PCB安装连接器如何应对逐渐增长的苛刻技术需求？

有电路板的地方，就有连接器。它们已经并存了近80年，从那以后已经走了很长一段路。 尽管提供信号和关闭电源的重要性可能显而易见，但当今行业中连接器的许多功能是由恶劣环境、高性能应用、高风险条件和超紧凑设备所驱动的。

本文将深入研究各种各样的应用，这些应用涵盖了基于连接器的解决方案的可靠性、速度、功率容量和密度的重要性，以及一两个可以帮助设计人员的工具。

PCB连接器的三个主要目的是：

1、PCB互连：两个PCB之间的刚性(或柔性)连接;

2、PCB电缆连接：捆绑的有线连接，用于外部外围设备;

3、PCB编程/调试连接：用于调试或编程的连接器(或测试点阵列)，通常用于微控制器或现场可编程门阵列(FPGA)之类的东西

在这三种PCB连接中，所有形式的连接和功能都将根据应用情况而有所不同。首先，有两种主要的将连接器安装到PCB的方法：表面安装和通孔。当然，有许多种表面贴装方法，但是出于所有目的，连接器可以通过引脚通孔或引脚焊盘安装。这使我们进入了设计过程中应考虑的一些最初的权衡。

设计时要考虑的权衡

通过通孔安装连接器会带来很多好处，但是主要好处通常是加强机械连接。这是因为引脚/引线穿过PCB，通常焊接到顶层和底层。根据应用，这可能非常重要，尤其是在可靠性和安全性至关重要的情况下。如果简单易用，并且使用周期频繁，通孔连接肯定会提供更高的可靠性，并且随着时间的流逝损坏设备的可能性也将减少。通孔元件的另一个主要优点是，它可以更轻松地进行探测和返工，以进行原型制作或维修。

另一方面，表面贴装连接器可以极大地节省电路板空间(因为该组件仅焊接到一层)，并且根据应用场合，还可以节省制造和组装成本。许多连接器都有对准柱，但不需要焊接。同样，表面贴装连接器通常可以包括更高的引脚数密度，这又可以帮助将更多信号封装到更小的区域中，并节省宝贵的电路板空间，请见图1。

图1：PCB上的通孔(左)和表面安装(右)连接

由于节省电路板空间和优化密度/体积是产品开发的常见动力，因此许多设计都包含多个刚性或柔性相互连接的电路板。这种方法不仅节省了电路板空间，而且还节省了更多成本。例如，如果一个设计包含一个需要10层以上的256引脚球栅阵列(BGA)处理器(这极大地增加了PCB的制造成本)，但是却要与许多外围设备/连接器(可能只需要两层或四层)连接接口，节省空间和成本的方法是将它们分成两块PCB：一块较小的嵌入式PCB，具有10层以上，而另一块次级PCB仅具有四层，并且具有大部分外围组件(例如连接器)。通常使用高密度、高引脚数的板对板连接将“MCU PCB”安装到“背板PCB”上。

如果显示器和按钮之类的东西需要许多卫星PCB，则可以使用灵活的连接。经常被称为柔性电缆，这在LCD和电机连接中很常见，通常有助于减小弯曲半径(这有助于使结构紧凑且外形小巧)和与组装相关的物理应力。柔性连接可以是插入连接器的独立电缆，也可以直接用PCB制造。图2显示了包含许多(不可插拔)挠性电缆连接的摄像机镜头，而图3演示了带有集成挠性电缆的“刚性挠性” PCB的区别。尽管有时难以设计和指定给供应商，但采用刚柔结合技术可以极大地帮助节省生产成本，并使设计更可靠更紧密。但是，由于无法将两个PCB彼此物理隔离，因此刚柔结合的组装可能会更加困难。

图2：带柔性电缆的摄像机镜头组件。