滿足5G網絡應用需求的小型化連接器
發布時間:2023-10-25 責任編輯:wenwei
【導讀】在高速5G網(wang)絡(luo)快(kuai)速(su)發(fa)展(zhan)的(de)現(xian)在(zai),為(wei)了(le)提(ti)高(gao)設(she)備(bei)的(de)可(ke)攜(xie)能(neng)力(li),相(xiang)關(guan)產(chan)品(pin)正(zheng)麵(mian)臨(lin)著(zhe)小(xiao)型(xing)化(hua)的(de)挑(tiao)戰(zhan),在(zai)每(mei)個(ge)市(shi)場(chang)中(zhong),設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)都(dou)麵(mian)臨(lin)著(zhe)對(dui)縮(suo)小(xiao)設(she)備(bei)不(bu)斷(duan)增(zeng)長(chang)的(de)需(xu)求(qiu),這(zhe)意(yi)味(wei)著(zhe)內(nei)部(bu)連(lian)接(jie)器(qi)也(ye)必(bi)須(xu)做(zuo)得(de)更(geng)小(xiao)。本(ben)文(wen)將(jiang)為(wei)您(nin)探(tan)索(suo)跨(kua)行(xing)業(ye)所(suo)麵(mian)臨(lin)小(xiao)型(xing)化(hua)的(de)挑(tiao)戰(zhan),以(yi)及(ji)由(you)Molex針對5G應用推出的小型化連接器的產品特性。
設備小型化對信號完整性帶來挑戰
自5G手機問世以來,人們一直試圖把更多的功能融入到狹小的空間裏。在每個市場中,尤其是隨著5Gjishudechuxian,shejigongchengshidoumianlinzheyuelaiyueduodetiaozhan,xuyaozhongxinshejidianzichanpinyishiyingbuduansuoxiaodeshebei,bingjianggengduogongnengjichengdaojincoudekongjianzhong。zhezhongxiaoxinghuaqushixuyaoshineibulianjieqibiandegengxiao,bingqieexingxunhuanrengzaijixu。
在射頻/無線設備、消費電子產品和數據中心/邊緣計算等先進應用中,考慮到不斷變化的用戶和市場期望,在創建比以往更小的組件時會帶來挑戰,例如增加引腳/信號密度(無論是I/O還是電源)。
為推動使用越來越細信號間距的連接器帶來了一些挑戰,例如缺乏用於EMI屏蔽的內部空間,使得內部EMI效應的管理變得困難,此外,信號引腳距離太近可能會導致串擾,將導致信號衰減,進而影響信號完整性(Signal Integrity, SI),從而影響到關鍵的5G速度性能。
先進的5G應用需要最大限度地節省PCB空間、卓越的性價比,以及適合客戶應用的大量設計功能,尤其是在將高速連接器可靠地應用到PCB上時,因此需要電氣、機(ji)械(xie)和(he)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)工(gong)程(cheng)方(fang)麵(mian)的(de)跨(kua)學(xue)科(ke)專(zhuan)業(ye)知(zhi)識(shi),來(lai)提(ti)供(gong)以(yi)更(geng)高(gao)速(su)度(du)運(yun)行(xing)的(de)微(wei)電(dian)子(zi)互(hu)連(lian),同(tong)時(shi)又(you)不(bu)犧(xi)牲(sheng)長(chang)期(qi)可(ke)靠(kao)性(xing),並(bing)同(tong)時(shi)仍(reng)保(bao)持(chi)商(shang)業(ye)可(ke)行(xing)性(xing),以(yi)完(wan)成(cheng)小(xiao)型(xing)化(hua)的(de)目(mu)標(biao),設(she)計(ji)人(ren)員(yuan)必(bi)須(xu)“從大處著眼”,重新定義連接創新,以滿足通信、電源和I/O處理要求。
