Molex供稿
為了滿足許多新型和先進應(yīng)用系統(tǒng)的需要,電子裝置和組件正在趨于被小型化。
智能手機和智能手表是讓大多數(shù)消費者聯(lián)想到小型化的產(chǎn)品。小型化在電子領(lǐng)域并不新鮮,毫無疑問,這種趨勢正在加速發(fā)展。有許多因素促使電子器件更小、更薄、更精簡。小型化趨勢遠遠超出了半導(dǎo)體的規(guī)?;厔?。摩爾定律和更先進的集成電路使業(yè)界生產(chǎn)出功能更強大且尺寸更小的系統(tǒng)。不過,最終是一小部分高級應(yīng)用領(lǐng)域推動了小型化元器件的需要。
集成電路并不是先進電子產(chǎn)品中唯一小型化的部件。無線設(shè)備、智能消費類設(shè)備、數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施和邊緣計算等應(yīng)用領(lǐng)域需要更強大的I/O和更高的特征密度,這推動了裝置中每個元器件的小型化。連接器等機械部件更是小型化的主要目標,特別是在當今先進產(chǎn)品中的復(fù)雜多板組件中尤其如此。
小型化的驅(qū)動因素
設(shè)計是許多應(yīng)用領(lǐng)域常見的電子元件小型化的關(guān)鍵驅(qū)動因素。在設(shè)計中縮小半導(dǎo)體體積只是小型化的部分努力。小型化趨勢延伸到所有元器件領(lǐng)域,包括機械器件和連接器。推動小型化的主要因素包括:
- 市場需要更高的特征密度,也就是說需要把越來越多的元器件封裝到更小的電路板/外殼空間中
- 市場需要更多樣的功能,需要在單個芯片、電路板和設(shè)備中實現(xiàn)多種功能
- 更高的I/O密度,以支持上面強調(diào)的更高功能要求
- 用戶體驗的演變推動設(shè)備小型化,進而刺激元器件小型化需求
使小型化變得進一步復(fù)雜的事實是,許多支持高級應(yīng)用場合的系統(tǒng)都是由復(fù)雜的多電路板組件構(gòu)建的。在某些電子設(shè)備中,最大的元器件是連接器和電纜,因此這些元器件的小型化對于實現(xiàn)外形尺寸目標非常重要。我們看到,需要進行元器件小型化的一些主要應(yīng)用設(shè)備包括:射頻/無線設(shè)備、消費電子和數(shù)據(jù)中心/邊緣計算。
射頻和無線系統(tǒng)
過去,射頻系統(tǒng)占用更多的電路板空間,并且需要笨重的外部元件進行無線通信。造成這種情況的兩個主要原因非常缺少小型高效的元器件,以及許多射頻設(shè)備在較低頻率下工作。由于這些系統(tǒng)中信號的工作波長需要。其實,某些在較低頻率下工作的射頻元器件和電路必須是較大尺寸的。
5G、毫米波雷達和毫米波傳感是三個主要應(yīng)用領(lǐng)域。在更高的工作頻率下,我們需要采用更小尺寸的元器件。由于現(xiàn)代無線應(yīng)用設(shè)備在更高頻率下工作,其頻率達到千兆赫茲(GHz)級別,因此射頻電路和元器件的尺寸被縮小。尺寸縮小的系統(tǒng)包括:依賴于印刷射頻電路的專用射頻系統(tǒng),以及具有功能更強大且排列更密集天線陣列的無線系統(tǒng)。
5G毫米波射頻柔性對板連接器
天線陣列的小型化問題出現(xiàn)在兩個重要領(lǐng)域:5G設(shè)備和汽車雷達傳感器。這些設(shè)備的外形尺寸分別受到外殼和車內(nèi)設(shè)備布局高度的限制,要求在外形上非常扁平的電路板組件。為了實現(xiàn)為這些系統(tǒng)設(shè)定的外形輪廓和尺寸目標,并同時確保板對板連接的信號完整性,扁平連接器是必不可少的。
消費類電子產(chǎn)品
