Đầu nối bo mạch-với- bo mạch là thành phần quan trọng trong các thiết bị điện tử hiện đại, được sử dụng rộng rãi trong thiết bị liên lạc, điện tử tiêu dùng, điều khiển công nghiệp, dụng cụ y tế và điện tử ô tô. Chức năng cốt lõi của chúng là thiết lập các kết nối điện đáng tin cậy và cố định cơ học giữa hai hoặc nhiều bảng mạch in (PCB), cho phép truyền tín hiệu, phân phối điện và thiết kế mô-đun. Khi các sản phẩm điện tử phát triển theo hướng thu nhỏ, mật độ cao và hiệu suất cao, việc lựa chọn tham số và tối ưu hóa thiết kế của các đầu nối bo mạch-với-bảng mạch trở nên đặc biệt quan trọng. Lianxin Technology sẽ thảo luận chi tiết về vấn đề này dưới đây.
Vai trò của Hội đồng-với-Người kết nối Hội đồng
1. Chức năng kết nối điện: Đầu nối bo mạch-với-bảng chủ yếu đạt được đường dẫn điện có trở kháng thấp- giữa PCB thông qua các điểm tiếp xúc kim loại (chẳng hạn như hợp kim đồng mạ vàng- hoặc mạ thiếc-), đảm bảo tính toàn vẹn tín hiệu (SI) và tính toàn vẹn nguồn điện (PI). Ví dụ: trong thiết bị trạm gốc 5G, việc truyền tín hiệu tốc độ cao-yêu cầu các đầu nối hỗ trợ tốc độ truyền dữ liệu vượt quá 10Gbps, đồng thời giảm nhiễu xuyên âm và suy giảm tín hiệu.
2. Hỗ trợ cơ học và thiết kế mô-đun: Số chu kỳ giao phối, khả năng chống rung và cấu trúc khóa của đầu nối ảnh hưởng trực tiếp đến độ tin cậy của thiết bị. Ví dụ: đầu nối bo mạch-với-bảng mạch trong thiết bị điện tử ô tô phải đáp ứng tiêu chuẩn ISO 16750, chịu được nhiệt độ cao, độ rung và sốc cũng như đảm bảo hoạt động ổn định trong môi trường khắc nghiệt. Hơn nữa, các thiết kế mô-đun (chẳng hạn như mô-đun máy ảnh có thể tháo rời) dựa vào các đầu nối để lắp ráp và sửa chữa nhanh chóng.
3. Tối ưu hóa không gian và tích hợp mật độ-cao Các thiết bị điện tử tiêu dùng hiện đại (chẳng hạn như điện thoại thông minh và thiết bị AR/VR) có yêu cầu cực kỳ nghiêm ngặt về kích thước đối với đầu nối. Ví dụ: đầu nối bo mạch thu nhỏ có độ cao 0,4 mm-với- bo mạch giúp tiết kiệm không gian PCB, hỗ trợ thiết kế xếp chồng nhiều{6}}lớp và đáp ứng các yêu cầu về bố cục bên trong của thiết bị siêu mỏng.
Hướng dẫn lựa chọn thông số chính
1. Pitch Pitch là khoảng cách giữa tâm của các tiếp điểm liền kề. Thông số kỹ thuật phổ biến là 0,4mm, 0,5mm, 0,8mm và 1,0mm. Khi lựa chọn, phải đạt được sự cân bằng giữa mật độ tín hiệu và quy trình sản xuất:
Khoảng cách - 0.4mm: Thích hợp cho các thiết bị siêu mỏng (chẳng hạn như điện thoại có thể gập lại) nhưng yêu cầu độ chính xác xử lý PCB cao và khả năng khoan bằng laser.
Khoảng cách - 1.0mm: Được sử dụng chủ yếu trong thiết bị công nghiệp, mang lại khả năng chống rung mạnh và dễ dàng hàn thủ công.
2. Xếp hạng dòng điện và điện áp
- Đầu nối nguồn: Chú ý đến khả năng mang dòng điện (ví dụ: 1A đến 5A/tiếp điểm). Đối với môi trường có nhiệt độ-cao, nên chọn các điểm tiếp xúc mạ vàng-để giảm điện trở tiếp xúc.
- Cao-Bộ kết nối tín hiệu tốc độ: Kết hợp trở kháng (thường là các cặp vi sai 50Ω hoặc 100Ω) và suy hao chèn (<0.5dB/inch) are critical. For example, PCIe Gen4 interfaces need to support speeds of 16GT/s.
3. Khả năng thích ứng với môi trường hoạt động
- Phạm vi nhiệt độ: Đầu nối cấp ô tô-phải hỗ trợ -40 độ đến 125 độ (ví dụ: dòng Micro-MaTch của TE Connectivity).
- Xếp hạng bảo vệ: Thiết bị ngoài trời phải đáp ứng tiêu chuẩn IP67 để ngăn bụi và chất lỏng xâm nhập.
4. Chiều cao cơ học và phương pháp xếp chồng
- Chiều cao xếp chồng: Thay đổi từ 3 mm đến 20 mm. Các yêu cầu về không gian tản nhiệt và che chắn điện từ phải được xem xét khi lựa chọn.
- Hướng kết nối: Kết nối theo chiều dọc (tiết kiệm không gian) hoặc kết nối theo chiều ngang (tạo điều kiện tản nhiệt) phải được xác định dựa trên cấu trúc thiết bị.
Đầu nối bo mạch-với-bảng mạch có khoảng cách 0,35mm
Phân tích trường hợp lựa chọn
1. Kết nối mô-đun máy ảnh và bo mạch chủ điện thoại thông minh: Điện thoại hàng đầu sử dụng khoảng cách 0,35mm, đầu nối 30-pin-bảng mạch để hỗ trợ truyền video 4K. Lực chèn và lực chiết được kiểm soát trong phạm vi 20N để tránh làm hỏng bộ phận lắp ráp và đạt được khả năng che chắn EMI thông qua vỏ kim loại.
2. Kết nối bảng điều khiển rô-bốt công nghiệp: Đã chọn đầu nối chân 1,27mm, 80{6}}chân, có khả năng mang dòng điện là 3A/tiếp điểm, hỗ trợ phạm vi nhiệt độ hoạt động từ -40 độ đến 105 độ và được trang bị các rãnh dẫn hướng chống{8}}bắt nhầm để đảm bảo sự ổn định trong môi trường có độ rung cao.
Xu hướng phát triển trong tương lai
1. Tần số cao và tốc độ cao: Với sự phổ biến của công nghệ PCIe 6.0 và 224G SerDes, các đầu nối cần hỗ trợ tốc độ 56Gbps trở lên. Về mặt vật liệu, chất nền LCP có hằng số điện môi thấp (Dk) sẽ được sử dụng ngày càng nhiều.
2. Thu nhỏ và tích hợp đa chức năng: Đầu nối bước 0,3 mm và công nghệ truyền dẫn lai quang điện tử (chẳng hạn như đầu nối cáp quang bo mạch-với- bo mạch) sẽ trở thành thế hệ đột phá tiếp theo.
3. Sản xuất xanh: Việc sử dụng các vật liệu có thể tái chế và không chứa halogen-sẽ tuân thủ các quy định về môi trường.
