慘痛經(jīng)驗(yàn)總結(jié):7大關(guān)鍵針對(duì)電路設(shè)計(jì)中的連接器
發(fā)布時(shí)間:2015-05-21 責(zé)任編輯:sherry
【導(dǎo)讀】對(duì)更小型的連接器的需求在不斷上升,設(shè)計(jì)工程師也就面臨著一系列新的挑戰(zhàn)。本文分享的是來自于微連接器供應(yīng)商的一些設(shè)計(jì)建議。這些建議不僅來自于連接器設(shè)計(jì)的專家,而且也是設(shè)計(jì)師慘痛的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),所以值得設(shè)計(jì)師的參考。
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?,F(xiàn)在智能手機(jī)、平板電腦、血糖檢測器等無數(shù)電子設(shè)備對(duì)尺寸的要求越來越嚴(yán)格,內(nèi)部越來越緊密,于是留給連接器的空間就不多了。這種趨勢也出現(xiàn)在國防和航空航天領(lǐng)域,比如在衛(wèi)星、制導(dǎo)導(dǎo)彈和航空電子系統(tǒng)中,其中的緊湊性要求只有“微縮型”的連接器才能滿足。
對(duì)更小型的連接器的需求在不斷上升,設(shè)計(jì)工程師也就面臨著一系列新的挑戰(zhàn)。他們?cè)僖膊荒軐⑦B接器的設(shè)計(jì)放到項(xiàng)目的最后階段來完成。微型連接器需要深謀遠(yuǎn)慮。它要求設(shè)計(jì)者預(yù)先考慮封裝、耐久性、電流負(fù)載能力和可更換性等各種各樣的因素。
設(shè)計(jì)者應(yīng)當(dāng)考慮更換的便易性,尤其是封閉式的外殼中。Molex VITA 67就是一種易于更換的微型連接器。
下面是來自于微連接器供應(yīng)商的一些設(shè)計(jì)建議。這些建議不僅來自于連接器設(shè)計(jì)的專家,而且也是設(shè)計(jì)師慘痛的經(jīng)驗(yàn)總結(jié),所以值得設(shè)計(jì)師的參考。
1、在設(shè)計(jì)早期考慮連接器
“工程師往往都太專注于設(shè)計(jì)整體系統(tǒng),而把連接器放到設(shè)計(jì)的最后階段再考慮。”TE Connectivity產(chǎn)品開發(fā)工程部主管Mitch Storry說,“他們認(rèn)為連接器很簡單,所以他們可以把相關(guān)的設(shè)計(jì)放到最后階段。然后他們被自己的設(shè)計(jì)卡住了。”
Storry已經(jīng)看到太多設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)的最后階段才匆匆設(shè)計(jì)連接器的故事了。他告訴我們,在很多情況下,設(shè)計(jì)師最后不得不選擇非標(biāo)準(zhǔn)的連接器完成設(shè)計(jì),這不僅拉高了成本,還延遲了交貨時(shí)間。
為了避免這樣的問題出現(xiàn),相關(guān)專家建議在設(shè)計(jì)的早期就應(yīng)該考慮你將使用的連接器,然后為它們預(yù)留設(shè)計(jì)空間,設(shè)計(jì)也圍繞其展開。
“沒人原因聽你說‘首先,決定你需要的連接器’,”TE Connectivity產(chǎn)品開發(fā)工程師Stephen T. Morley說,“但如果他們真的這樣做,實(shí)際上能節(jié)省他們很多時(shí)間,也少了很多麻煩。”
Molex的SlimStack Armor微型連接器的規(guī)格是0.35*0.6*2.0(毫米)。
2.了解清楚空間的限制
盡管微型的板到板連接器的厚度通常小于1毫米,但它們也通常應(yīng)用在包裝緊密的應(yīng)用中。為了解決潛在的包裝上的問題,設(shè)計(jì)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?yàn)殚g距變小,你必須讓走線和線材更窄。”Molex地區(qū)產(chǎn)品經(jīng)理Mike Higashikawa說。
另外,請(qǐng)記住一些連接器(如:柔性電纜連接器)提供了向前和向后翻轉(zhuǎn)的選項(xiàng)。當(dāng)進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí),你需要考慮這些翻轉(zhuǎn)方法。比如說向后翻轉(zhuǎn)的連接器如果正背面有另一個(gè)組件,那么就可能很不容易訪問。
最后,設(shè)計(jì)師還需要注意表面貼裝設(shè)備有時(shí)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(fù)載能力
隨著連接器尺寸的下降,連接器的電流負(fù)載能力也隨之下降。一般而言,微型連接器能處理200mA到500mA之間的電流,差不多是更大一點(diǎn)的板對(duì)板連接器額定電流的一半。為了補(bǔ)償較低的載流能力所帶來的問題,設(shè)計(jì)者可能需要增加端子的數(shù)量。
4.考慮小/微型連接的穩(wěn)定性
“我需要建議這一點(diǎn),不僅是在設(shè)計(jì)階段,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(yīng)用中的一位微連接器設(shè)計(jì)專家,回憶說在他設(shè)計(jì)的軍事、空間應(yīng)用中,有一半的連接器都在測試階段被毀壞了。
如果不首先將這個(gè)問題放在心上,可能會(huì)推高成本,他說。損壞的連接器需要重新配置、整修和標(biāo)記。甚至還可能需要更為昂貴的,現(xiàn)場可更換的連接器取代,而且這樣的變化可能會(huì)讓設(shè)計(jì)時(shí)間再延長一到兩周。
Morley說:“應(yīng)當(dāng)注意的是永遠(yuǎn)要優(yōu)先考慮已有連接器,如果這些連接器不兼容你的設(shè)計(jì),再考慮自己設(shè)計(jì),這樣能為你節(jié)省大量的時(shí)間。”
Molex的SlimStack Armor板對(duì)板連接器和FPC連接器應(yīng)用在血糖檢測器中。
5.考慮易更換性
如果產(chǎn)品的外表是封閉的,那么你需要能從外面更換的連接器。否則,你就需要做一些焊接的工作了。
Morley說:“你做得越多,你對(duì)焊接等技能就越熟練,但是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)造成損傷的風(fēng)險(xiǎn)也就越高。”
6.了解連接器的功能要求
供應(yīng)商需要客戶充分表達(dá)自己的需求,不然他們可能會(huì)誤解客戶的需求。這在需要制造自定義的連接器的時(shí)候顯得尤其重要。
“準(zhǔn)確地闡明連接器的需求是至關(guān)重要的,”Storry說,“如果表述不清或有遺漏,我們就可能忽略設(shè)計(jì)的關(guān)鍵需求。”
7.考慮機(jī)械應(yīng)力
溫度、沖擊和振動(dòng)都會(huì)在接口和電路間產(chǎn)生應(yīng)力。專家建議你應(yīng)該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點(diǎn),”Morley說,“當(dāng)連接器牢固地連接到板子或者外結(jié)構(gòu)上時(shí),它必須要能承受沖擊和振動(dòng)帶來的力,否則就可能出現(xiàn)裂縫。”
Morley建議工程師使用互連系統(tǒng)來盡可能減少安裝結(jié)構(gòu)和連接點(diǎn)之間的積聚應(yīng)力。“有許多供應(yīng)商都提供這樣的系統(tǒng)。”他說,“設(shè)計(jì)師應(yīng)當(dāng)密切注意這一點(diǎn)。”
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