當(dāng)前,隨著SMT技術(shù)的推廣普及,表面貼裝連接器的應(yīng)用越來越廣泛,各種類型的PCB都隨之有相應(yīng)的表面貼裝連接器出現(xiàn)。從穿孔式(T/H)焊接工藝到表面貼片(SMT)焊接工藝,使得連接器端子排列間距(Pitch)可以從1.27mm減小到1.0mm,并逐漸減小到0.8mm和0.5mm,而且用用SMT工藝允許在PCB的雙眸都環(huán)節(jié)電子元器件,大大增加了PCB的元器件密度。
現(xiàn)在使用連接器的各種消費(fèi)類電子產(chǎn)品都已經(jīng)集小型化、薄型化和高性能化于一身,這便促使了相應(yīng)的連接器向短小化和鏈接不見向窄片化發(fā)展,目前在板對(duì)板(Board to Board,簡稱:BTB)的連接器產(chǎn)品中,各公司都開始大批量生產(chǎn)0.5mm片型的連接器產(chǎn)品。
這種片型連接器由傳統(tǒng)的插針對(duì)插孔接觸轉(zhuǎn)化到窄片式接觸,有穿孔式焊接工藝轉(zhuǎn)化到表面貼片焊接工藝,由端子排列間距1.27mm減小到0.5mm,都代表了未來電連接器的發(fā)展趨勢(shì)和主流。
一、BTB連接器結(jié)構(gòu)
BTB連接器用于連接器兩塊PVB,使之實(shí)現(xiàn)機(jī)械上和電氣上的連接,其特點(diǎn)是公母連接器配對(duì)使用,故連接器的蘇交替和端子有嚴(yán)格的配合要求。
為了滿足在SMT制程的要求,整個(gè)產(chǎn)品的端子焊接區(qū)都嚴(yán)格要求有良好的平整度和共面度,通常業(yè)界的規(guī)范是共面度為0.1mm Max.,否則會(huì)導(dǎo)致與PCB焊接不良而影響產(chǎn)品的使用。?
二、端子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
為了達(dá)到連接器高密度的排列和更穩(wěn)定的接觸性能,有0.5mm BTB連接器端子采用窄片式的接觸方式,材料選用導(dǎo)電性能和機(jī)械強(qiáng)度較好的磷青銅。
通常,端子結(jié)構(gòu)的額設(shè)計(jì)會(huì)有兩種方式,一種是沖壓平板下料端子(簡稱:下料端子),另一種是沖壓housing折彎成型端子(簡稱:成形端子)。
由于窄片型的母端子需要有足夠的彈性和相對(duì)復(fù)雜的形狀,如果采用沖壓成形的方式,會(huì)給沖壓加工造成困難,且成形尺寸和精度不易控制。所以通常母端子基本都采用成形方式,而公端子則根據(jù)連接器產(chǎn)品的使用狀況可以靈活選用下料方式或者成形方式。
三、塑膠體結(jié)構(gòu)及原料
在BTB連機(jī)器的設(shè)計(jì)過程中,塑膠體零件的結(jié)構(gòu)和原料選用直接影響到SMT制程中的功能和應(yīng)用。對(duì)于塑膠體來說,不僅是要關(guān)注其在紅外線回流焊的過程中耐高溫的靈力,還需要考量其耐沖擊的能力。
如果選用太軟的塑膠,可能會(huì)導(dǎo)致成形housing的尺寸精度不高,以及容易變形等不良,若選用太硬的塑膠,又會(huì)有因受沖擊而使塑膠開裂的不良。因此好的塑膠原料不但要求耐高溫和較低的熱膨脹系數(shù),而且要求適宜于射出小間距薄壁型結(jié)果,并保持有一定的強(qiáng)度和韌性。如下圖我司產(chǎn)品所示,為小間距,薄壁型結(jié)構(gòu)的0.5mm Pitch BTB連接器,采用LCP塑膠原料,最薄的地方只有0.2mm。
由上表可以看出,在塑膠零件要求的耐熱性、尺寸安定性、成形性和強(qiáng)度等幾個(gè)方面,各種原料都有其自身的缺陷。
但通過合理的設(shè)計(jì)塑膠結(jié)構(gòu)和模具結(jié)構(gòu),并采用恰當(dāng)?shù)某尚蜕涑龉に?,可以彌補(bǔ)塑膠原料本身的額不足,從而達(dá)到產(chǎn)品的要求。目前,通常選用的原料是LCP(液態(tài)結(jié)晶聚合物),和新的零件機(jī)構(gòu)和模具設(shè)計(jì)補(bǔ)償其在融合強(qiáng)度上的缺陷,LCP在其他方面優(yōu)良的特性可以為BTB連接器提供良好的性能和穩(wěn)定的品質(zhì)。
四、公母插合高度及接觸性
連接器的輪廓尺寸和配合高度由PCB的布局圖(PCB Layout)決定,為了有效的節(jié)省空間,通常公母連接器插合后有PCB上其他元器件最大高度決定的。
其中,H為公母連接器插合后的總高度,也即是兩塊PCB的間距。如下圖我司連接器配合高度。
由于BTB連接器是根據(jù)客戶PCB layout設(shè)計(jì)的非標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品,故可以依據(jù)客戶的要求,靈活設(shè)計(jì)其輪廓尺寸和公母連接器插合后的總高度,從而達(dá)到小型化和薄壁化的要求。由于連接器趨向于小型化和薄壁化,其數(shù)據(jù)傳輸率會(huì)越來越大,因此會(huì)要求連接器的精度會(huì)越來越高,公母端的端子緊密接觸,不產(chǎn)生錯(cuò)位。
五、BTB連接器的發(fā)展與應(yīng)用
隨著時(shí)間的推移,隨著電子產(chǎn)品的輕薄短小的高速發(fā)展,BTB連接器的發(fā)展也朝向小Pitch、多pin數(shù)、低高度、高頻率應(yīng)用的方向發(fā)展。電子產(chǎn)品的薄壁化也使得BTB連接器的應(yīng)用更加廣泛。
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