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微型连接器可以实现功能更加强大、体积更加小巧的设备
2016-05-18 标签: 连接器 来源:搜狐

Molex的 SlimStack Armor? 0.35 毫米螺距连接器设计用于移动设备和其他紧密封装的应用,通过金属保护罩可提供高达 3 安的额外功率。

微型连接器仅仅做到减小体积是远远不够的。还必须足够牢固,满足与大型连接器相同的性能标准,同时还需要具备足够的强度,以便进一步装配成为成品。

在微型连接器的质量与耐久性不断提高的同时,在不同产品中的用途也随之增长。微型连接器的市场包括超小型、微小型及超微小型连接器,由于种种原因正在不断拓展。

其中一个因素就是商用产品市场的蓬勃发展,包括手机和其他手持设备等。在这类产品的用途不断增长的过程中,也产生了对尺寸、外形更小的组件的需求。其他主要市场包括航天与国防以及医疗。电子设备的尺寸不断缩小、结构更加复杂,印刷电路板 (PCB) 上的空间会更加宝贵,从而将会需要越来越小的连接器。

良好把握手持式设备

手持设备的市场规模极为庞大,推动了能够提供极高数据速率的微型连接器的发展。例如,10 Gbps 的板对板连接器已经极为常见,而一些高级的微型板对板连接器则可以处理高达 20 Gbps 的速率。

这类应用中使用的连接器体积极其小巧。比如说,Molex 供应的板对板连接器可达 0.35 毫米螺距,并且提供 0.20 毫米螺距的印刷电路板 (FPC) 连接器。连接器的尺寸取决于具体应用。例如,印刷电路板的生产过程非常重视空间,而连接器越小,则可为其他组件提供更大的空间,使设计人员的工作更加便利。

除了保证坚固性外,微型连接器还必须简单易用。例如,Molex 为一些板对板连接器添加了金属盖钉,提高连接器外壳的强度,并使装配过程中发生断裂的可能性降低,从而提供进一步的保护。SlimStack? Armor 板对板连接器的配对高度仅为 0.60 毫米,所提供的金属盖钉在操作 电源的同时,还可在装配过程中为外壳壁提供保护。此外,在插入连接器时,具有更大程度引入对齐功能的微型连接器可协助装配人员找到最有效的插入点。

在插入后确保良好的保持力,对于微型连接器尤为重要。另外,可听到的咔哒声以及触感之类的功能还可以让技术人员知道连接器何时已正确插入。

航天与国防应用进一步提升

在航天与国防工业中,经常使用轻量级的高频 射频微型连接器。例如,26 GHz 范围的超小型推入式 (SMP) 连接器以及 40 GHz 范围的超小型推入式微型 (SMPM) 连接器(比 SMP 连接器小 30%)已经广泛用于各种板对板和线缆对板应用当中。

这类应用包括地基雷达和飞机通信系统。地基雷达的设备尺寸非常庞大,其中可能含有数十万个组件,而微型连接器则有助于减小整体体积。同样,轻量级微型连接器可以帮助减轻喷气式飞机的总重量。此外,射频连接器在低功率设置下非常有效,同时具有极低的信噪比,能够传输复杂的信号。

对微型连接器需求的不断增长,引入了针对极端条件之类新型应用的产品开发。比如说,Molex 近期推出了多端口射频 (MPRF) 同轴线缆对板连接器,这是一种超小型的 I/O 设备,在高振动条件下可以提供牢固的电气连接效果,最小插拔次数达 500 次。尽管发布时间较短,预计 MPRF 连接器将在多种主要的航天与国防应用中得到采用。例如,MPRF 可以带来优势的一种应用就是在军用运输车辆领域,在使用过程中可以承受极强的振动。医疗器械则是另一重要的应用领域。

非磁性的特点

对于其他类型的微型连接器来说,医疗已经成为一个关键性的应用领域,其中连接器一般用于显微和探头之类的设备。医疗器械用连接器必须做到无磁性,这就需要更换掉含有无电镀镍磷连接器中通常使用的镍镀层。其他应用则包括核磁共振机和电脑断层扫描仪之类的医疗器械,但是这类设备往往使用体积更大的连接器。

装配上的挑战

微型连接器的所有用户共同面对的一个挑战就是如何构造起线缆组件。这需要让工艺精湛的技术人员来修剪小型线缆,并端接起微型连接器。例如,SMP 连接器中一个触点的外径仅为 0.015 英寸,而 SMPM 连接器的触点外径则只有 0.012 英寸。

这样一来,结合了微型连接器的装配工艺通常会需要一定程度的自动化,例如使用带和盘封装工艺,其中各个组件在货盘上的一条纸带或塑料带上提供,而这个货盘则装载在自动化的取放机中,进而将各组件安装到印刷电路板上。

减小体积并提高密度

如上所述, 推动着微型连接器使用的趋势之一就是对实现印刷电路板空间最大化的需求。

因此,设计人员也在向所使用连接器的尺寸“妥协”。例如,当前使用螺旋式 SMA(超小型 A 版本连接器)的设计人员可能会迁移到更加紧凑的 SMP,因为下一代的模块还会减小尺寸。此外,越来越多的用户开始使用多端口连接器块,比如说以 4 个、6 个和 8 个向上的形式使用 MPRF。这类连接器块可使装配技术人员为一个块进行螺纹加工或将其焊入,而不是分开处理多个独立的单元。这样有助于减少公差叠加,简化并加快装配过程。

尽管含有微型连接器设备的设计与装配过程具有诸多挑战,可以提供装配方面的专业知识来简化这一流程。在设备体积不断缩小的同时,设计人员需要进一步深入了解当今的微型连接器技术,并且充分利用其中的优点。




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