連接器變得越小,其重要性就越大
原因很簡(jiǎn)單:產品都在變小。現在智能手機、平板電腦、血糖檢測器等無(wú)數電子設備對(duì)尺寸的要求(qiú)越來越嚴格,內部越(yuè)來越緊(jǐn)密,於是留給(gěi)連接器的空間就不多(duō)了。這(zhè)種趨勢也(yě)出現(xiàn)在國防和航空航天領域,比如(rú)在衛星、製導導彈和航空電子係統中,其中的緊湊性要求隻有“微縮型”的連接器才能(néng)滿足。
對更(gèng)小型的連接器的需求在不斷上升,設計工程師也(yě)就麵臨著一係列新的(de)挑戰。他們再也(yě)不(bú)能將連接器的設計放到項目的最後階段來完成。微型連接器需要深謀遠慮。它要求(qiú)設計者預(yù)先(xiān)考慮封裝(zhuāng)、耐久性、電流負(fù)載(zǎi)能力(lì)和可更換性等各種各樣的(de)因(yīn)素。
設(shè)計者應當考慮(lǜ)更換的便易性,尤其是封閉式的外殼中。Molex VITA 67就是一種易於更換的微型連接器。
下麵是(shì)來自於微連接器供應商的(de)一些(xiē)設計建議(yì)。這(zhè)些建議不僅來自於連接器設計的專家(jiā),而且也是設(shè)計師(shī)慘痛的經(jīng)驗(yàn)總(zǒng)結,所以值得設計(jì)師的參考(kǎo)。
1、在設計早期考慮(lǜ)連接器(qì)
“工程師往往都太專注於設計整體係統,而把(bǎ)連接器放到(dào)設計的(de)最後階段再考慮。”TE Connectivity產品開(kāi)發工程部主管Mitch Storry說,“他(tā)們認為連接器很簡(jiǎn)單,所以他們可以把相(xiàng)關的設計放到最後階段。然後他們被自己的(de)設計卡住了。”
Storry已經看到太多(duō)設計師在設計的最後階(jiē)段才匆匆設計連接器的故事了。他告訴我們,在很多情況下,設計師最後不得不選(xuǎn)擇非標準的連接器完(wán)成設(shè)計,這不僅拉高了成(chéng)本,還延遲(chí)了交貨時間。
為了(le)避免(miǎn)這樣的問題出(chū)現(xiàn),相關專家建議在設計的早期就應該考慮你將使用的連接器,然後為它們預留(liú)設計空間,設計也(yě)圍繞其(qí)展開。
“沒人(rén)原(yuán)因聽你說‘首先,決定你需要的連接器’,”TE Connectivity產品開發工程師Stephen T. Morley說,“但如果他們真的(de)這樣做,實際上能節省他們很多時間,也少了很多麻煩。”
Molex的SlimStack Armor微型連接器的規格是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通常小於1毫米,但它們也通常應用在包裝緊密的應用(yòng)中。為了解決潛在的包裝上的問題,設計者需要考慮PCB板上的(de)線路走線、以及連接到連接器上的(de)附加線材。“因為間距變小,你必須讓走(zǒu)線和線材更窄。”Molex地區產品經理Mike Higashikawa說。
另外,請記住一些連接器(如:柔性電纜連接器)提供了向前和向後(hòu)翻轉的選項。當進行係統設計時,你需要考慮這些翻(fān)轉方法。比如說向後(hòu)翻轉的連接器如果正(zhèng)背麵有另一個組件,那麽就可能很不容易訪(fǎng)問。
最後,設計師還需要注意表麵貼裝設備有時無法處理更小的組件。找某些情況下,他們需要新的真空噴嘴來解決這些問題。
3.搞清楚電流(liú)負載能力
隨著連接器尺寸的下降,連接器的電流(liú)負載(zǎi)能力也隨之下降。一般而言,微型連接器能處理200mA到500mA之間的電流(liú),差不多是更大一點的板對板連(lián)接器額定電流的一半。為了補償較(jiào)低的載流能力所帶來的問題(tí),設計者(zhě)可能需要增加端子的數量。
4.考慮小/微(wēi)型連接的穩定性
“我需要建議這一點,不僅是在設計階段,而且(qiě)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應用中的一位微連接器設計專家,回憶說在他設計的軍事、空間應用中,有一半的連接器都在測試階段被毀壞了。
如果不首先將這(zhè)個問題放在心(xīn)上,可能會推高成本,他說。損壞的連接器需要重新(xīn)配置、整修和標記。甚至還可能需要更為昂貴(guì)的,現場可更換(huàn)的連接器取代,而且這樣的變化可能會讓設計時間(jiān)再延長一到兩周。
Morley說:“應當注意的是永遠要優先考慮已有連接(jiē)器,如果這些連接器不兼容你的(de)設計,再(zài)考慮自(zì)己(jǐ)設計,這(zhè)樣能為(wéi)你節省大量的時間。”
Molex的SlimStack Armor板對板連接器和FPC連接器應用在血糖(táng)檢測器中。
5.考慮易更換性
如果產品的外表是封(fēng)閉的,那麽你需(xū)要能從外麵更換的連接器。否則(zé),你就需要做一些(xiē)焊接的工作了。
Morley說:“你做得越多,你對焊接等技能就越熟(shú)練,但是對整(zhěng)個(gè)係統造成損傷的風險也就越高。”
6.了(le)解連接器的功能(néng)要求
供應商需要(yào)客戶充分表達自己的需求,不然(rán)他們(men)可能會誤解客戶的需求。這在(zài)需要製造自定(dìng)義的連接器的時候顯得尤其重要。
“準確地闡明連接(jiē)器的需求是至關重要的,”Storry說,“如果表述不清或(huò)有遺漏,我(wǒ)們就可能忽(hū)略設(shè)計的關鍵需求。”
7.考慮機械(xiè)應力
溫(wēn)度、衝擊和振動都會在接口和(hé)電(diàn)路間(jiān)產生應力。專(zhuān)家建議你應該選擇能(néng)避免這些力影響的連接器。
“我在(zài)一些PCB板上看到了裂成(chéng)碎(suì)片的焊點,”Morley說,“當連接器牢(láo)固地連接到板子或者外結構上時,它必須要能承受衝擊和振動帶來的(de)力,否則就可能出現裂縫。”
Morley建議工(gōng)程師使用互連係統來盡可(kě)能(néng)減少安裝結構和連(lián)接點之間(jiān)的積聚應力。“有許多供應商都提供這樣(yàng)的係統。”他說,“設計師應當密切注意這一點。”
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