В современную эпоху высокоинтегрированного и интеллектуального электронного оборудования, межплатные разъемы, как ключевой электронный компонент, играют чрезвычайно важную роль. Это не только мост для реализации передачи сигналов и подключения питания между печатными платами, но и важная движущая сила, способствующая непрерывному развитию электронных технологий.

Основное введение в межплатные разъемы

Межплатный разъем — это электронный разъем, используемый для соединения двух печатных плат. Его основные структурные компоненты в основном включают контакты, изоляторы, корпуса и принадлежности.

• Контакт: Это основной компонент разъема, обеспечивающий функцию электрического соединения. Как правило, контактная пара состоит из штыревого и гнездового контактов, а электрическое соединение осуществляется путем вставки штыревого контакта в гнездовой. Штыревой контакт имеет различные формы, такие как цилиндрическая (круглый штырь), квадратная колонна (квадратный штырь) или плоская (вставка) и т. д. Он обычно изготовлен из латуни и фосфористой бронзы и обладает хорошей проводимостью и механической прочностью. Гнездовой контакт представляет собой гнездо, которое за счет упругой деформации эластичной структуры при вставке штыря создает упругую силу для обеспечения плотного контакта со штыревым контактом, тем самым обеспечивая надежное соединение. Типы гнезд также разнообразны, например, цилиндрические (щелевые, с горловиной), вилочные, консольные (продольно-щелевые), складные (продольно-щелевые, 9-образные), коробчатые (квадратные гнезда), гиперболоидные пружинные гнезда и т. д.
• Изолятор: также известный как основа или монтажная пластина, его функция заключается в размещении контактов в соответствии с требуемым положением и расстоянием для обеспечения изоляционных характеристик между контактами и между контактами и корпусом. Хорошее сопротивление изоляции, выдерживаемое напряжение и технологические характеристики являются основными требованиями к выбору изоляционных материалов, из которых изготавливаются изоляторы.
• Корпус: Также называется корпусом, он обеспечивает механическую защиту встроенной изолированной монтажной пластины и контактов, а также обеспечивает выравнивание при вставке штекера и розетки, тем самым надежно закрепляя межплатный разъем на устройстве.
• Аксессуары: делятся на конструктивные и монтажные аксессуары. Конструктивные аксессуары, такие как стопорные кольца, установочные ключи, установочные штыри, направляющие штыри, соединительные кольца, зажимы для кабелей, уплотнительные кольца, прокладки и т. д.; монтажные аксессуары, такие как винты, гайки, винты, пружинные кольца и т. д. Большинство принадлежностей имеют стандартные и распространенные детали.

В настоящее время межплатные разъемы в основном имеют размеры 0,4 мм, 0,5 мм, 0,635 мм, 0,8 мм, 1,00 мм, 1,27 мм и т. д. И с постоянным совершенствованием сложности продукции и масштабов проектирования схем, межплатные разъемы также развиваются в соответствии с рыночным спросом в сторону высокой скорости, высокой плотности мощности, тонкости и т. д.

Классификация и характеристики межплатных разъемов

1. Межплатный разъем типа «штырь-гнездо»

• Сценарий применения: Это самый дешевый и распространенный способ соединения. Он часто используется в недорогих и больших смарт-устройствах, таких как отладочные платы.
• Преимущества: низкая цена, удобное и стабильное соединение, высокая перегрузочная способность, удобство для сварки проводов и тестирования.
• Недостатки: большой объем, трудно гнуть, большое расстояние, трудно выполнить соединение сотен контактов (штырей).

2. Высококачественный межплатный разъем

• Сценарий применения: широко используется в компактных продуктах, в основном используется в стандартных интеллектуальных аппаратных продуктах.
• Преимущества: большое количество контактов, малый объем, возможность реализации большего количества контактных соединений на единицу длины. Например, можно сделать 40 контактов длиной 1 см, по сравнению с 20 контактами того же размера.
• Недостатки: относительно высокая цена, нельзя часто подключать и отключать, необходимо надежно закрепить в конструктивном исполнении, чтобы обеспечить стабильность соединения.

3. Толстый межплатный разъем

• Сценарии применения: подходит для отладочных плат, тестовых плат и крупного и стационарного оборудования, такого как проводка компьютерного корпуса.
• Преимущества: более дешевая цена, более распространенный, очень легко подключать и измерять при использовании со штырем.
• Недостатки: большие размеры, трудно закрепить, не подходит для массового производства.

