板對板連接器

在當(dāng)今電子產(chǎn)品的互連系統(tǒng)的設(shè)計中，板對板連接器憑借其小型化、小型化、高密度、經(jīng)濟性和支持多功能的特點，被廣泛應(yīng)用。在各個連接器廠商的產(chǎn)品規(guī)劃中，板對板連接器也當(dāng)仁不讓地占據(jù)著重要的位置，同類的產(chǎn)品也是層出不窮。

對于開發(fā)者來說，每次板對板連接器的選型，就像是一次“選秀”，需要從紛繁的物料中“海選”出自己所需的產(chǎn)品，形成最優(yōu)的解決方案，這對開發(fā)者的經(jīng)驗和技巧無疑是一次考驗。

選型考量因素

作為一個有經(jīng)驗的“評委”——也就是參與選料的開發(fā)者——其實在面對板對板連接器的時候，心中對于“理想之選”都會有一個基本的輪廓，會從產(chǎn)品的基本能力和特殊“才藝”上綜合評估，來做出正確的決策。如果將這些選料時重點考慮的因素拉一個清單，大抵有以下幾個方面：

板對板連接器選型要素

# 高性能：這是板對板連接器最基本的能力要求。對于信號連接器來講，數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾适亲铌P(guān)鍵的指標(biāo)；而對于電源連接器，一般最關(guān)注的是每個觸點的電流承載能力，這些特性參數(shù)關(guān)系到最終的系統(tǒng)功能是否能夠達到設(shè)計規(guī)格的要求。# 小型化：這一點是板對板連接器固有的優(yōu)勢，因此在這方面誰能夠精益求精，更上一層樓，實現(xiàn)更高的連接密度，誰就會顯得更“出位”。

采用更小的針腳間距是實現(xiàn)連接器小型化最常用的方法；與此同時，有實力的廠商也會在連接器的寬度和配接高度上進行優(yōu)化，以確保產(chǎn)品的“三圍”都足夠緊湊。# 信號完整性：當(dāng)不同信號線之間存在（電感或電容）耦合時，就會發(fā)生串?dāng)_，從而對數(shù)據(jù)的信號完整性造成影響。數(shù)據(jù)傳輸速率越高，信號線路距離越近，信號完整性方面的挑戰(zhàn)也就越大。

由此可見，是否能夠處理好信號完整性問題，是高速、高密度板對板連接器設(shè)計需要面對的重要課題。# 靈活性：在有限的空間內(nèi)，是否可以支持靈活地配置，以實現(xiàn)多種配置的互連需求（如信號+電源的混合連接），也是今天人們對于板對板連接器的一個很重要的訴求。# 工藝兼容性：板對板連接器的設(shè)計和材料，是否能夠滿足電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝的要求，與經(jīng)濟的量產(chǎn)工藝兼容，也是一個要考慮的因素。否則，即使產(chǎn)品的性能再優(yōu)異，也會因此限制其應(yīng)用領(lǐng)域的擴展。

# 環(huán)境耐受性：如果說傳輸速率、載流能力等指標(biāo)是板對板連接器的基本功，環(huán)境耐受性可以說是產(chǎn)品的一種“特殊才藝”。在一些惡劣和復(fù)雜環(huán)境的應(yīng)用中，板對板連接器必須能夠經(jīng)受得住機械振動和沖擊、極端工作環(huán)境、靜電放電（ESD）、插拔次數(shù)等方面的考驗，確保安全、可靠的電氣連接。這方面能力的強弱，由相關(guān)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)來界定，有些廠商也會在此基礎(chǔ)上執(zhí)行自己的測試標(biāo)準(zhǔn)，提供高于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品，以此彰顯實力，為客戶提供增值。

與眾不同的技術(shù)

實際上，對于上述這些板對板連接器的選型要素，各個連接器廠商也早已是心知肚明，因此在產(chǎn)品設(shè)計和制造中往往會注入一些“與眾不同”的技術(shù)，在對標(biāo)這些選型標(biāo)準(zhǔn)的同時，盡可能體現(xiàn)出自身產(chǎn)品的差異化，以求在眾多競品中能夠脫穎而出。

Samtec在這方面就頗有心得。比如在其高速高密度板對板連接器中，就廣泛采用了Edge Rate端子系統(tǒng)——這是一種專為需要長壽命的高速應(yīng)用而設(shè)計的端子，針對50Ω和100Ω的系統(tǒng)進行了優(yōu)化，其表面經(jīng)過拋光而打造出了光滑的對接表面區(qū)域，與在切割邊緣上對接的沖壓端子相比，可減少磨損并提高端子的耐用性，從而延長端子的使用壽命。這種獨特的設(shè)計也減少了插入力和拔出力，使得連接器可以用“拉鏈”方式進行插拔。

另一方面，Edge Rate端子系統(tǒng)具有超小的平行表面積，因而減少了寬邊耦合和串?dāng)_，這對于提升連接器的信號完整性大有裨益。有了這一獨特技術(shù)的加持，Samtec的高速板對板連接器也就如虎添翼了。

Samtec的板對板連接器產(chǎn)品中，還有一個值得關(guān)注的特性，就是惡劣環(huán)境測試 （SET）。SET是Samtec的一項倡議，旨在測試某些超出典型行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的產(chǎn)品，SET執(zhí)行的測試標(biāo)準(zhǔn)超越了通行的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這些額外的測試可以確保通過SET的產(chǎn)品能夠適應(yīng)工業(yè)、軍事、汽車和其他極端應(yīng)用的要求。

