便携产品产品设计需要物色合适的连接器

小型产品内空间限制给电路板上组件布置带来了挑战。ZIF柔性PCB连接器的创新为设计师提供了一个好的解决方案。

针对物联网、消费者、模块化和其它复杂应用的硬件设计通常会为连接器系统匹配和装配留下的空间有限。这些空间约束限制了连接器类型。堆叠板设计或模块化系统对于连接器高度有限制。同时,当终端设备在较高振动环境中使用时,保持力是必不可少的。连接器需要一定保持力,但手动配合过程的空间又在减少,应用设计需要的柔性更大。

便携式产品设计所面临的挑战
在板堆叠和外壳集成方面,设计变得越来越复杂,特别是在可穿戴产品、便携产品和物联网模块领域。移动产品越来越小型化,同时继续添加更多的硬件功能。物联网设备在X、Y和Z的尺寸上都有了新的外形因素。产品内的空间限制给板上的组件放置带来了挑战,并为堆叠组件或板体系结构引入了垂直间隙和组装问题。

便携式产品设计案例

从连接器角度来看,平衡空间的同时解决装配实际问题是一个挑战。连接器解决方案不仅需要考虑电气和机械因素,还需要考虑操作和配合能力。例如,在电路板上放置多个组件需要分层连接,这可能会限制装配顺序,或需要在严格约束下进行匹配。同样,组件垂直堆积也造成了额外配合和装配的复杂性。

同时,连接必须足够坚固耐用,能承受装配和使用的严格要求。质量水平对于满足最终用户在生产过程中的期望至关重要。
面向便携式产品的连接器技术
可穿戴和便携式产品的小型化趋势影响可使用的连接器类型。传统上,有四种类型的连接器可以通过FPC或FFC来连接。虽然下面列出的前两个连接器通常不用于便携式产品,但它们促进了所使用连接器的发展。每种连接器类型都有其优缺点。
低插入力(LIF)连接器采用了一种较旧的技术,其特点是一体式设计,没有移动部件。柔性线路板只是简单地插入到连接器中,提供非常简单的组装配合。然而,除了柔性弯曲,没有机制保持弯曲在适当的位置,所以 LIF几乎没有保持力。它们在尺寸和间距上也相当有限。
滑动锁零插入力(ZIF)连接器使用了一种较旧的技术,不需要插入力将柔性板推入。然后必须手动开关它们。滑锁分区的装配过程复杂,在装配过程中触摸时容易出现错误和损坏。它们还提供水平装配,而且尺寸和间距都很有限。
翻转锁ZIF连接器从以前设计发展而来,广泛应用于移动产品。柔性部分用一只手插入到连接器中,另一只手被用来翻转关闭或锁定它。它们有前翻锁和后翻锁的形式,比滑动锁分区更容易组装,但用户仍然需要操作连接器,这可能会造成损坏。与LIF和滑动锁ZIF连接器相比,LIF还提供水平配合,但在尺寸和间距方面具有更多选择。它们最大优势之一是,可优化移动电子产品设计。最大缺点是它们需要双手操作。
夹层板对板(BTB)连接器 是两件式连接器系统,有一个简单的单手配合机制,允许用户引导插头进入插座,并简单地按下。BTB连接器提供了简单的组装,更好的保留力,以及尺寸和间距上更多选项。它们只支持垂直配合,在移动产品中是一个非常流行的选择。
连接器技术不断发展,满足便携式产品需求
翻转锁的ZIF和BTB连接器已经成为大多数便携式产品和其它小尺寸设计的默认连接器。然而,Hirose电气有限公司已经开发了zif风格的柔性连接器新技术,支持柔性插入,而不需要使用执行器,同时仍然在柔性上具有保持力。Hirose的 One Action FH连接器简化了配合过程,保持旧LIF和现有BTB连接器的主要好处:简单、单手配合动作,以及ZIF连接器的优点。

Hirose的 One Action FH设计提供了低插入力和高保持力

One Action FH连接器是一种翻转锁式连接器,可以配合而不接触执行器。当柔性线路板插入连接器时,保持力由内置的侧钩提供,执行器与柔性板上的侧标签切口接口。为了解除系统,执行器可以从背面突然打开释放侧锁,或者可以用零保持力拉出。

Hirose的FH62系列FFC和FPC One Action带锁连接器,间距0.25毫米,宽4.0毫米,可以减少小型化电子产品的尺寸

最后, One Action FH连接器的非接触式配对过程有利于机器人组装,因为机器人可以抓住一个柔性板,并将其插入One Action连接器,而不需要人手。

新的连接器技术利用现有解决方案中的最佳元素,满足不断变化的市场需求,为便携式产品设计工程师面临的许多挑战提供了最佳解决方案。One Action FH系列连接器借用LIF,执行器风格的ZIF和BTB连接器设计特点。提供简单,无执行器接触,单手甚至机器人装配,几乎没有配对损伤的风险和良好的保留力,尺寸和间距选项广泛,优化了空间受限的便携式产品设计。

 


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