4. Разъем FPC (штекером/ZIF-разъемом)

• Сценарий применения: Многие интеллектуальные аппаратные устройства должны выводить сигнал из материнской платы. Гибкость, малые размеры и изменяемая форма FPC делают его лучшим выбором для этого типа применения. Он часто используется для соединения материнской платы и дочерней платы, материнской платы и периферийных устройств, необходимости изгиба цепи и компактного пространства продукта.
• Преимущества: компактный и недорогой, может удовлетворить требования электронного оборудования к использованию пространства и контролю затрат.

Сценарии применения межплатных разъемов

1. Область применения мобильных телефонов

• В смартфоне межплатный разъем используется для соединения основной платы телефона и дополнительных плат различных функциональных модулей, таких как модуль камеры, модуль дисплея и модуль идентификации отпечатков пальцев. Из-за ограниченного внутреннего пространства смартфонов объем и плотность соединений разъемов чрезвычайно высоки. Здесь широко используются высококачественные межплатные разъемы и разъемы FPC. Они могут обеспечить высокоскоростную передачу сигналов и стабильное питание для обеспечения нормальной работы различных функций мобильного телефона. Например, изображение с камеры мобильного телефона должно быстро передаваться на материнскую плату через межплатный разъем для обработки, чтобы пользователи могли делать четкие фотографии и видео.

2. Область применения планшетов

• Планшеты, подобно смартфонам, также требуют межплатных разъемов для соединения отдельных печатных плат. С тенденцией развития планшетных ПК дизайн межплатного разъема становится все более важным. В то же время планшетные компьютеры предъявляют более высокие требования к скорости и стабильности передачи сигналов, чтобы удовлетворить потребности пользователей в воспроизведении видео высокой четкости и плавном игровом опыте. Например, соединение между процессором и памятью планшетного компьютера требует высокоскоростного межплатного разъема для быстрой передачи данных.

3. Область применения ноутбуков

• Соединение между материнской платой внутри ноутбука и различными платами расширения, жесткими дисками, оптическими приводами и другими компонентами также неразрывно связано с межплатным разъемом. При проектировании ноутбуков необходимо учитывать не только производительность и надежность разъема, но и его влияние на рассеивание тепла и компоновку пространства ноутбука. Например, некоторые высококачественные ноутбуки используют ультратонкие межплатные разъемы, которые могут не только удовлетворять требованиям высокоскоростной передачи данных, но и эффективно уменьшать занимаемое пространство внутри компьютера и повышать эффективность рассеивания тепла.

4. Автомобильная электроника

• Сложность автомобильных электронных систем постоянно растет, и межплатные разъемы все чаще используются в автомобилях. Например, системы управления двигателем автомобиля, системы подушек безопасности и бортовые развлекательные системы требуют межплатных разъемов для соединения печатных плат. Эти разъемы должны обладать высокой термостойкостью, вибростойкостью, водонепроницаемостью и другими характеристиками, чтобы адаптироваться к суровым условиям работы автомобиля. Кроме того, с развитием интеллекта и сетевых возможностей автомобилей предъявляются более высокие требования к высокоскоростной передаче и надежности межплатных разъемов. Например, соединение между датчиками и контроллерами в системах автономного вождения требует высокоскоростных межплатных разъемов с низкой задержкой.

5. Область медицинского оборудования

• Медицинское оборудование требует высокой надежности и безопасности электронных разъемов, а разъемы типа "плата-плата" играют важную роль в медицинском оборудовании. Например, в небольших медицинских устройствах, таких как электрокардиограф, глюкометр и тонометр, разъем типа "плата-плата" используется для соединения основной платы, экрана, датчика и других компонентов устройства, чтобы обеспечить нормальную работу устройства и точную передачу данных. В крупном медицинском оборудовании, таком как компьютерные томографы, аппараты ядерно-магнитного резонанса и т. д., разъемы типа "плата-плата" являются еще более незаменимыми компонентами, которые должны обеспечивать стабильность и надежность оборудования в течение длительной работы.