智能手機是全球最受歡迎的移動設(shè)備,但個人健康產(chǎn)品和新型家電產(chǎn)品等其它設(shè)備也同時在推動元器件的小型化。許多消費類電子產(chǎn)品以其時尚的外形而聞名,這就要求業(yè)界對這些產(chǎn)品中的最大元器件進行小型化。
手機中的連接器就是很好的例子。為了容納更多元器件,元器件外形尺寸被縮小,所占用的電路板空間減少,因此天線模塊、顯示器和主印刷電路板之間的連接需要我們沿z軸設(shè)置非常薄的板對板或柔性對板連接器。
Easy-On FFC/FPC連接器
這些類型的扁平連接器可實現(xiàn)具有高I/O密度、靈活性、或超薄型特點的連接或同時具備這些特點的連接。隨著越來越多的設(shè)備采用可折疊外殼,更多的互連設(shè)計將變得靈活,通常業(yè)界使用薄型連接器和電纜組件。這些連接器通常需要在同一連接器上連接電源和信號電路,所連接電源電路的額定電流可能很大,而所連接的高速數(shù)字信號電路需要確保信號完整性。
數(shù)據(jù)中心和邊緣計算
數(shù)據(jù)中心基礎(chǔ)設(shè)施和邊緣計算系統(tǒng)的硬件具有共同的特點,因為這兩個領(lǐng)域的功能更加密度。隨著越來越多的基礎(chǔ)設(shè)施內(nèi)置了更強大的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、AI加速設(shè)備和現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)/圖形處理單元(GPU)擴展選項,數(shù)據(jù)中心環(huán)境越來越需要進行更多的計算。因此,在數(shù)據(jù)中心,機架式服務(wù)器內(nèi)部的可用空間變得更小。
在邊緣計算中也存在同樣的尺寸限制,業(yè)界試圖以更小尺寸的裝置使上述數(shù)據(jù)中心功能在地理上更接近最終用戶。在各種推動因素的推動下,上述兩個領(lǐng)域中的如下計算系統(tǒng)裝置被不斷小型化:
在邊緣人工智能等專門的計算范例中,連接器系統(tǒng)必須在主板上的器件之間以及外圍設(shè)備之間提供高速數(shù)據(jù)傳輸功能。在這些系統(tǒng)中,連接器和電纜組件也可能需要在同一連接器中同時提供電源和信號連接,這具體取決于目標外形尺寸和應(yīng)用領(lǐng)域。
最后,構(gòu)建這些系統(tǒng)時,我們還要考慮一個重要的可靠性因素,這些系統(tǒng)必須有相當長的使用壽命,并且要耐受惡劣的環(huán)境。為此,這些產(chǎn)品的連接器系統(tǒng)應(yīng)提供適當?shù)腎P等級防護并應(yīng)能夠承受機械沖擊,但其外形尺寸必須較小,且其引腳密度和z軸高度必須符合要求。
Molex莫仕元器件支持先進的應(yīng)用產(chǎn)品
涉及這些先進領(lǐng)域的公司將繼續(xù)面臨縮小器件外形尺寸的挑戰(zhàn),并且需要一系列適當?shù)倪B接器解決方案,這些連接器必須符合在高度、信號完整性和所需I/O電路數(shù)量方面的要求。Molex莫仕處于這些先進應(yīng)用領(lǐng)域的最前沿,提供一系列連接器解決方案以及構(gòu)建定制互連系統(tǒng)的工程設(shè)計能力和專業(yè)技能。Molex莫仕提供高產(chǎn)量、高性價比的產(chǎn)品,可滿足從通信到汽車和消費類物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品等行業(yè)在內(nèi)的各行業(yè)在產(chǎn)品精簡化、小型化、信號完整性和外形尺寸方面的需求。