PCB技術 - PCBボード間の多重コネクタグループのアラインメントの挑戦

プリント回路基板 メーカーは密度を高めるためにかなりの圧力を受けている, 足跡を減らす, サイドサイズを減らす, 熱流を管理する, 信頼性を向上させ、コストを削減しつつデータレートを改善する. これらの圧力を減らすことに成功したので, つのPCB間のコネクタの複数の組を整列させるために、デザイナーのための興味深い挑戦が生じました.

必要なのは、システムのパフォーマンス、密度、信頼性を犠牲にすることなく、これらのアラインメントの課題に対処する方法を理解するための明確なガイドラインです。

この記事は、これらの要件が設計慣行を使用して効率的に満たされるように、先進のPCBsとより信頼性の高い高密度コネクタとの間で遭遇することができる矛盾する要件を記述する前に、より詳細にアライメントの課題について議論する。

小型化はコネクタのアラインメントを困難にする

PCBボードは、密度、より高いデータ速度、熱管理、および信頼性を含めて改善されることができる領域がいくつかある。しかしながら、これらの改良は、小型化に向けた傾向が、コネクタの選択および実装において、特にPCBボード上に複数のコネクタを結合することにおいて設計者を置くという圧力を伴う。

コネクタの場合、小型化により0.100の間隔が減少した。（2.54 mm）0.016インチ。（25 mm）過去25年間で、より厳しい公差を必要とする6倍の縮小。しかしながら、厳しい許容範囲自体は問題ではなく、公称公差の変動性である。複数のコネクタが公称限界のいずれかに変化する場合、いくつかの問題が起こりやすい。

サンドイッチコネクタおよび十分に硬いPCBボードが製造されることができて、機械加工されて、名目上の条件において、アセンブルされることができたことを提供したときに、コネクタの無制限のナンバーは首尾よく2つのPCBの間で展開されることができる実際には、材料特性の許容範囲および変動性は、制限または決定要因である。図2に示される場合、設計者は、（a）と（b）の2つのPCBボードのしばしば見落とされているが、関連した許容範囲を含むすべての構成要素の許容範囲を考慮し、説明する必要がある。

基板配置問題へのPCBボードの解決法

一部のpcbsの購入はgerberパケットに埋め込まれた仕様のみで制御される。PCBボードは、機械的許容なしにこれらのデータパケットから製造することができる。

マルチコネクタ用途には、このパッケージは、オリジナルの図面、ドリル加工、および配線公差を示すために別々の機械的な図面を伴わなければならない。

この時点で、デザイナーは成功した結果を確実にするために2つのことをする必要があります。最初のステップは、PCBとコネクタベンダーがどのような位置合わせを確実にするかをサポートするものを見つけることです。第2は、その設計に起因するコネクタのアラインメントずれを決定するためにシステムレベルの耐性試験を実施することを保証することである。スルーFコンポーネントからなるマルチコネクタサンドイッチカードシステムの場合、コネクタ供給元はコネクタの許容範囲を制御することができるだけである。良い供給者は、公開された性能仕様を満たすか、上回るでしょう、PCBボード許容性と機械化推薦をして、必要に応じて推薦されたPCB供給元と器材のために参照推薦を提供さえしてください。

システムまたは製品デザイナーは、コネクタプレースホルダサイズと製品仕様を参照しなければなりません。同じボード間の複数のコネクタがうまく使用されるのを確実にするのを助けるために、これらのドキュメントに含まれるアラインメント逸脱仕様はシステムレベル公差研究の結果と比較されなければなりません。

コネクタシステムは、初期および最終的な角度および線形アラインメント逸脱が超えられない限り、機能する。これらのアラインメント逸脱は、絶縁体干渉、ビーム偏向及び接触摩擦などの要因を考慮して計算される。アラインメント逸脱値を超えると、回路及び／又は絶縁体の切断又は損傷が生じることがある。

設計、部品公差、機器、製造能力のようなすべての必要な情報は、通常、設計者に容易に利用可能であるが、アライメント偏差許容値の具体的なガイダンス及び検証を提供するために、コネクタ製造者に連絡することが重要である。

位置決めピンは多コネクタ応用に適していない

いくつかのコネクタ製造者は、通常、コネクタ（図4）の底部の反対側に、オプションの位置決めピンを提供する。これらのピンは手動配置を容易にし、PCB上のコネクタの向きを助けるために使用でき、単一のコネクタ用途に対する全体的な許容範囲の蓄積に加えない。