從微型到毫微型：連接器技術(shù)的一場(chǎng)革命

　　由于模擬電路讓位于數字電路及電子設備從有線(xiàn)連接轉向無(wú)線(xiàn)連接，整機設備設計也正從臺式轉向便攜式發(fā)展。由于設計向著(zhù)便攜方向發(fā)展，系統耐用性變得極為重要。

　　系統設計工程師已經(jīng)開(kāi)始先設計構造預先試驗的模塊，然后作為一種主要的構建技術(shù)將其疊加或盲插。這就需要毫微級的互連器件。醫療工業(yè)乃至軍事/宇航工業(yè)的制造商正推動(dòng)著(zhù)系統沿著(zhù)這一模塊化方向發(fā)展以滿(mǎn)足復雜信號所要求的尺寸、重量及電流的降低。為應對這些挑戰，新的連接器設計必須適應增強的電性能及耐久性的綜合要求而且還要降低互連系統的尺寸和重量。

　　尺寸和重量?jì)?yōu)勢

　　得到改進(jìn)的機加工、模壓設備及材料已經(jīng)能在結構上進(jìn)一步減小連接器的尺寸。盡管二者的尺寸和重量滿(mǎn)足MIL-PRF-83513，但與等同的微型D形連接器重2.60g相比，21位毫微型連接器僅重0.4g。此外，37位微型D形連接器需要的空間比37位板安裝或印制板連接器大4倍。

　　設計和材料的選擇是成功降低尺寸的關(guān)鍵。設計的核心是彈性插針。要形成高接觸強度、低接觸電阻并在數以千計的插拔中保持性能須采用具有特殊拉伸退火性能的鈹銅材料。鈹銅厚度與長(cháng)度及形狀的主要規格可確保微小型連接器插針的長(cháng)壽命和長(cháng)久性能。

　　絕緣外殼大部分為注入模壓式液晶聚合物，某些老式設計采用聚亞苯基硫。當0.025"間距使得插針間的絕緣體僅10~11密耳時(shí)，這類(lèi)絕緣材料仍具有高的保持性和高的電絕緣強度。高可靠連接器體可以由用于插入式及低振動(dòng)應用的絕緣材料制成，但大部分高振動(dòng)及高沖擊應用要求金屬外殼。

　　耐久可靠性

　　耐久性取決于良好的安裝設計。力和加速度是在嚴酷應用中測試連接器強度的關(guān)鍵因素。由于具有合理的安裝托架，毫微型連接器可以通過(guò)10000Gs以上的振動(dòng)和沖擊，如在起火和發(fā)射的條件下。

　　納米圓形連接器

　　與毫微型圓形連接器相比較，微型圓形連接器(0.050"間距)就很大了。當裝上間距為0.025"的插針和插孔時(shí)，在相同的圓形區域，可使用達4倍多的互連器件。新型電路的電流大多要求小于1A，因為數字處理使得電纜組件內采用更小線(xiàn)規的導線(xiàn)以適應納米圓形連接器。因此互連系統總重量和直徑大大減小。毫微型電纜的一個(gè)額外益處是增大了柔性，因為直徑更小的電纜更易于在受到嚴格限制的位置選路。

　　根據應用，毫微型圓形連接器有很多型式，金屬外殼型毫微型圓形連接器是耐久性最高的，具有極佳的應變消除遞減及手柄機構。它們?yōu)槠帘坞娎|配備360密封圈，并采用環(huán)境密封以防護浸漬。通常，它們用于將遠程探測器、傳感器及儀器儀表連接到設備前面板上。毫微型圓形連接器是模壓或安裝進(jìn)系統工程師自己的儀器內。這種方法節省了大部分空間并允許設備或探測器擁有自己完整的電機及機械連接器。

　　其它解決方案

　　模塊在形狀上是獨特的且在某些情況下連續的移動(dòng)或旋轉。微型機器人、伺服、回轉儀系統及石油鉆探均要涉及開(kāi)發(fā)程度高的電子元部件。這些模塊被裝置在電路功能工作區附近以確保最佳的信號性能。

　　常規電線(xiàn)一般太大，太硬或者說(shuō)甚至太貴而無(wú)法安裝。新型計算機自動(dòng)繪圖系統可快速模擬毫微型柔性電路以適應致密的點(diǎn)。高密度、低占空柔性毫微型連接器已成為許多困難設計的重要解決方案。

　　由于模塊功能性的增強，它們操控的導線(xiàn)數量也在不斷增長(cháng)。插針數也在增加。在模塊的電纜一端，微型連接器可解決許多尺寸及重量問(wèn)題。但通常系統的傳感器端或板到板接口端要求更高密度的互連。解決的方案是微型-毫微型電纜或柔性系統。高接觸，高插拔系統采用的微型連接器最終在另一端被接入高密度0.025"間距毫微型連接器。

　　結論:

　　小型化、輕重量及嚴酷應用正在上升。數字電子、高速傳輸系統及小型機器人均需要增大密度及電路數量。當前毫微型連接器眾多的應用中包括軍事/宇航工業(yè)中的無(wú)人駕駛航天器(UAVs)，顯示器，導彈制導;醫療工業(yè)中的磁共振線(xiàn)圈，外科鉆孔及數字聽(tīng)診器;航天應用中的通信衛星、火星探測器及航天飛機的導航。

　　毫微型連接器已經(jīng)在軍事及宇航應用中得到證明。此外，它們已經(jīng)服務(wù)于醫療及石油工業(yè)且正在進(jìn)入范圍廣泛的便攜式及搖控產(chǎn)品。新型設計使得毫微型連接器正在取代微型連接器，如高密度納米圓形連接器正在取代許多體形較大的微型圓形連接器。電路和板的設計者將由此擴大視野，毫微型連接器有助于完成目標。