芯耀
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作者： Mike Deppe，Molex莫仕全球產(chǎn)品開發(fā)副總裁
在幾乎任何一種包含電子元件的產(chǎn)品中，小型化已經(jīng)成為工程師們的永恒話題。汽車、移動設備、醫(yī)療設備、國防系統(tǒng)、消費類電子產(chǎn)品、家用電器等設備都有一個共同點，這就是：為了迎合市場需求的變化，它們的體積必須不斷縮小。
市場競爭、消費者和工業(yè)企業(yè)的偏好以及市場需求等因素，促使設計人員尋找縮小電子器件、組件、線束和外殼尺寸的方法。同時需要不斷添加功能來支持最新發(fā)展的技術，但要滿足所有上述需求，業(yè)界面臨重大挑戰(zhàn)。例如，消費者不希望移動設備變大。汽車制造商需要不斷縮小整車尺寸和重量，以便提高傳統(tǒng)燃油汽車、卡車和電動汽車的續(xù)航里程。而在醫(yī)療領域，可穿戴式醫(yī)療設備必須變得更小更輕，以提高患者的便利性。
電連接器在設計中發(fā)揮著重要作用：線對板、線對線、板對板、柔性扁平電纜（FFC）、柔性印刷電路（FPC）、輸入/輸出（I/O）、電源和射頻（RF）連接器是電循環(huán)的一部分，連接器在整個設備中連接電源和信號，并將所有單獨的部件捆綁在一起，以便它們能夠成功互動。隨著產(chǎn)品整體尺寸的縮小，無論是為了簡化設備，還是為了給其它關鍵部件騰出空間，連接器的體積也必須縮小。這對設計師來說是一個真正的挑戰(zhàn)。
應用場合的需要推動連接器小型化
預計移動設備將保持便攜尺寸，隨著技術的發(fā)展，消費者越發(fā)希望實現(xiàn)更多的電子功能。以5G為例。制造商正在添加新的天線陣列以支持5G的高級功能。同樣，半導體內(nèi)置了額外的功能，并增加了I/O需求。但是，滿足功率要求或延長工作時間所需的更大電池也給設計人員提出了重大挑戰(zhàn)。
同樣的挑戰(zhàn)也出現(xiàn)在汽車領域，數(shù)字駕駛艙和傳感功能等電子裝備已經(jīng)激增，以至于整個線束成為最重和最昂貴的部件之一。
醫(yī)療患者也希望使用更小、更舒適的可穿戴設備。無論是在消費電子還是醫(yī)療設備中，工業(yè)控制設備和物聯(lián)網(wǎng)都增加了更多功能，成為獨立的邊緣設備，可以處理和存儲數(shù)據(jù)，直到它們可以將數(shù)據(jù)傳回云處理器。
在這些關鍵應用設備中，連接器經(jīng)常成為縮小機械尺寸的主要限制因素之一。連接器端子間距尺寸（即，相鄰的兩個觸點中心之間的距離）必須縮小以適應更小的電路板和更高的引腳密度，以支持所需的I/O擴展。
創(chuàng)新的需要
縮小尺寸以滿足用戶和行業(yè)的需求是一項挑戰(zhàn)。但是，還存在其它設計限制和要求。
連接器在設備中通常不僅執(zhí)行單一任務，還承載著高頻信號傳輸，如5G或其它蜂窩和Wi-Fi通信，以及其它形式的信號甚至電源。屏蔽裝置變得復雜，引腳之間需要隔離，而且連接器還需要加裝外殼。
小尺寸的引腳和觸點留下更少的材料來建立指定連接，從而對它們可以承載的信號量甚至功率施加更嚴格的限制。較小的幾何形狀會產(chǎn)生額外的熱量，較小尺寸的連接會產(chǎn)生更大的電阻，因此必須散熱。組件布局更緊湊，周圍的空間更小，這也意味著，用于引導空氣來冷卻組件和連接器的空間減少。
較小的連接器導致信號傳輸量降低，并可能增加信號損失。選擇正確的連接器類型，并將其設計到印刷電路板上的適當位置，會對其外形尺寸和整體信噪比性能產(chǎn)生重大積極影響。
制造業(yè)面臨的挑戰(zhàn)
如果說電氣方面的考慮需要創(chuàng)造性思維，那么制造工程方面也是如此。小型化連接器存在許多障礙，制造商必須學會清除這些障礙。
連接器可能非常小，這使得人們很難組裝它們，特別是當連接器可能只有一粒米那么大時。這些較小的連接器也更脆弱，如果處理不當很容易斷裂。這就會使裝配工作變得更加復雜和耗時，無論是用機器還是人來完成都是如此。在工廠的生產(chǎn)線上稍微用力過大，不僅會破壞連接器，還會破壞整個裝置，從而使運營成本大增。當工廠生產(chǎn)線上的工人經(jīng)常需要在每天處理數(shù)千個連接器時，這些挑戰(zhàn)就會呈指數(shù)級增長。
除了小型化連接器的脆弱特性外，制造商在使用它們進行設計時還面臨許多其它考慮因素。其中包括了解如何修復損壞的連接器，采用正確的插配力，以及根據(jù)組件或設備的布局考慮所需的幾何形狀。所有這些制造挑戰(zhàn)使得選擇合適的連接器合作伙伴成為設計過程中必不可少的一步。
小型化連接器專家
用如此小的連接器制造電子設備不僅是一項挑戰(zhàn)，而且制造該連接器器件本身也是一項挑戰(zhàn)。對于許多設計師來說，連接器可能不是預先考慮的東西。的確，在一個充斥著最新時髦設備的帶有令人興奮細節(jié)的世界里，連接器可能會被忽視，但它們的重要性不容低估。
Molex莫仕開發(fā)了全系列微型連接器，以支持尺寸不斷縮小的電子應用設備的需求。Molex莫仕提供各種線對板、刀片狀端子、帶狀、線對線、微型網(wǎng)格式、微型端子固位架、板端、板對板、柔性電路板、軟排線、板對柔性電路板、IEEE1386、USB和HDMI連接器，擁有一系列現(xiàn)成產(chǎn)品和專業(yè)技能，可幫助企業(yè)開發(fā)滿足其連接器需求的獨特解決方案。
