“防振抗壓”的浮動(dòng)板對(duì)板連接器，究竟有何神奇之處？

想要在PCB之間實(shí)現(xiàn)高可靠、高性能的互連，板對(duì)板連接器是一個(gè)重要的解決方案。但是經(jīng)驗(yàn)告訴我們，越是這種高密度的互連，連接的界面也就更“嬌氣”，一旦其電氣連接或機(jī)械結(jié)構(gòu)受到什么損傷，就很可能會(huì)造成性能上的劣化。對(duì)于板對(duì)板連接器來說，振動(dòng)和壓力就是對(duì)互連系統(tǒng)造成損傷的一個(gè)很重要的原因，對(duì)此需要嚴(yán)防死守。

在實(shí)際應(yīng)用中，可能施加在板對(duì)板連接器上的振動(dòng)和壓力，主要來自于以下幾個(gè)方面：

首先是外部環(huán)境。比如在汽車和工業(yè)等應(yīng)用中，比較復(fù)雜和惡劣的工作環(huán)境會(huì)對(duì)連接器造成沖擊和振動(dòng)，這很容易理解。

其次是來自于系統(tǒng)內(nèi)部的振動(dòng)源，比如工業(yè)應(yīng)用中的電機(jī)。而且隨著電機(jī)應(yīng)用的擴(kuò)展，在許多消費(fèi)類應(yīng)用中，如洗衣機(jī)、洗碗機(jī)、攪拌機(jī)等，也需要考慮持續(xù)振動(dòng)的影響。

再有就是連接器的裝配和配接。在這個(gè)過程中，公差或PCB板形變等因素，也會(huì)對(duì)板對(duì)板連接器產(chǎn)生應(yīng)力，成為連接可靠性的隱患。

對(duì)于振動(dòng)和壓力，標(biāo)準(zhǔn)板對(duì)板連接器的應(yīng)對(duì)策略主要是“硬扛”，比如采用優(yōu)化的機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣性能、加強(qiáng)的鎖定裝置等，這樣可以在很多場(chǎng)景中確保振動(dòng)和壓力條件下的穩(wěn)固連接。但是如果是面對(duì)連續(xù)的振動(dòng)和壓力，由于標(biāo)準(zhǔn)連接器引腳是直接焊接在PCB上，長(zhǎng)時(shí)間的應(yīng)力和連續(xù)的運(yùn)動(dòng)最終會(huì)導(dǎo)致觸點(diǎn)機(jī)械結(jié)構(gòu)的形變或者導(dǎo)體接觸面的磨損，進(jìn)而造成觸點(diǎn)表面氧化或接觸不良，使得連接器的性能大打折扣。

解決這個(gè)難題，就需要一種特殊設(shè)計(jì)的板對(duì)板連接器登場(chǎng)了，這就是浮動(dòng)板對(duì)板連接器。

認(rèn)識(shí)浮動(dòng)連接器

浮動(dòng)連接器與標(biāo)準(zhǔn)板對(duì)板連接器關(guān)鍵的差異在于，其內(nèi)部配備了彈簧機(jī)構(gòu)，當(dāng)連接器在X軸和Y軸方向上移動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的應(yīng)力由彈簧來承受，這樣就可以有效保護(hù)連接器的觸點(diǎn)和焊點(diǎn)，確保在不利的條件下也可以實(shí)現(xiàn)可靠的配接。

有些浮動(dòng)板對(duì)板連接器，除了可以承受X軸和Y軸水平方向上的位移，還允許在Z軸這個(gè)垂直方向上的位移，這有利于調(diào)節(jié)和吸收由于電路板彎曲或安裝不當(dāng)而產(chǎn)生的應(yīng)力，進(jìn)一步提升浮動(dòng)板對(duì)板連接器的抗震耐壓能力。

圖1：浮動(dòng)連接器配接示意圖

（圖源：Molex）

不難想象，采用浮動(dòng)板對(duì)板連接器之后，可以為產(chǎn)品設(shè)計(jì)帶來諸多益處：

1、便于裝配

由于浮動(dòng)板對(duì)板連接器可以在PCB的裝配和維修過程中吸收掉因錯(cuò)位或公差產(chǎn)生的外力沖擊，可以防止焊點(diǎn)因應(yīng)力而發(fā)生斷裂。這個(gè)特性也使其與PCB自動(dòng)化裝配工藝有更佳的兼容性；而且對(duì)于在一個(gè)PCB上包括多個(gè)板對(duì)板連接器的情況，由于無需考慮公差補(bǔ)償，處理起來也會(huì)更容易。

2、可靠配接

浮動(dòng)板對(duì)板連接器能夠減少外部沖擊和振動(dòng)的影響，在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境下具有更好的可靠性。同時(shí)，一定的浮動(dòng)范圍也有助于在盲配的情況下仍然實(shí)現(xiàn)正確連接。