SET的測試標(biāo)準(zhǔn)包括：

在100%相對濕度下插拔250次做耐久性測試

高海拔條件下的耐壓（DWV）測試：模擬海拔高度70，000英尺，300VAC持續(xù)60秒

在5kV、10kV和15kV下的靜電放電 （ESD） 測試

溫度在-65°C至+125°C間循環(huán)500次，每次持續(xù)30分鐘

機械沖擊40G，峰值沖擊持續(xù)11毫秒，半正弦

隨機振動12Grms，5Hz至2000Hz，每軸1小時

完成了SET測試的產(chǎn)品，將被授予一個SET標(biāo)識（如圖2所示）。如果你需要為特殊環(huán)境應(yīng)用尋找一款板對板連接器，認準(zhǔn)這個標(biāo)識就對了。

當(dāng)然，Edge Rate端子和SET標(biāo)準(zhǔn)只是Samtec應(yīng)用于板對板連接器的諸多技術(shù)中的兩個典型的范例，這些技術(shù)疊加在一起，成就了不少“綜合素質(zhì)”優(yōu)異的板對板連接器產(chǎn)品，使得它們在眾多板對板互連方案中出類拔萃，格外耀眼。

三款“明星”產(chǎn)品

今天我們就一起來認識三款Samtec出品的、自帶“明星”氣質(zhì)的板對板連接器產(chǎn)品。

01

AcceleRate HD超高密度夾層料帶

纖細的外形，應(yīng)該是人們對這款板對板連接器最直接的印象。AcceleRate HD包括ADM6插頭（針腳）和ADF6插座，具有0.635mm的間距，纖薄的5mm寬度，以及低至5mm的堆疊高度，在這個緊湊的外形中，采用高密度的四排設(shè)計，每排10至60個針位——每排70至100針位的產(chǎn)品正在開發(fā)中，也就是說未來AcceleRate HD方案可以支持高達400個I/O，所謂“超高密度”可以說是名副其實。

在傳輸速率方面，AcceleRate HD插頭和插座連接器與PCIe Gen 5兼容，支持高達56Gbps PAM4 （28Gbps NRZ） 的應(yīng)用，同時由于采用了Edge Rate端子系統(tǒng)，其在信號完整性方面也有相當(dāng)不錯的表現(xiàn)。

由于采用了焊球（Solder ball）技術(shù)，AcceleRate HD的球柵陣列端接可以在回流焊工藝中自對齊，與主流電子裝配工藝兼容。 同時，該連接器開放式的引腳區(qū)域設(shè)計也為靈活的接地和布線提供了便利?？梢哉f，我們對于一款優(yōu)秀板對板連接器的基本要求，在這款互連解決方案身上都得以體現(xiàn)，并有上佳的表現(xiàn)。

02

SEARAY SEAF和SEAM連接器

這也是Samtec在高速高密度板對板連接器領(lǐng)域一個重要的產(chǎn)品系列，它們是具有1.27mm間距的網(wǎng)格陣列連接器，支持高達56Gbps的傳輸速度，采用7mm至17.5mm堆疊高度。SEAF和SEAM連接器同樣采用了Edge Rate觸點系統(tǒng)，因此具有低插入和拔出力，以及出色的耐用性和信號完整性。

SEARAY SEAF和SEAM連接器還有一個突出的特點——它們采用了開放式端子陣列設(shè)計，在同一個連接器中可以同時實現(xiàn)差分信號、單端信號和電源的傳輸，在接地和布線上實現(xiàn)最高的靈活性。

在環(huán)境耐受性上，SEARAY SEAF和SEAM連接器經(jīng)過了SET測試，符合IPC-A-610F和IPC J-STD-001F標(biāo)準(zhǔn)，達到了高性能、惡劣環(huán)境電子產(chǎn)品的第3類驗收標(biāo)準(zhǔn)的要求，因此是軍用/航空、汽車、工業(yè)和醫(yī)療等應(yīng)用環(huán)境復(fù)雜的電子產(chǎn)品高密度板對板互連解決方案的理想之選。

目前該系列產(chǎn)品已經(jīng)形成了完整的產(chǎn)品組合，提供不同配接高度、裝配形式、連接方式的方案，為設(shè)計選型帶來極大的便利。

03

mPower 2mm UMPT/UMPS超微功耗連接器

除了上述的高速信號連接器，板對板電源連接器也是Samtec重要的產(chǎn)品線，mPower 2mm UMPT/UMPS超微功耗連接器就是其中的代表產(chǎn)品。

這些電源連接器的針腳間距為2mm，包括2至5位的產(chǎn)品，有5mm至12mm的堆疊高度可選（20mm高度的產(chǎn)品正在開發(fā)中），每刀片（觸點）的電流承載能力高達18A，是一款小型化、大功率的互連解決方案。

UMPT/UMPS超微功耗連接器同樣經(jīng)過了SET測試，因此在惡劣的環(huán)境中可以放心使用。

此外，UMPT/UMPS連接器既可以作為純電源系統(tǒng)，也可以與Samtec的其他高速高密度信號連接器配合使用——包括上文提到的ADM6/ADF6和SEAF/SEAM連接器——形成“電源+信號”雙重應(yīng)用的兩件式系統(tǒng)，提升設(shè)計的靈活性，這也是Samtec板對板連接器為開發(fā)者帶來的一個“福利”。

責(zé)任編輯：haq