連接器變得越小,其重要性就越大
原因很簡單:產(chǎn)品都在變小。現在智(zhì)能手機、平板電腦、血糖檢測器等無數電子設備對尺寸的要(yào)求越來越嚴格(gé),內部越來越緊密,於是留給連接器的空間就不多了。這種趨勢也出現在國防和航空(kōng)航天領域,比如(rú)在衛星(xīng)、製導導彈和航空電子係統中,其中的緊湊性要求隻有“微(wēi)縮型”的連接器才能滿足。
對更小型的連接器的需求在不(bú)斷上升,設計工程師也(yě)就麵臨著一係列新的挑戰。他們再也不能將(jiāng)連接器(qì)的設計放到項目的最(zuì)後階段來完成(chéng)。微型連接器需要深(shēn)謀遠慮。它要求設計(jì)者預(yù)先考慮封裝、耐久性、電流負載能力(lì)和可更換性(xìng)等各種各樣的因素。
設計者應當考慮更換(huàn)的(de)便(biàn)易性,尤(yóu)其是封閉式的外殼中。Molex VITA 67就是一種易於更(gèng)換的微型連接器。
下麵是(shì)來自(zì)於微連接器(qì)供應商的一些設計建議。這些建議不僅(jǐn)來自於連接(jiē)器設計的(de)專家,而且也是設計(jì)師慘痛的經驗總(zǒng)結,所以值得設計師的參考。
1、在設計(jì)早期考慮連接器(qì)
“工程師往往都太專(zhuān)注於設計整體係(xì)統,而把連接器(qì)放(fàng)到設計的最後階段再考慮(lǜ)。”TE Connectivity產品(pǐn)開發工程部(bù)主管Mitch Storry說(shuō),“他們認為連接器很簡單,所以他們可以把相關的設計放到最(zuì)後(hòu)階段。然後他(tā)們被自己的設計卡住了。”
Storry已經看到太多設計師在設(shè)計(jì)的最後階段才匆匆設計連接器的故事了。他告訴我(wǒ)們,在很多情況下,設計師最後不得不選擇非標準的連接器完成設計,這不僅拉高了成本,還延遲了交貨(huò)時間。
為了避免這樣(yàng)的問題出現,相關專家建議在設計(jì)的早期就應該考慮你將使用的連接(jiē)器,然後為它們(men)預留設計空間,設計也圍繞其展開。
“沒人原因聽(tīng)你說‘首先,決定你需要(yào)的連接器’,”TE Connectivity產品開發(fā)工程(chéng)師Stephen T. Morley說,“但如果他們真的(de)這樣做,實際上(shàng)能節省他們很多時間,也少(shǎo)了很多麻煩。”
Molex的SlimStack Armor微(wēi)型連接器的規格是0.35*0.6*2.0(毫米)。
2.了解清楚空間的限製
盡管微型的(de)板到板連接器的厚度(dù)通常小於1毫米,但它們(men)也通常應用在包裝緊密的應用中。為了解決潛在的包裝上的問題,設計者需要考(kǎo)慮PCB板上的線路走線、以及連接到連接器上的附加線材。“因為間距變小,你必須讓走線和線材更窄。”Molex地區產品經理Mike Higashikawa說。
另(lìng)外,請記住一些連接器(如(rú):柔性電纜連接器)提供了向前和向後翻轉的選項。當(dāng)進(jìn)行係統設計時,你需(xū)要(yào)考慮這些翻轉方法。比如說向後翻轉的連接(jiē)器如果正背麵有另一個組件,那麽就可能很不容易訪問。
最後,設計師還需(xū)要注意表麵貼裝設備有時無法處理更小的(de)組件。找某些情況下,他們需要新的(de)真空噴嘴來解決這些問題。
3.搞清楚電(diàn)流負載能力
隨著連接器尺寸(cùn)的下降,連接器(qì)的電流負載能力也隨之下降。一(yī)般而言,微(wēi)型連接器能處理200mA到500mA之(zhī)間的電流,差不(bú)多是更大一點的板對板連接器額定電流的一半。為了補償較低的載流(liú)能力所帶來的問題,設計者可能需要增加端子的數量。
4.考慮小/微型(xíng)連接的穩定性
“我需要建議這一(yī)點,不僅是在設計(jì)階段,而且在組裝過程中,都要保證他(tā)們不受損害。”TE Connectivity的Morley說。
Morley是RF應用中的一位微(wēi)連接器設計專家,回憶說在他設計的軍事、空(kōng)間應用中(zhōng),有一半的連接器都在測試階段被毀壞了。
如果不首先(xiān)將這個問(wèn)題放在心上,可能會推高成本,他說。損壞的連(lián)接器需要重新配(pèi)置、整修和標記。甚(shèn)至還可能需要(yào)更為昂貴的,現場可更換的連接器取代,而且這(zhè)樣的變(biàn)化可能會讓設計時間(jiān)再延長一到兩周。
Morley說:“應(yīng)當注(zhù)意的是永遠要優先考(kǎo)慮已有連接器,如果這些連(lián)接器不兼容你的設計(jì),再考慮自(zì)己設計,這樣能為(wéi)你節省大量的時間。”
Molex的SlimStack Armor板對(duì)板連接(jiē)器和FPC連接器應用(yòng)在血糖檢測(cè)器中。
5.考慮易更換性(xìng)
如果產品的外表是封閉的,那麽你需要能從外麵更換的連接器。否則,你就需要做一些焊接的工作了。
Morley說(shuō):“你做得越多,你對(duì)焊接等技能就越熟練,但是對整個係統造成(chéng)損傷的風險(xiǎn)也(yě)就(jiù)越高。”
6.了解連接器的功能要求
供應商需要客戶充分表達自己的需求,不然他們可能會誤解客戶的需求(qiú)。這(zhè)在需要(yào)製造自定義的連接器的時候顯得(dé)尤其重要。
“準確地闡明連接(jiē)器的需求(qiú)是至關重要的,”Storry說,“如(rú)果表述不清或有遺漏,我們就可能忽略設計的關鍵需求。”
7.考慮機(jī)械應力(lì)
溫度、衝擊和振動都會在接(jiē)口(kǒu)和電路間產生應力。專家建議你應該選擇能避免(miǎn)這些力影響的連接器。
“我在一(yī)些PCB板(bǎn)上看到了裂成碎片的焊點,”Morley說(shuō),“當連接器牢固地(dì)連接到板子(zǐ)或(huò)者外結構(gòu)上(shàng)時,它必須要能承受衝擊和振動(dòng)帶來的力,否則就可能出現裂縫。”
Morley建議工程師(shī)使用互(hù)連係統來盡可能減少安裝結構和連接點之間(jiān)的積(jī)聚應力。“有(yǒu)許多供(gòng)應(yīng)商(shāng)都(dōu)提供這樣的係統。”他說,“設計(jì)師應當密切注意這一點。”
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