当今汽车应用中转向连接器选择的4个因素

每一代的新一代汽车都带有一系列新的电子系统和配件。其中一些已取代了以前主要通过机械方式实现的功能。其他电子部件则是全新的。某些功能(例如雷达)对于驾驶员是不可见的，而其他功能(例如平视显示器(HUD))则是驾驶体验的核心。无论动机和实施方式如何，保持设计美学都是至关重要的。这给汽车工程师带来巨大的压力，需要将复杂的电子系统压缩到体积有限的空间中。当然，不能采取任何这些措施来损害车辆的安全性或可靠性。

在过去的十年中，白炽灯泡已被电子控制的LED串或其他固态照明器所取代。机械手闸已被用于电动驻车制动器(EPB)，在其机械前身的基础上增加了坡地保持性。甚至后视镜也可以通过结合摄像头和显示器来实现，而不是通过镜面玻璃来实现。除了与车辆的电源和电气/电子(E / E)数据网络建立可靠连接之外，他们还经常需要超薄型板对板或线对板连接。键盘和显示器通常还实现为通过柔性印刷电路(FPC)或柔性扁平电缆(FFC)连接到中央系统的卫星元件。

1.使用多个板

图1：SlimStack FSB5板对板连接器提供0.4mm的间距和低至5.0mm的配合高度

将摄像机和相关的图像处理电子设备集成到用于机翼和后视镜的相同或更小的外形尺寸中，必须使用堆叠式多板方法。除了承受汽车环境的冲击和振动外，电子产品和连接器解决方案还必须在广泛的温度范围内提供可靠的互连。

在选择连接器解决方案时，此类堆叠式印刷电路板(PCB)实施需要仔细检查板间连接的性质。在成像系统的情况下，许多信号将是低电压、高频和大量信号类型。另外，可能将需要传输电力。根据所输送的电流，可能需要多个连接器插针来处理所传输的功率。除了电气参数外，还必须检查外壳中的可用体积和PCB上的固件。即使是带有表面安装引脚的高密度、薄型板对板连接器，也可能消耗令人惊讶的PCB面积，尤其是在考虑到由于其他组件或机械原理造成的遗留问题(图1左)。

2.使用连接器处理电源和信号

图2：这些SlimStack板对板连接器和插座末端的ArmorÔ钉可提供高达3.0A的功率

高密度连接器本质上具有大量的细金属导体。这些通常是为处理低压信号，而不是提供功率而优化的。可以并行使用多个引脚来处理功率传输，但是电路板面积、引脚数和其他限制因素可能意味着这是不可行的。选择专用于电力传输的连接器可能被认为是一种合适的替代方法，但是，由于空间有限，仅采用电力传输的辅助连接器可能不是一个选择。

在这种情况下，值得寻找一种经过优化以处理数据信号和功率传输的多功能板对板连接器。这样的解决方案为数字和模拟信号提供高密度镀金触点，同时提供更大表面积的触点，例如可以处理几安培电流的镀金ArmorÔ钉(图2)。在开发过程中，更改应用规范的元素(包括可用于安装的空间量)并不罕见。连接器系列通常提供一系列的高度选项，允许在不改变PCB布局的情况下，实现更薄或更厚的构建高度。

3.在极端环境下保持连接

图3：间距为0.5mm的FFC板载连接器(501786/501833/501784)提供垂直和直角插入解决方案，接地端子和小巧的高度，为紧凑的空间提供了选择

车辆在全球范围内的各种条件下运行，车主期望获得无忧的体验。不管他们是在街上行驶还是在越野上度过时间，度过寒冷的冬季或赤道夏季的高温。连接器应由在极端温度下会发生有限膨胀和收缩的材料制成，并且在遭受振动和冲击时仍能提供不间断的信号和功率传输。

尽管比例很小，但即使最小的细间距连接器产品也可以实现弹簧加载的多点触点。集成到连接器中的摩擦锁和指甲锁还确保了较高的保持力(HRF)，从而具有出色的配合可靠性。选择具有镀金销钉的解决方案可确保在车辆的整个使用寿命内提供腐蚀防护，从而抑制了随时间推移可能影响导电性的氧化物的形成。

通过FFC或线对板连接器连接显示器或人造板时，设计人员通常可以在例如垂直或直角连接器之间进行选择(图3)。当周围的塑料或金属外壳阻碍柔性色带定位时，这通常会很有帮助。一些FFC / FPC插座也支持柔性带状电缆上的电缆接头，从而在增加固位力的同时，提供清晰的视觉指示，指示正确的对齐方式。

4.制造商的连接器选择

小角色经常会有大作为，尤其是连接器的情况。构造这样的紧凑且密集的电子设备可能是一个挑战，尤其是在尝试对齐电路板或在制造过程中有效地将FFC或线对板连接器滑入插座时。为了简化插座和连接器的配合，许多连接器具有较大的对齐区域。一旦稳固就位，它们可能还会发出喀哒声，即使在盲插条件下也可以保证正确安装。

还应研究简化自动化制造过程的功能，因为这些功能可显著有助于节省制造成本或提高长期可靠性。例如，某些连接器在引脚的金镀层上方包括镍阻挡层，以防止焊剂侵入。而且，尽管它们的尺寸很小，但许多连接器设计仍可确保有足够的平坦表面积，以便可以从产品卷中拾取和放置它们(图4)。带有极化键的开放式插座也可以简化线对板连接器的安装。

FPC和FFC柔性带状连接器也有后翻转和前翻转执行器两种形式。根据制造限制，考虑彼此之间的限制可能有助于加快施工速度，并减少由于错误连接的FPC和FFC而引起的质量问题。

结论

从表面上看，选择合适的连接器似乎是汽车工程师需要做出的更简单的设计决策之一，但还有很多需要考虑的问题。电子系统本身定义了连接器的数量，但是绝对值得花时间考虑连接器所提供的广泛功能，以提高汽车电子设备的整体可靠性。从安装和互连方面的改进，到减少磁通量的侵入和发出可听见的喀哒声，最佳的连接器选择可以带来长期的可靠性改进，并最大程度地减少质量问题。