|
|
設計電路時對連接器的考慮
2017-10-13 16:58:24
原因很簡單：產品都在變小。現在智能手機、平板電腦、血糖檢測器等無數電子設備對尺寸的要求越來越嚴格，內部越來越緊密，于是留給連接器的空間就不多了。這種趨勢也出現在國防和航空航天領域，比如在衛星、制導導彈和航空電子系統中，其中的緊湊性要求只有“微縮型”的連接器才能滿足。
對更(geng)(geng)小型的(de)(de)連(lian)接器(qi)(qi)的(de)(de)需求(qiu)在不斷上升，設計工程師也就面臨著一系(xi)列(lie)新(xin)的(de)(de)挑戰。他們(men)再也不能將連(lian)接器(qi)(qi)的(de)(de)設計放到項(xiang)目的(de)(de)最后階段來完(wan)成。微型連(lian)接器(qi)(qi)需要深謀(mou)遠慮。它(ta)要求(qiu)設計者預(yu)先考慮封(feng)裝、耐久(jiu)性、電流(liu)負載能力(li)和可更(geng)(geng)換(huan)性等各種各樣(yang)的(de)(de)因素(su)。
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就是一種易于更換的微型連接器。
下面是來(lai)自于(yu)微連(lian)接(jie)器供應商的(de)(de)一些設計(ji)(ji)建(jian)議(yi)。這些建(jian)議(yi)不僅來(lai)自于(yu)連(lian)接(jie)器設計(ji)(ji)的(de)(de)專家，而且也(ye)是設計(ji)(ji)師慘痛(tong)的(de)(de)經(jing)驗總(zong)結，所以值得設計(ji)(ji)師的(de)(de)參考。
1、在(zai)設計早期(qi)考慮連接器
“工程師往往都太專注于設計整體系統，而把連接器放到設計的最后階段再考慮。”TE Connectivity產品開發工程部主管Mitch Storry說，“他們認為連接器很簡單，所以他們可以把相關的設計放到最后階段。然后他們被自己的設計卡住了。”
Storry已經(jing)看(kan)到太多(duo)設(she)計(ji)(ji)師(shi)在設(she)計(ji)(ji)的(de)最后(hou)階(jie)段才(cai)匆匆設(she)計(ji)(ji)連接器(qi)的(de)故事了(le)(le)。他告(gao)訴我們，在很多(duo)情況下，設(she)計(ji)(ji)師(shi)最后(hou)不得不選擇(ze)非標準的(de)連接器(qi)完成(cheng)設(she)計(ji)(ji)，這不僅(jin)拉高了(le)(le)成(cheng)本，還延(yan)遲了(le)(le)交貨時間(jian)。
為了(le)避免這樣(yang)的(de)問題(ti)出現，相關專(zhuan)家(jia)建議在設(she)(she)(she)計的(de)早(zao)期就(jiu)應該考慮你將使用的(de)連接器，然(ran)后為它們預留設(she)(she)(she)計空間，設(she)(she)(she)計也圍繞其展開。
“沒人原因聽你說‘首先，決定你需要的連接器’，”TE Connectivity產品開發工程師Stephen T. Morley說，“但如果他們真的這樣做，實際上能節省他們很多時間，也少了很多麻煩。”
2.了解清楚空間的限制(zhi)
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、以及連接到連接器上的附加線材。“因為間距變小，你必須讓走線和線材更窄。”
另外，請記住一些連接器(如：柔性電纜連接器)提供了向前和向后翻轉的選項。當進行系統設計時，你需要考慮這些翻轉方法。比如說向后翻轉的連接器如果正背面有另一個組件，那么就可能很不容易訪問。
最后，設計師還需(xu)要注意表(biao)面貼裝設備有時(shi)無法處理更小的組件。找某些情況下，他們需(xu)要新的真空噴嘴來解決這(zhe)些問(wen)題。
3.搞清楚(chu)電(dian)流負(fu)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，差不多是更大一點的板對板連接器額定電流的一半。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
“我需要建議這一點，不僅是在設計階段，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(ru)果不首先將這個(ge)問題放在心上，可(ke)能(neng)會推高成本，他說。損壞的(de)(de)(de)連(lian)接器需(xu)要(yao)重新配置、整(zheng)修和(he)標(biao)記。甚至還可(ke)能(neng)需(xu)要(yao)更為(wei)昂貴(gui)的(de)(de)(de)，現場可(ke)更換(huan)的(de)(de)(de)連(lian)接器取代，而且這樣的(de)(de)(de)變化可(ke)能(neng)會讓設計時間再延長一到兩周(zhou)。
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的設計，再考慮自己設計，這樣能為你節省大量的時間。”
5.考慮易更換性
如(ru)果產品的(de)外表是封(feng)閉(bi)的(de)，那么(me)你需要能從外面更換的(de)連接器。否則，你就需要做一(yi)些焊接的(de)工作了(le)。
Morley說：“你做得越多，你對焊接等技能就越熟練，但是對整個系統造成損傷的風險也就越高。”
6.了解連接器的(de)功能要求
供應(ying)商需(xu)要客戶(hu)充分(fen)表達(da)自己的需(xu)求，不然他們可能會(hui)誤解(jie)客戶(hu)的需(xu)求。這(zhe)在需(xu)要制造自定義的連接器的時候顯得尤其重要。
“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，我們就可能忽略設計的關鍵需求。”
7.考慮機械應力
溫度、沖擊和振動都(dou)會在接(jie)口和電路間(jian)產(chan)生應(ying)力。專家(jia)建(jian)議你應(ying)該選擇能避免(mian)這些力影 響的連接(jie)器。
“我在一些PCB板上看到了裂成碎片的焊點，”Morley說，“當連接器牢固地連接到板子或者外結構上時，它必須要能承受沖擊和振動帶來的力，否則就可能出現裂縫。”
Morley建議工程師使用互連系統來盡可能減少安裝結構和連接點之間的積聚應力。“有許多供應商都提供這樣的系統。”他說，“設計師應當密切注意這一點。”
