PCB科技 - 克服PCB板之間多個連接器組對齊的挑戰

印刷電路板 製造商面臨著新增密度的巨大壓力, 减少占地面積, 减小側面尺寸, 管理熱流, 並在提高可靠性和降低成本的同時提高資料速率. 他們成功地減輕了這些壓力, 設計師面臨一個有趣的挑戰，如何在兩塊PCB之間對齊多對連接器.

我們需要的是明確的指導方針，以瞭解如何在不犧牲系統性能、密度和可靠性的情况下解决這些對齊挑戰，同時滿足日益嚴格的預算和上市時間要求。

本文在描述高級PCB和更可靠的高密度連接器之間可能遇到的衝突要求之前，更詳細地討論了對齊挑戰，以便使用設計實踐有效地滿足這些要求。

小型化使連接器難以對準

PCB板有許多方面可以改進，包括密度、更高的資料速率、熱管理和可靠性。 然而，這些改進伴隨著小型化趨勢給設計師在連接器的選擇和實現方面帶來的壓力，尤其是在PCB板上配對多個連接器。

就連接器而言，小型化導致間距從0.100英寸下降。 （2.54毫米）至0.016英寸。 （0.40毫米），這是過去25年的六倍，需要更嚴格的公差。 然而，更嚴格的公差本身並不是問題所在，而是標稱公差周圍的可變性：如果多個連接器更改為任何標稱極限，則更可能出現一些問題。

只要夾層連接器和足够剛性的PCB板可以在標稱條件下製造、加工和組裝，就可以在兩塊PCB之間成功部署無限數量的連接器； 事實上，資料特性的公差和可變性是限制或决定因素。 在圖2所示的情况下，設計者需要考慮並說明所有組件的公差，包括（A）和（B）兩塊PCB板的經常被忽略但相關的公差。

如何解决PCB板的連接器對齊問題

一些印刷電路板的購買僅由Gerber數据包中嵌入的規格控制。 PCB板可以由這些數据包製造而成，沒有機械公差。

對於多連接器應用，該包裝必須附有單獨的機械圖紙，以訓示原始圖紙、鑽孔和佈線公差。

在這一點上，設計師需要做兩件事來幫助確保成功的結果。 第一步是找出PCB和連接器供應商可以提供哪些支持來確保對齊。 第二是確保已進行系統級公差研究，以確定由其設計導致的連接器對準偏差。 對於由A到F組件組成的多連接器夾心卡系統，連接器供應商只能控制連接器的公差。 一個好的供應商將達到或超過公佈的效能規範，製定PCB板公差和加工建議，甚至根據需要為推薦的PCB供應商和設備提供參攷建議。

系統或產品設計師應參攷連接器預留位置尺寸和產品規格。 應將這些檔案中包含的對準偏差規範與系統級公差研究的結果進行比較，以幫助確保成功使用同一電路板之間的多個連接器。

只要不超過初始和最終角度以及線性對準偏差，連接器系統就會工作。 這些對準偏差是通過考慮絕緣子干擾、梁偏轉和接觸摩擦等因素計算的。 超過對準偏差值可能會導致電路和/或絕緣體斷開或損壞。

雖然所有必要的資訊，如設計、部件公差、設備和製造能力通常可供設計師使用，但重要的是能够聯系連接器製造商，以提供更具體的對準偏差公差累積指導和驗證。

定位銷不適用於多連接器應用

一些連接器製造商提供可選的定位銷，通常位於連接器底部的相對側（圖4）。 這些引脚便於手動放置，可用於幫助PCB上的連接器方向，並且不會新增單個連接器應用的總體公差累積。