如何克服PCB板间多连接器组对齐的挑战?

时间:2022-03-11来源:佚名

印刷电路板(PCB板)制造商在提高可靠性和降低成本的同时,也面临着增加密度、缩小占位面积、减少侧面尺寸、管理热流和提高数据速率等重大压力。随着他们不断成功地消减这些压力,一个有趣的挑战出现在设计师们的面前,即在两片PCB板之间去对齐多个已配对连接器组。

我们所需要的是清晰明确的准则,以在不牺牲系统性能、密度和可靠性的情况下,懂得如何应对这些对齐挑战,同时满足日益严格的预算和上市时间要求。

本文在描述先进的PCB和更可靠的高密度连接器之间可能遇到的冲突性要求之前,将更详细地讨论对齐的挑战,从而可以通过使用设计最佳实践高效地满足这些要求。

小型化使连接器对齐变得困难

PCB板有许多可以改进的方向,包括密度、更高的数据速率、热管理和可靠性。然而,伴随着这些改进的是小型化这一趋势在连接器的选择和实现方面为设计师带来的压力,特别是将多个连接器配对到PCB板上。

就连接器而言,在过去25年中,小型化导致间距从0.100英寸(2.54毫米)下降到0.016英寸(0.40毫米)—— 也就是减小了六倍,因此需要更严格的公差。然而,更严格的公差本身并不是问题,问题在于标称公差周围的可变性:如果多个连接器变至标称的任一极限,则更有可能出现一些问题。

采用单个配对连接器组的应用不会出现问题:因为没有公差累加,夹层卡被假定是自由浮动的,并且连接器的整体和局部对齐功能将确保完美对齐(图1,顶部) 。

图1:使用单个配对连接器的应用(顶部)没有堆叠公差,并且连接器的整体和局部对齐功能将确保完美对齐。多个连接器就会引入公差,这些公差会累加并导致对齐错误(图片来源:Samtec Inc.)bv1esmc

但是,在相同的母夹层卡以任何方向和任何距离增加更多配对的连接器组,都将会引入一些累加的公差(图2,底部)。这些公差对于PCB加工车间、电子制造服务以及PCB板中使用材料的属性都特别重要。bv1esmc

为了说明这个问题,请考虑使用一个多夹层连接器系统(图2)。该项组装包括六个或更多组件:主板(A)、夹层卡(B)、母头连接器#1(C),与配对的公头连接器#1(D),母头连接器#2(E)与公头连接器#2(F)配对。bv1esmc

图2:设计人员需要考虑并说明包括PCB板在内的所有组件公差的原因(图片来源:Samtec Inc.)

假如夹层连接器和足够刚性的PCB板能够精确地按照标称条件被制造、加工和组装,那么可以在两个PCB板之间成功部署无限数量的连接器;事实上,公差和材料性能的可变性是限制性或决定性因素。在图2所示的情况下,设计人员需要考虑并说明所有组件的公差,包括(A)和(B)两个PCB板经常被忽略但相关的公差。

如何解决PCB板到连接器对齐的问题

某些PCB板的采购仅受嵌入在Gerber数据包中的规格所控制(图3)。可以通过这些数据包来打造PCB板,而无需考虑机械公差。

图3:某些PCB板的采购项目仅受嵌入在Gerber数据包中的规格所控制,这样就可以在不考虑机械公差的情况下依据这些数据包来打造PCB板。而对于多连接器应用,此数据包需要随附单独的机械图纸一起使用(图片来源:Samtec Inc.)

对于多连接器应用来说,此数据包必须随附单独的机械图纸,以指示原图、钻孔和布线公差。

至此,设计师需要做两件事来帮助确保得到一个成功的结果。首先是要了解PCB板供应商和连接器供应商能提供哪些支持以确保对齐。第二是确保已进行系统级公差的研究,以确定由其设计产生的连接器对齐偏差。bv1esmc

回看图2中由A至F组件组成的多连接器夹层卡系统,连接器供应商只能控制连接器的公差。一家好的供应商将会达到或超过已发布的性能规格,提出PCB板公差和加工建议,甚至会根据需要为推荐的PCB供应商和设备提供参考建议。