6. Область промышленной автоматизации

• В производственных линиях промышленной автоматизации требуется большая передача данных и управление сигналами между различным оборудованием и системами управления, а разъемы типа "плата-плата" стали ключевыми компонентами для достижения этих соединений. Например, соединение между контроллером промышленного робота и приводной платой каждого сустава, соединение между датчиком автоматизированной производственной линии и ПЛК и т. д. требуют использования разъема типа "плата-плата". Эти разъемы должны обладать такими характеристиками, как помехозащищенность, износостойкость, термостойкость и другими, чтобы адаптироваться к суровым условиям промышленного производства.

7. Область коммуникационного оборудования

• Коммуникационное оборудование, такое как коммутаторы, маршрутизаторы, базовые станции и т. д., предъявляет чрезвычайно высокие требования к скорости и стабильности передачи сигнала, а разъемы типа "плата-плата" используются для соединения различных печатных плат и модулей в этом оборудовании. Например, соединение между радиочастотным модулем и модулем обработки базовой полосы в базовой станции требует высокоскоростного разъема типа "плата-плата" для реализации быстрой передачи сигнала. В то же время, коммуникационное оборудование обычно должно работать в течение длительного времени, и предъявляются высокие требования к надежности и долговечности разъема.

8. Область умного дома

• С развитием умного дома различные интеллектуальные бытовые приборы и домашнее оборудование должны быть взаимосвязаны, а разъемы типа "плата-плата" также применяются в системах умного дома. Например, требуется разъем типа "плата-плата" для соединения между основной платой умного телевизора и экраном, аудиомодулем, а также соединением между контрольной платой умного холодильника и датчиком, экраном и т. п. Эти разъемы должны быть простыми в использовании, стабильными и надежными, чтобы удовлетворять потребности потребителей в интеллектуальных устройствах для дома.

4. Тенденции рынка разъемов типа "плата-плата"

1. Миниатюризация и уменьшение толщины

• С постоянной миниатюризацией и уменьшением толщины электронных устройств разъемы типа "плата-плата" также должны постоянно уменьшать свой объем и толщину, чтобы соответствовать требованиям проектирования устройства. В будущем расстояние между разъемами типа "плата-плата" будет продолжать уменьшаться, количество контактов будет продолжать увеличиваться, а их общий размер и вес будут продолжать уменьшаться.

2. Высокоскоростная передача

• С быстрым развитием 5G связи, искусственного интеллекта, больших данных и других технологий требования к скорости передачи данных электронных устройств становятся все выше и выше. Разъемы типа "плата-плата" должны иметь более высокие скорости передачи и меньшие потери сигнала, чтобы удовлетворять потребности высокоскоростной передачи данных. Например, применение технологии высокоскоростной дифференциальной передачи сигналов и оптимизация контактной структуры разъема являются эффективными способами повышения скорости передачи разъема типа "плата-плата".

3. Высокая надежность и стабильность

• В некоторых приложениях с высокими требованиями к надежности, таких как аэрокосмическая промышленность, военное оборудование, медицинское оборудование и т. д., надежность и стабильность разъемов типа "плата-плата" очень важны. В будущем разъемы типа "плата-плата" будут использовать более совершенные материалы и производственные процессы для повышения их термостойкости, вибростойкости, ударопрочности и коррозионной стойкости, чтобы обеспечить надежную работу в жестких условиях.

4. Многофункциональность

• Для удовлетворения потребностей электронных устройств в функциональной интеграции разъемы типа "плата-плата" будут продолжать развиваться в направлении многофункциональности. Например, разъемы типа "плата-плата" с интегрированными функциями передачи энергии и сигнала, разъемы типа "плата-плата" с функциями электромагнитного экранирования и т. д. будут продолжать появляться, обеспечивая больше удобства для проектирования электронных устройств.

5. Экологическая безопасность

• С постоянным повышением экологической осведомленности требования к экологической безопасности разъемов типа "плата-плата" становятся все выше и выше. В будущем разъемы типа "плата-плата" будут использовать более экологически чистые материалы и производственные процессы для уменьшения загрязнения окружающей среды. В то же время, пригодность к вторичной переработке и повторное использование разъемов также станут важным направлением развития.

Вкратце, разъем типа "плата-плата" является незаменимым соединительным компонентом в электронном оборудовании, а его характеристики и качество напрямую влияют на надежность и стабильность электронного оборудования. С постоянным развитием электронной техники разъемы типа "плата-плата" будут продолжать развиваться в направлении миниатюризации, высокой скорости, высокой надежности, многофункциональности и экологической безопасности, обеспечивая более мощную поддержку для развития электронного оборудования.