隨著小型化繼續滲透到每個行業和應用類別,產品設計師必須平衡競爭因素,要關注的議題包括電源和熱管理、信號完整性和集成、組件和係統集成、機械應力和可製造性等,都對設備的小型化帶來嚴苛的挑戰。
小型化不僅僅是連接器變得更小
xiaoxinghuabujinjinshibalingjianzuodegengxiao,tahaishejijiangzhexiebujianzuzhuangzaiyiqi,ruguokenengdehua,bingquebaoshebeizhizaoshangkeyiliyongxiangtongdeshejifangshi,erwuxuzhongxinshejiPCB,因(yin)為(wei)這(zhe)會(hui)產(chan)生(sheng)成(cheng)本(ben)。之(zhi)前(qian)許(xu)多(duo)組(zu)件(jian)太(tai)小(xiao),已(yi)經(jing)無(wu)法(fa)進(jin)行(xing)手(shou)工(gong)放(fang)置(zhi)操(cao)作(zuo),這(zhe)迫(po)使(shi)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)製(zhi)造(zao)商(shang)轉(zhuan)向(xiang)采(cai)用(yong)自(zi)動(dong)化(hua)表(biao)麵(mian)貼(tie)裝(zhuang)技(ji)術(shu)。現(xian)在(zai),即(ji)使(shi)采(cai)用(yong)自(zi)動(dong)化(hua)組(zu)裝(zhuang),處(chu)理(li)電(dian)路(lu)板(ban)上(shang)極(ji)細(xi)間(jian)距(ju)連(lian)接(jie)的(de)製(zhi)造(zao)工(gong)藝(yi)也(ye)麵(mian)臨(lin)著(zhe)一(yi)係(xi)列(lie)類(lei)似(si)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。
以一個典型的微型連接器的端子間距為例,即兩個相鄰引腳的中心之間的距離,這一距離已經從遠超過1 mm縮小到0.35 mm,最zui終zhong,引yin腳jiao的de大da小xiao會hui限xian製zhi它ta們men可ke以yi承cheng載zai的de功gong率lv的de大da小xiao或huo頻pin率lv信xin號hao電dian路lu的de多duo少shao。在zai某mou種zhong程cheng度du上shang,你ni必bi須xu在zai尺chi寸cun上shang做zuo出chu妥tuo協xie,才cai能neng獲huo得de高gao速su性xing能neng。
機械限製也是一個值得關注的問題,根據所需的應用,這些連接器必須堅固、防水和防震(如果暴露在環境中),並bing且qie具ju有you成cheng本ben效xiao益yi。設she計ji的de目mu的de是shi為wei了le實shi現xian量liang產chan,並bing在zai世shi界jie各ge地di進jin行xing銷xiao售shou。總zong的de來lai說shuo,這zhe些xie限xian製zhi促cu使shi設she計ji師shi在zai進jin入ru生sheng產chan過guo程cheng之zhi前qian,需xu要yao采cai取qu更geng全quan麵mian的de產chan品pin設she計ji方fang法fa。例li如ru,設she計ji人ren員yuan可ke以yi重zhong新xin考kao慮lv連lian接jie器qi電dian路lu布bu局ju,而er不bu是shi繼ji續xu縮suo小xiao連lian接jie器qi引yin腳jiao,這zhe就jiu是shiMolex在四排板對板連接器上所做的事情。這款引人注目的連接器具有4排交錯接觸針(因此稱為“四排”),與SlimStack SSB6RP變體相比,可節省多達30%的(de)電(dian)路(lu)板(ban)占(zhan)用(yong)空(kong)間(jian)。