系统或产品设计人员应参考连接器的占位尺寸和产品规格。这些文档中包含的对齐偏差规格应该与系统级公差研究的结果进行比较,以帮助确保相同板卡之间的多个连接器被成功使用。

只要不超过初始和最终的角度及线性的对齐偏差,连接器系统就能正常运行。这些对齐偏差值是通过考虑诸如绝缘体干扰、光束偏转和接触摩擦等因素来计算的。超过对齐偏差值可能会导致电路和/或绝缘体断路或损坏。bv1esmc

虽然设计、组件公差、设备和制造能力等所有必要的信息对于设计师通常是唾手可得,但能够与连接器制造商取得联系是很重要的,以提供更具体的指导和对对齐偏差公差累积的验证。

相关阅读

城市楼体照明是城市工程建设的一部分

城市楼体照明 做为城市工程建设的一部分,变得越来越得到各界人士的关心。城市楼体照明假如要做到预估的亮化设计方案效果并不是一件容易的事儿,那么我们怎样从哪几个方面更强...
2022-09-28
城市楼体照明是城市工程建设的一部分

城市灯光照明再度提升城市经济价值

目前,中国的城市夜景空前发展,功能 城市灯光照明 和商业城市灯光照明只能满足城市交通、城市运行的需要,而艺术欣赏和城市形象提升却缺乏独特的闪光点。而在竞争激烈的城市...
2022-10-01
城市灯光照明再度提升城市经济价值

停车场照明设计的方案

现代城市的发展,造就了数以万计的地下停车场。地下停车场照明包括出入口照明、标志照明、车位照明、行人路线照明等。地下 停车场照明 整体照明应该能够满足驾驶员辨明方向。...
2022-07-15

空间究竟需要怎样的光才能让空间变得有价值?

卧室,私密性较强的空间,也是休憩的空间,光环境应该是温馨,舒适,放松身心,心灵与身心都得到舒缓的空间,暖色调的光2700~3000K呈现柔和与舒适,搭配漫反射的光,整体空间舒缓而又温馨,局部...
2026-04-26
空间究竟需要怎样的光才能让空间变得有价值?

桥梁灯光展现个性美和本质美

桥梁一般可分为两种类型:其中一种是位于交通繁华的城市道路之上,另一种就是横跨风景秀丽的江河水面。桥梁灯光工程凭借地理位置的重要性,给人的视觉形象较为突出,所以,都...
2022-07-15

热销商品

固万基304不锈钢十字圆头螺丝机螺钉GB818盘头螺栓PM开关插座螺钉

固万基304不锈钢十字圆头螺丝(GB818标准)是一款高品质盘头螺栓,采用优质304不锈钢材质制造,具备优异的耐腐蚀性、抗氧化性和机械强度,适用于潮湿、高温等严苛环境。其...
5.8

平头硅胶套耐高温圆管末端保护套钢管管帽密封管套防撞胶套橡胶帽

平头硅胶套是一种专为圆管末端设计的耐高温保护配件,广泛应用于钢管、不锈钢管及各类金属/非金属管道的封口与防护。采用优质硅胶材料制成,具备优异的耐高温、耐腐...
0.27

橡胶条U型防撞包边条橡胶卡条玻璃嵌条配电箱机柜u型条密封条封王

橡胶条U型防撞包边条是一种多功能密封与防护配件,广泛应用于配电箱、机柜、玻璃门窗及各类设备边缘。采用优质橡胶材质,具备优异的弹性、耐老化、防水防尘和抗冲击...
0.72

印字号码管 热缩管打印 电线标示光伏套管线号印字编码光伏号码管

印字号码管是一种用于电线、电缆和光伏组件的专业标识产品。它采用先进的热缩技术,能够在热缩管表面清晰地印制数字、字母或特殊编码,确保标识信息在长期使用和各种...
10

EPDM配电箱机柜密封条三元乙丙橡胶半圆海绵自粘发泡胶条20*10mm

EPDM配电箱机柜密封条采用优质三元乙丙橡胶(EPDM)材质,具备优异的耐候性、耐臭氧、耐高低温(-40℃~+120℃)及抗老化性能,适用于户外及严苛环境。其半圆海绵结构设计,兼具...
1.08

网站栏目