置的 PCB。

與自動焊接工藝的兼容性也變得很重要，因為 OEM 希望通過一次焊接來運行整個電路板組件。TE Connectivity推出了具有回流功能的通用 MATE-N-LOK 連接器和經(jīng)濟型電源 (EP) 接頭，這兩種矩形線對板電源連接器均采用熱塑性外殼，旨在承受與回流焊接相關(guān)的高溫。

MATE-N-LOK 接頭具有極化特性和低接觸配合力，便于連接。它們專為額定值為 12 A/600 Vac 的電路而設(shè)計，可承受 –40°C 至 105°C 的溫度。連接器在單排中具有 2 到 6 個位置，在三排中具有 3 到 5 個位置。

EP 接頭設(shè)計為帶罩接頭，消除了由于插座和接頭對齊而導(dǎo)致的錯配，并提供可靠的聲音鎖定，以進一步確?？煽拷M裝。標準 0.156 英寸。(3.96-mm) 中心線可與 TE 現(xiàn)有的 EP II 線對板連接器配合使用。這些接頭設(shè)計用于額定電流為 12 A/600 Vac 的電路，可承受 –55°C 至 105°C 的溫度。

為最終用戶簡化操作的功能也繼續(xù)被設(shè)計到更新的連接器中。JAE Electronics (Irvine, California) 推出了SF78 系列緊湊纖薄的推彈式托盤式雙 nano SIM 卡連接器，可同時安裝兩張 nano SIM 卡。

圖 4：JAE SF78 SIM 卡連接器。

SF78 系列具有機械鎖定結(jié)構(gòu)，可將 SIM 卡托盤固定到位，以防設(shè)備掉落。SF78系列還具有防止SIM卡托盤插入和拔出過程中SIM卡托盤誤插和觸點斷裂的結(jié)構(gòu)，從而提高了移動設(shè)備用戶的易用性。

日本京瓷公司最近推出了具有一鍵鎖定功能的電子連接器。6810 系列柔性印刷電路 (FPC) 和扁平柔性電纜 (FFC) 連接器可在完全插入時自動鎖定，這是支持自動化制造和機器人裝配過程的關(guān)鍵特性。6810 系列連接器還為汽車、工業(yè)和消費電子應(yīng)用提供高達 125°C (257°F) 的耐熱性。

圖 5：京瓷 6810 系列連接器。

隨著新應(yīng)用的出現(xiàn)和新要求的出現(xiàn)，這種密度和性能方面的改進有望不斷出現(xiàn)在市場上。連接器制造商正在密切跟蹤客戶需求，并通過對現(xiàn)有樣式的增量改進以及新型連接器的創(chuàng)建來做出響應(yīng)。

有關(guān)連接器技術(shù)改進的更多信息，請閱讀 AspenCore 行業(yè)出版物網(wǎng)絡(luò)中的這些文章：

背板連接器增強了信號接口，降低了插入損耗——脈沖正交直接背板連接器系統(tǒng)以緊湊的尺寸提供高速連接，具有 2 毫米的柱間距。

壓配、電源觸點補充插座連接器— TE Connectivity (TE) 在其 ARINC 600 連接器產(chǎn)品組合中增加了 20、16 和 12 尺寸的電源觸點以及壓合四方觸點。

高密度連接器節(jié)省了工廠自動化應(yīng)用中的電路板空間——ERNI Electronics 推出了一系列新的連接器，可提供工業(yè)自動化系統(tǒng)所需的信號密度、電氣性能和機械可靠性。

Apple 的新連接器對 iPhone 配件意味著什么——Apple 推出了新的更小的 Ultra Accessory Connector (UAC)，以取代 Lightning 和 USB。

不再有易于連接但難以測試的電纜——廣泛使用的基本壓接連接現(xiàn)在可以使用 NASA 開發(fā)的非破壞性超聲波系統(tǒng)進行實時全面測試。

審核編輯 黃昊宇