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Molex满足5G网络应用需求的小型化连接器
来源:Molex 发布:2023/10/17 浏览量:205

在高速5G网络快速发展的现在,为了提高设备的可携能力,相关产品正面临着小型化的挑战,在每个市场中,设计人员都面临着对缩小设备不断增长的需求,这意味着内部连接器也必须做得更小。本文将为您探索跨行业所面临小型化的挑战,以及由Molex针对5G应用推出的小型化连接器的产品特性。

在高速5G网络快速发展的现在,为了提高设备的可携能力,相关产品正面临着小型化的挑战,在每个市场中,设计人员都面临着对缩小设备不断增长的需求,这意味着内部连接器也必须做得更小。本文将为您探索跨行业所面临小型化的挑战,以及由Molex针对5G应用推出的小型化连接器的产品特性。

 

5G手机问世以来,人们一直试图把更多的功能融入到狭小的空间里。在每个市场中,尤其是随着5G技术的出现,设计工程师都面临着越来越多的挑战,需要重新设计电子产品以适应不断缩小的设备,并将更多功能集成到紧凑的空间中。这种小型化趋势需要使内部连接器变得更小,并且恶性循环仍在继续。

 

在射频/无线设备、消费电子产品和数据中心/边缘计算等先进应用中,考虑到不断变化的用户和市场期望,在创建比以往更小的组件时会带来挑战,例如增加引脚/信号密度(无论是I/O还是电源)。

 

为推动使用越来越细信号间距的连接器带来了一些挑战,例如缺乏用于EMI屏蔽的内部空间,使得内部EMI效应的管理变得困难,此外,信号引脚距离太近可能会导致串扰,将导致信号衰减,进而影响信号完整性(Signal Integrity, SI),从而影响到关键的5G速度性能。

 

先进的5G应用需要最大限度地节省PCB空间、卓越的性价比,以及适合客户应用的大量设计功能,尤其是在将高速连接器可靠地应用到PCB上时,因此需要电气、机械和制造工艺工程方面的跨学科专业知识,来提供以更高速度运行的微电子互连,同时又不牺牲长期可靠性,并同时仍保持商业可行性,以完成小型化的目标,设计人员必须从大处着眼,重新定义连接创新,以满足通信、电源和I/O处理要求。

 

随着小型化继续渗透到每个行业和应用类别,产品设计师必须平衡竞争因素,要关注的议题包括电源和热管理、信号完整性和集成、组件和系统集成、机械应力和可制造性等,都对设备的小型化带来严苛的挑战。

 

 

 

 

小型化不仅仅是把零件做得更小,它还涉及将这些部件组装在一起,如果可能的话,并确保设备制造商可以利用相同的设计方式,而无需重新设计PCB,因为这会产生成本。之前许多组件太小,已经无法进行手工放置操作,这迫使印刷电路板制造商转向采用自动化表面贴装技术。现在,即使采用自动化组装,处理电路板上极细间距连接的制造工艺也面临着一系列类似的挑战。

 

以一个典型的微型连接器的端子间距为例,即两个相邻引脚的中心之间的距离,这一距离已经从远超过1 mm缩小到0.35 mm,最终,引脚的大小会限制它们可以承载的功率的大小或频率信号电路的多少。在某种程度上,你必须在尺寸上做出妥协,才能获得高速性能。

 

机械限制也是一个值得关注的问题,根据所需的应用,这些连接器必须坚固、防水和防震(如果暴露在环境中),并且具有成本效益。设计的目的是为了实现量产,并在世界各地进行销售。总的来说,这些限制促使设计师在进入生产过程之前,需要采取更全面的产品设计方法。例如,设计人员可以重新考虑连接器电路布局,而不是继续缩小连接器引脚,这就是Molex在四排板对板连接器上所做的事情。这款引人注目的连接器具有4排交错接触针(因此称为四排),与SlimStack SSB6RP变体相比,可节省多达30%的电路板占用空间。这是一种创新方式,可以在不影响物理设计的情况下获得更小的端子间距,结果是前所未有的空间节省,同时实现高密度电路连接。

 

随着新功能的不断涌现推动着手机市场的发展,例如5G手机摄像头的数量每年都在增加,因此业界需要尺寸更小的组件以节省空间。最新型号的手机可以带有45个摄像头,在摄像头数量方面处于饱和状态。此外,5G应用的挑战也为电信行业的小型化提出了新的需求。

 

目前5G是最大的因素,智能手机内部需要更多的天线模块和更多的射频功能。此外,所有与5G相关的功能都需要耗费更大的电量,因此需要更大的电池,这种情况使设计工程师感到压力,必须不得不缩小其它必要部件的尺寸。

 

射频连接器就是一个很好的例子,过去,工程师使用同轴电缆在板到板之间传输射频信号,但现在这些被更小的射频连接器取代,这是新的小型化趋势的一部分。使用不同高度的射频连接器允许制造商在Z轴上优化组件的放置,但实现这种转变并非易事。由于5G的频率更高,为了避免信号泄漏,其它部分必须重新设计。为了满足这一需求,工程师必须为连接器开发了新的无间隙制造方法,这是下一代技术工程学科之间复杂相互作用的简单演示。