3、成本優(yōu)化

正是因?yàn)榭梢灾С置げ逡约白詣?dòng)化的裝配，具有對(duì)復(fù)雜環(huán)境的“耐受性”，使用了浮動(dòng)板對(duì)板連接器就可以避免在設(shè)計(jì)中采用更高成本的柔性印刷電路板，有利于優(yōu)化整體的系統(tǒng)成本。

圖2：浮動(dòng)連接器有利于批量化的生產(chǎn)

（圖源：Molex）

SlimStack FSB系列浮動(dòng)連接器

通過上面的介紹，相信大家對(duì)于浮動(dòng)板對(duì)板連接器已經(jīng)有了深入的了解。不過要知道，板對(duì)板連接器本身就是一種在小型化、連接密度、性能等方面有較高追求的互連系統(tǒng)，在這基礎(chǔ)上再疊加上一個(gè)“可浮動(dòng)”的特性，這在連接器的設(shè)計(jì)和制造上都是一個(gè)頗具挑戰(zhàn)的“技術(shù)活”。

一個(gè)能夠被市場(chǎng)和用戶廣泛認(rèn)可的浮動(dòng)板對(duì)板連接器是如何打造出來的？下面我們就通過Molex的一款經(jīng)典產(chǎn)品來做個(gè)說明。

Molex FSB系列SlimStack板對(duì)板連接器包括FSB3和FSB5兩個(gè)子系列，它們支持高達(dá)6Gbps的高速傳輸速率，同時(shí)可以在X、Y和Z軸方向上分別提供±0.30mm（FSB3系列）和±0.50mm（FSB5系列）的浮動(dòng)范圍。這使其可在汽車、工業(yè)和消費(fèi)類行業(yè)中獲得廣泛的應(yīng)用。

圖3：SlimStacck FSB3和FSB5系列連接器

（圖源：Molex）

下面，我們以FSB5為例，深入到FSB系列板對(duì)板連接器的內(nèi)部一探究竟。從圖4中，我們可以看到插頭側(cè)的端子彈簧部件，這就是支持“浮動(dòng)”的關(guān)鍵所在。在Z方向，對(duì)于接觸位置的位移，也會(huì)有一定的容差能力來消除未對(duì)準(zhǔn)造成的影響（圖5）。

圖4：FSB5浮動(dòng)連接器配接示意圖：X和Y方向

（圖源：Molex）

圖5：FSB5浮動(dòng)連接器配接示意圖：Z方向

（圖源：Molex）

在支持較大浮動(dòng)范圍的同時(shí)，F(xiàn)SB系列SlimStack板對(duì)板連接器在小型化方面表現(xiàn)也十分搶眼——FSB3和FSB5都具有0.40mm的引腳間距，配接后的高度、長(zhǎng)度和寬度這三個(gè)數(shù)值，在板對(duì)板浮動(dòng)連接器市場(chǎng)都頗具競(jìng)爭(zhēng)力。

圖6：FSB3和FSB5浮動(dòng)連接器外形參數(shù)

（圖源：Molex）

在其他方面，SlimStack FSB系列浮動(dòng)連接器也是秉承了Molex板對(duì)板連接器產(chǎn)品的諸多優(yōu)異的特性，比如采用鍍金工藝、低至80mΩ的接觸電阻、支持多達(dá)30次插拔、采用低鹵素材料等。特別值得一提的是，該連接器支持高達(dá)125℃的工作溫度，這在要求高可靠性的應(yīng)用中是一個(gè)明顯的優(yōu)勢(shì)。

表1：FSB3和FSB5系列連接器特性比較

（圖源：Molex）

除了SlimStack FSB系列浮動(dòng)連接器，Molex提供的0.635mm間距浮動(dòng)連接器也是一款值得關(guān)注的產(chǎn)品。它可以支持在X軸和Y軸上高達(dá)0.70mm的浮動(dòng)范圍、6.2Gbps的數(shù)據(jù)傳輸速率、50次的插拔……對(duì)于那些在水平方向上有更高“浮動(dòng)”要求的高速、高可靠應(yīng)用，是一個(gè)理想的選擇。

圖7：0.635mm間距浮動(dòng)連接器

（圖源：Molex）

總之，作為板對(duì)板連接器中的一個(gè)特殊形態(tài)的產(chǎn)品，浮動(dòng)連接器憑借自身出色的配接“容差”特性，在那些需要應(yīng)對(duì)持續(xù)振動(dòng)和壓力的應(yīng)用中發(fā)揮著不可替代的作用。需要這種特性的應(yīng)用，也正逐漸從汽車和工業(yè)領(lǐng)域，向更廣闊的消費(fèi)電子領(lǐng)域拓展，這也決定了未來浮動(dòng)板對(duì)板連接器將迎來更大的發(fā)展空間！

Molex的SlimStack FSB系列浮動(dòng)連接器正好可以滿足這一應(yīng)用發(fā)展大趨勢(shì)，如需了解更多的產(chǎn)品信息，請(qǐng)?jiān)L問貿(mào)澤電子網(wǎng)站上的產(chǎn)品專頁。