摘要前言

在當(dāng)今復(fù)雜的系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，通過(guò)兩個(gè)或更多高密度陣列連接器或多個(gè)細(xì)間距連接器將夾層應(yīng)用中的子卡(有時(shí)稱為子板)與主板進(jìn)行配合是非常普遍的做法。為確保最終系統(tǒng)的正常運(yùn)行，在制造開(kāi)始前進(jìn)行公差疊加分析是一種良好的實(shí)踐。

公差疊加分析的重要性

首先，我們來(lái)分析單個(gè)連接器的夾層應(yīng)用。在這種應(yīng)用中，子卡被假定為自由浮動(dòng)狀態(tài)，連接器自身的對(duì)齊功能可確保完美對(duì)齊，因此不受PCB制造和組裝過(guò)程公差的影響。

然而，在使用兩個(gè)或更多連接器的多連接器應(yīng)用中，機(jī)械公差會(huì)在任何方向、任何距離上疊加。主板和子卡的板廠公差、設(shè)備公差以及最終組裝過(guò)程的公差都會(huì)對(duì)累積公差疊加產(chǎn)生影響，并可能影響連接器的功能。

在設(shè)計(jì)階段盡早進(jìn)行預(yù)測(cè)性分析將確保最終系統(tǒng)的可靠性。

注意事項(xiàng)與建議

從互連的角度來(lái)看，研究公差疊加時(shí)的最佳起點(diǎn)是通過(guò)建立連接器導(dǎo)向中心來(lái)確認(rèn)同一板上連接器之間的最終位置。

一旦確定了導(dǎo)向中心，就可以計(jì)算錯(cuò)位。錯(cuò)位值會(huì)影響公差分析的可接受極限;即使是輕微的錯(cuò)位也可能顯著增加公差疊加和最終組裝的引腳對(duì)齊難度。

在評(píng)估對(duì)齊時(shí)，除了連接器外，還必須考慮以下相關(guān)因素：

焊盤(pán)尺寸和位置

回流焊前連接器在焊盤(pán)上的放置位置

加工過(guò)程中連接器的移動(dòng)

連接器是否具有自找平或自定心功能

插拔力(配接/分離力)

是否使用定位銷或支撐柱

Samtec建議使用支撐柱，因?yàn)樗鼈兛梢韵嵌群蚙軸的錯(cuò)位影響。然而，最佳實(shí)踐是將支撐柱放置在盡可能靠近連接器系統(tǒng)的位置，這樣可以將應(yīng)力集中在連接器附近，并減少未支撐的PCB跨度。此外，建議在連接器配接后再將支撐柱等部件擰緊至最終扭矩規(guī)格。

定位銷在手工組裝過(guò)程中對(duì)引導(dǎo)連接器放置到PCB上以及對(duì)連接器進(jìn)行極化非常有用。然而，它們可能會(huì)增加公差疊加。因此，Samtec建議在機(jī)器放置或多連接器應(yīng)用中使用不帶定位銷的產(chǎn)品。如果由于極化需要而在機(jī)器放置時(shí)使用定位銷，建議將PCB上的鉆孔尺寸加大。

公差分析法

公差分析可通過(guò)算術(shù)最壞情況研究(Arithmetic Worst-Case)或均方根研究(Root Sum of Squares)實(shí)現(xiàn)，具體方法的選擇取決于應(yīng)用需求。例如，某些場(chǎng)景要求分析零故障目標(biāo)，而另一些情況則可采用保守性較低的方法，此時(shí)達(dá)到尺寸目標(biāo)的難度較低，成本也相應(yīng)更低。

均方根(RSS)研究：這是一種用于公差累積分析的統(tǒng)計(jì)方法，通過(guò)模擬多連接器應(yīng)用中所有零件的預(yù)期結(jié)果來(lái)進(jìn)行分析。

算術(shù)最壞情況(AWC)研究：這是進(jìn)行累積公差分析的傳統(tǒng)方法，計(jì)算方式為將所有零件公差設(shè)定在極限值，從而得出最大或最小的累積測(cè)量值。

連接器制造商的角色

用于構(gòu)建和制造一個(gè)系統(tǒng)的所有零部件都有其自身的公差，而這些公差在公差疊加分析中都必須加以考慮，因?yàn)檎沁@些公差的組合才形成了疊加效應(yīng)。這其中包括但不限于來(lái)自電路板廠商、合同設(shè)備制造商以及最終組裝流程的公差。

所有這些公差都會(huì)對(duì)連接器的功能產(chǎn)生影響，因此，Samtec致力于提供通用指導(dǎo)，以確保終端系統(tǒng)的可靠性。而幫助客戶獲取實(shí)現(xiàn)成功所需的信息，這正是Samtec Sudden Service 理念的一部分。

盡管如此，作為連接器制造商，我們實(shí)際上只能控制連接器本身的公差。Samtec的目標(biāo)是清晰界定連接器的公差、最大允許錯(cuò)位量、封裝布局和鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)，以及相關(guān)的加工建議。

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