原因很簡單:產品都在變小。現在智能手機(jī)、平板(bǎn)電腦、血糖檢測器等無數電子設備對尺寸的要求越來越嚴格(gé),內部(bù)越(yuè)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(fáng)和航空航天領域,比如(rú)在衛星、製導導彈和(hé)航空電(diàn)子係統中,其中的緊湊性(xìng)要求隻有“微縮型”的連接器才能滿足。
對更小型的連接器的需(xū)求在不斷上(shàng)升,設計工程師也就麵臨著一係列新(xīn)的挑(tiāo)戰。他們再也不能將連接器的設(shè)計放到項目的最後階段來完成。微(wēi)型連接器需要深謀遠慮。它要求設計者預先考慮封裝、耐久性、電流負載能力和可更換性等各種各樣的(de)因(yīn)素。
設計者應當考慮更換的便易(yì)性,尤其是封閉式(shì)的(de)外殼中。Molex VITA 67就是一種易於更換的微型連接器。
下麵是來自於微連接器供應商的一些設計建議。這些建議不僅來自於連接器設計的專家,而且也是設計師慘痛的經驗總結,所以值得設計師的參(cān)考。
1、在設計早期考慮連接器
“工(gōng)程師往往都太專注於(yú)設計整體係統,而把連接器放到(dào)設計的最(zuì)後階段再考慮(lǜ)。”TE Connectivity產品開發工程部主管Mitch Storry說,“他們認為連接器很簡單,所以他們可以把相(xiàng)關的(de)設計放到(dào)最後階段。然後他們被自己的(de)設計卡住了(le)。”
Storry已經看到(dào)太多設計師(shī)在設計的最後(hòu)階段才匆(cōng)匆設計連(lián)接器的故(gù)事了。他告訴我們,在很多情況下,設計師最後不得不(bú)選擇非標(biāo)準的連接器完成設計,這不僅拉高了成本,還延遲了交貨時間。
為了避免這樣的問題出現(xiàn),相關專家建議在設計的早期就應該考慮你將(jiāng)使用的(de)連接器,然後為它們預(yù)留設(shè)計空(kōng)間,設計也圍(wéi)繞(rào)其展開。
“沒人原因聽(tīng)你說‘首先(xiān),決定你需要的連接器’,”TE Connectivity產品開發(fā)工程師Stephen T. Morley說(shuō),“但如果他們真(zhēn)的這樣做,實際(jì)上能節省他(tā)們很多時間,也(yě)少了很多麻煩。”
2.了解清(qīng)楚空間的限製
盡管微型的板到板連(lián)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板上的線路走線、以及連接到連(lián)接器上的附加線材。“因為間距變(biàn)小,你必須讓走線(xiàn)和線材更窄。”
另外,請記住一些連接器(如:柔性電纜連接器(qì))提供了向前和向後翻轉的選項。當進行係統設(shè)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(bèi)麵有另一個組(zǔ)件,那(nà)麽就可能很不容易訪問。
最後,設計(jì)師還需要注意表麵(miàn)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(yào)新的真空噴嘴來解決這些(xiē)問題。
3.搞(gǎo)清楚電流負載能力
隨著連接器尺寸的下降,連接器的電流負載能力也隨之下降。一般而(ér)言,微型連接器(qì)能處(chù)理200mA到500mA之間的(de)電流,差不多(duō)是更大(dà)一點的板對板連接器額定(dìng)電流的一半。為了補償較低的載流能力所帶來的問題,設計者可能需要增加端子的數量。
4.考慮小/微型連接的穩定性
“我需要建議這一(yī)點,不(bú)僅是(shì)在設計階段,而且在(zài)組裝過程(chéng)中,都要保證他們不受損害(hài)。”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(tā)設計的軍事、空間應用中,有一半的連接器都在(zài)測試階段被毀壞了。
如(rú)果不首先將這個問題放在心上,可(kě)能會推高成本,他說。損壞的連接器需要(yào)重新配置、整修和標(biāo)記。甚至(zhì)還可能需要更為昂貴的,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再延長一到兩周。
Morley說:“應當注(zhù)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的設計,再考慮自(zì)己設(shè)計,這樣能為你節省大量的時(shí)間。”
5.考慮易更換性
如果產(chǎn)品(pǐn)的外(wài)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:“你做得越(yuè)多,你對焊接等(děng)技能就越熟(shú)練,但是對整個係統造成損(sǔn)傷的風險也就越高。”
6.了解連接(jiē)器的功能(néng)要求
供(gòng)應商需要客戶(hù)充分表達自己的需求,不然他們可能會(huì)誤解客戶的需求。這(zhè)在需要製造自定義的連接器的時候顯(xiǎn)得尤其重要。
“準確地闡明連接器的需求是至關重要的,”Storry說,“如果表述不清或有遺漏,我們就(jiù)可能忽略設計的關鍵需求。”
7.考(kǎo)慮機(jī)械應力
溫度、衝擊和振動都會在接口和電路間產生應力。專家建議你應該(gāi)選擇能避免這些力影響的連接器。
“我在一些PCB板上看到了裂成碎片的焊(hàn)點,”Morley說,“當連接器牢固地連接到板子或者外(wài)結構上時,它必須要能承受衝擊(jī)和振動帶來的力,否則就可能出現裂縫。”
Morley建(jiàn)議工程師使用互連係統來盡可能減少安裝結構和連接點(diǎn)之間的積聚應力(lì)。“有許多供應商都提供這樣的(de)係統。”他說,“設計師應當(dāng)密(mì)切注意這一點。”