這(zhe)是(shi)一(yi)種(zhong)創(chuang)新(xin)方(fang)式(shi),可(ke)以(yi)在(zai)不(bu)影(ying)響(xiang)物(wu)理(li)設(she)計(ji)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia)獲(huo)得(de)更(geng)小(xiao)的(de)端(duan)子(zi)間(jian)距(ju),結(jie)果(guo)是(shi)前(qian)所(suo)未(wei)有(you)的(de)空(kong)間(jian)節(jie)省(sheng),同(tong)時(shi)實(shi)現(xian)高(gao)密(mi)度(du)電(dian)路(lu)連(lian)接(jie)。
隨著新功能的不斷湧現推動著手機市場的發展,例如5G手機攝像頭的數量每年都在增加,因此業界需要尺寸更小的組件以節省空間。最新型號的手機可以帶有4或5個攝像頭,在攝像頭數量方麵處於飽和狀態。此外,5G應用的挑戰也為電信行業的小型化提出了新的需求。
目前5G是最大的因素,智能手機內部需要更多的天線模塊和更多的射頻功能。此外,所有與5G相關的功能都需要耗費更大的電量,因此需要更大的電池,這種情況使設計工程師感到壓力,必須不得不縮小其它必要部件的尺寸。
射(she)頻(pin)連(lian)接(jie)器(qi)就(jiu)是(shi)一(yi)個(ge)很(hen)好(hao)的(de)例(li)子(zi),過(guo)去(qu),工(gong)程(cheng)師(shi)使(shi)用(yong)同(tong)軸(zhou)電(dian)纜(lan)在(zai)板(ban)到(dao)板(ban)之(zhi)間(jian)傳(chuan)輸(shu)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao),但(dan)現(xian)在(zai)這(zhe)些(xie)被(bei)更(geng)小(xiao)的(de)射(she)頻(pin)連(lian)接(jie)器(qi)取(qu)代(dai),這(zhe)是(shi)新(xin)的(de)小(xiao)型(xing)化(hua)趨(qu)勢(shi)的(de)一(yi)部(bu)分(fen)。使(shi)用(yong)不(bu)同(tong)高(gao)度(du)的(de)射(she)頻(pin)連(lian)接(jie)器(qi)允(yun)許(xu)製(zhi)造(zao)商(shang)在(zai)Z軸上優化組件的放置,但實現這種轉變並非易事。由於5G的(de)頻(pin)率(lv)更(geng)高(gao),為(wei)了(le)避(bi)免(mian)信(xin)號(hao)泄(xie)漏(lou),其(qi)它(ta)部(bu)分(fen)必(bi)須(xu)重(zhong)新(xin)設(she)計(ji)。為(wei)了(le)滿(man)足(zu)這(zhe)一(yi)需(xu)求(qiu),工(gong)程(cheng)師(shi)必(bi)須(xu)為(wei)連(lian)接(jie)器(qi)開(kai)發(fa)了(le)新(xin)的(de)無(wu)間(jian)隙(xi)製(zhi)造(zao)方(fang)法(fa),這(zhe)是(shi)下(xia)一(yi)代(dai)技(ji)術(shu)工(gong)程(cheng)學(xue)科(ke)之(zhi)間(jian)複(fu)雜(za)相(xiang)互(hu)作(zuo)用(yong)的(de)簡(jian)單(dan)演(yan)示(shi)。
柔性板連接器克服小型化挑戰
Molex致力於憑借數十年應對挑戰和權衡的經驗,推動小型化之路。通過全球工程和製造領導團隊,Molex提供跨學科的專業知識和無與倫比的協作,以支持客戶不斷變化的需求,滿足5G毫米波射頻應用需求的5G25係列柔性板連接器的推出就是一個這樣的例子。
該微型連接器為高速、極限射頻應用提供卓越的SI性能和強大的插配功能,並節省緊湊型5G移動和其他通信設備所需的PCB空間,以滿足高頻(25 GHz)需求。Molex專有的射頻端子接觸屏蔽和隔離功能,可保持關鍵任務5G應用中預期的高水平SI性能。
