原因很簡單:產品都在變(biàn)小。現在智能手機、平板電腦、血糖(táng)檢測器等無數電子(zǐ)設備對尺寸的要求越來越嚴格,內部越來越緊(jǐn)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航天領(lǐng)域,比如在衛星、製導導彈和航空電子係統中,其中的緊湊性要求隻(zhī)有“微縮(suō)型”的連接器才能滿足(zú)。
對更小型的連接器的需求在不斷上升,設計工程師也就麵臨著一係列新的挑戰。他們再也不能將連接器的設計放到項目(mù)的最後階段來(lái)完成(chéng)。微型連接器需要深謀遠慮。它要求設(shè)計者預先(xiān)考慮封裝、耐久性、電流負載(zǎi)能力和可更換性等各種各樣(yàng)的(de)因素。
設計者應當考慮更換的便易性,尤其是封閉式的外殼中。Molex VITA 67就是一(yī)種易於更換的微型連接器。
下麵是(shì)來自於微連接器供應(yīng)商的一些設計(jì)建議。這些建議不僅(jǐn)來自於連接器(qì)設計(jì)的專家,而且也(yě)是設計師慘痛的經驗總結,所以值得設計師的參考(kǎo)。
1、在設計早期考慮連接器
“工程師往往都太專注於設計整體係統,而把連接器放到設計的最(zuì)後階段再考慮。”TE Connectivity產品開發工程部主管Mitch Storry說,“他們認(rèn)為連接器(qì)很簡單,所(suǒ)以他們可以把相關的設計放到最後階段。然後他們被自(zì)己的設計(jì)卡住了。”
Storry已經看到太多設計師在設計的(de)最後階段才匆匆設計連接器的故事(shì)了(le)。他告訴我們,在很多情況下,設計師最後不得不選擇非標準的(de)連接器完成設計,這不僅拉(lā)高了成本,還延遲了交貨時間。
為了避免這樣的問題出現,相關專(zhuān)家建議在設計(jì)的早期就應該考慮你將使用的連接器,然後為它們(men)預留設計空間,設計也圍繞(rào)其展開。
“沒人原因聽你說‘首(shǒu)先,決定你需要的連接(jiē)器’,”TE Connectivity產品開發(fā)工程師Stephen T. Morley說(shuō),“但如果他們真的這樣做,實際上能節省他們很(hěn)多時間,也少了很多麻煩。”
2.了解清楚空(kōng)間的限製
盡管微型的板到(dào)板連接器(qì)的厚(hòu)度通常小於1毫米,但它們也通常應用在包裝緊密的應用中。為了解決潛在的包裝上(shàng)的問題,設計者需要考慮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(xiàn)和線材更(gèng)窄。”
另外,請記住一些連接器(如:柔性電(diàn)纜連(lián)接器)提供了向(xiàng)前和(hé)向後翻轉(zhuǎn)的選項。當進行係統設計時,你需要考慮這些翻轉方法。比如說向後翻轉的(de)連接器如果正背麵有另一個組件,那麽就可能很不容易訪(fǎng)問。
最後,設計師還需(xū)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.搞清楚電流負載能力
隨著(zhe)連接器尺寸的下降,連接器的電(diàn)流負(fù)載能力也隨之下降。一般(bān)而言,微型連接(jiē)器(qì)能處理200mA到500mA之間的電流(liú),差不多(duō)是更大(dà)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能(néng)力所(suǒ)帶來的問題,設(shè)計者可能需要增加端(duān)子的數量。
4.考慮小/微型連接的穩定性(xìng)
“我需要建議這(zhè)一點,不僅是在(zài)設計階(jiē)段,而且在組裝過程中,都要保證他們不受損害。”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(huài)了。
如果不首先將這個問題放在心上,可能會推高成本(běn),他說。損壞的連接器需要重新配置、整修和標記(jì)。甚至還可能(néng)需(xū)要更為昂貴的,現場可更換的連接器(qì)取代,而且這樣的變化可能會(huì)讓設計時(shí)間再延長一到兩周(zhōu)。
Morley說:“應當注意的是永遠要優先考慮已有連接器,如果這些連接器不兼容你(nǐ)的設計,再考慮自己設計,這樣能為你節省大量的時間(jiān)。”
5.考慮易更換性
如果(guǒ)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(xiē)焊接的工作了(le)。
Morley說:“你做得越多,你對焊接等(děng)技能就越熟練,但是對整個係統造成(chéng)損傷的風險也就越高。”
6.了解連接器的功能要求
供應商需(xū)要(yào)客戶充分表達自(zì)己的需求(qiú),不然(rán)他們可能會誤解客戶的需求(qiú)。這在需要製造自(zì)定義的連接(jiē)器的時候顯得尤其重要。
“準確地闡明連接器(qì)的需求是至關重要的,”Storry說,“如果(guǒ)表述不清或有遺(yí)漏,我們(men)就可能忽略設計的關鍵需求。”
7.考慮(lǜ)機械應力
溫度、衝擊和振動都會在接口和電路間產生應力。專家(jiā)建議你應該選擇能避免這些(xiē)力影響的連接器。
“我在一些PCB板(bǎn)上看到了裂成碎片(piàn)的焊點,”Morley說,“當連接器牢固地連接到板子或(huò)者外結構上時,它必須要能(néng)承受衝擊和振動帶來的力,否則就可能出現裂縫。”
Morley建議工程師使用(yòng)互連係統來盡可能(néng)減少安裝結構和(hé)連接(jiē)點之間的積聚應力。“有許多供(gòng)應商都提供這樣的係統。”他(tā)說,“設計師應當密切注意這(zhè)一點。”
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