與它們的物理尺寸相比,這些微型連接器複雜但機械堅固的特性,解釋了它們的高電氣可靠性。該連接器獨特設計的屏蔽層提供全麵的EMI屏蔽和高頻功能,可實現卓越的EMI降低和SI性能,同時支持插配定位,它還可以防止潛在的射頻接點彎曲和意外跌落引起的衝擊。
具有業界領先信號完整性的連接器
Molex 5G25係列的5G應用頻率高達25 GHz,可實現高速傳輸,手機製造商、射頻模塊開發商和芯片組製造商,都可以利用Molex業界領先的5G毫米波連接技術。5G25係列提供業界領先的SI性能和全麵的EMI屏蔽(包括射頻端子和連接器屏蔽),提供卓越的電氣和無線信號性能和連接性,並在插座或插頭內添加中心屏蔽觸點以隔離每一行,以進一步提高整體SI穩定性。此外,Molex的全屏蔽設計可提供一流的遠場增益性能,非常適合將5G天線連接到收發器的其餘部分。
Molex 5G25係列尺寸緊湊,支持在節省空間的解決方案中進行高速數據傳輸,並針對惡劣環境條件提供額外保護。5G25係列的信號間距為0.35 mm,配合主體高度僅為0.7 mm,主體寬度為2.5 mm,長度為3.6 mm,提高了印刷線路板(PWB)設計的靈活性。此外,5G25使(shi)射(she)頻(pin)天(tian)線(xian)模(mo)塊(kuai)和(he)移(yi)動(dong)設(she)備(bei)的(de)設(she)計(ji)人(ren)員(yuan),能(neng)夠(gou)將(jiang)射(she)頻(pin)和(he)非(fei)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)結(jie)合(he)起(qi)來(lai),從(cong)而(er)減(jian)少(shao)對(dui)額(e)外(wai)連(lian)接(jie)器(qi)的(de)需(xu)求(qiu),同(tong)時(shi)節(jie)省(sheng)更(geng)多(duo)空(kong)間(jian)和(he)成(cheng)本(ben)。
Molex 5G25係列是專為快速、可靠的組裝而設計,采用0.30 mm節距(寬度)和0.30 mm(跨度)的一流對準餘量,在對準公差方麵提供高度靈活性,加快整個裝配和生產過程,可實現快速、無故障的裝配,具有出色的“哢噠感”yifangzhicuopei,erzhekuanchaojincoulianjieqijuyouqiangdadebolili,ketigaokekaoxingbingzuidaxiandudijianshaozhuangpeicaozuoyuanhuozidongzhuangpeijidefuzai,juyouchanpinhecaozuokekaoxingsuoxudejixiejianguxing。
Molex 5G25係列廣泛應用於各個行業,像是消費領域的AR/VR設備、智能家居設備、智能手機、平板電腦、可穿戴設備,以及軍事領域的飛機航空電子設備、空拍機、無人機,該產品支持5G毫米波、Sub 6 GHz和4G/LTE應用的能力,使其在工業領域的5G和射頻設備、物聯網、便攜式音頻和導航設備,醫療領域的病人監護係統、治療和手術設備等應用中具有很高的可用性。
結語
隨著手機與可穿戴設備應用的不斷進步,給連接產品製造商帶來了設計挑戰,小型化已成為解決一些空間問題的關鍵要素,尤其是在PCB空間非常寶貴的情況下。每一個新一代射頻天線模塊和智能手機都讓我們更接近實現5G性能的全部潛力,Molex迅速利用這些機會提供互連解決方案,這些解決方案可以解決高數據速度問題,同時提供出色的SI性能,並滿足要求嚴格的25 GHz毫米波應用要求。Molex正在提高信號穩定性、穩健性能和快速組裝的標準。Molex致力於提供創新的互連解決方案,以應對不斷發展和新興的應用,同時使客戶能夠在縮小產品尺寸的同時享受新的增強功能,Molex是先進5G射頻板對板連接器的領先供應商,憑借其創新和協作傳統的支持,並與射頻天線模塊和移動設備的領先開發商合作。
來源:艾睿電子
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