满足5G网络应用需求的小型化连接器

在高速5G网络快速发展的现在，为了提高设备的可携能力，相关产品正面临着小型化的挑战，在每个市场中，设计人员都面临着对缩小设备不断增长的需求，这意味着内部连接器也必须做得更小。本文将为您探索跨行业所面临小型化的挑战，以及由Molex针对5G应用推出的小型化连接器的产品特性。

设备小型化对信号完整性带来挑战

自5G手机问世以来，人们一直试图把更多的功能融入到狭小的空间里。在每个市场中，尤其是随着5G技术的出现，设计工程师都面临着越来越多的挑战，需要重新设计电子产品以适应不断缩小的设备，并将更多功能集成到紧凑的空间中。这种小型化趋势需要使内部连接器变得更小，并且恶性循环仍在继续。

在射频／无线设备、消费电子产品和数据中心／边缘计算等先进应用中，考虑到不断变化的用户和市场期望，在创建比以往更小的组件时会带来挑战，例如增加引脚／信号密度（无论是I/O还是电源）。

为推动使用越来越细信号间距的连接器带来了一些挑战，例如缺乏用于EMI屏蔽的内部空间，使得内部EMI效应的管理变得困难，此外，信号引脚距离太近可能会导致串扰，将导致信号衰减，进而影响信号完整性（Signal Integrity, SI），从而影响到关键的5G速度性能。

先进的5G应用需要最大限度地节省PCB空间、卓越的性价比，以及适合客户应用的大量设计功能，尤其是在将高速连接器可靠地应用到PCB上时，因此需要电气、机械和制造工艺工程方面的跨学科专业知识，来提供以更高速度运行的微电子互连，同时又不牺牲长期可靠性，并同时仍保持商业可行性，以完成小型化的目标，设计人员必须“从大处着眼”，重新定义连接创新，以满足通信、电源和I/O处理要求。

随着小型化继续渗透到每个行业和应用类别，产品设计师必须平衡竞争因素，要关注的议题包括电源和热管理、信号完整性和集成、组件和系统集成、机械应力和可制造性等，都对设备的小型化带来严苛的挑战。

小型化不仅仅是连接器变得更小

小型化不仅仅是把零件做得更小，它还涉及将这些部件组装在一起，如果可能的话，并确保设备制造商可以利用相同的设计方式，而无需重新设计PCB，因为这会产生成本。之前许多组件太小，已经无法进行手工放置操作，这迫使印刷电路板制造商转向采用自动化表面贴装技术。现在，即使采用自动化组装，处理电路板上极细间距连接的制造工艺也面临着一系列类似的挑战。

以一个典型的微型连接器的端子间距为例，即两个相邻引脚的中心之间的距离，这一距离已经从远超过1 mm缩小到0.35 mm，最终，引脚的大小会限制它们可以承载的功率的大小或频率信号电路的多少。在某种程度上，你必须在尺寸上做出妥协，才能获得高速性能。

机械限制也是一个值得关注的问题，根据所需的应用，这些连接器必须坚固、防水和防震（如果暴露在环境中），并且具有成本效益。设计的目的是为了实现量产，并在世界各地进行销售。总的来说，这些限制促使设计师在进入生产过程之前，需要采取更全面的产品设计方法。例如，设计人员可以重新考虑连接器电路布局，而不是继续缩小连接器引脚，这就是Molex在四排板对板连接器上所做的事情。这款引人注目的连接器具有4排交错接触针（因此称为“四排”），与SlimStack SSB6RP变体相比，可节省多达30%的电路板占用空间。这是一种创新方式，可以在不影响物理设计的情况下获得更小的端子间距，结果是前所未有的空间节省，同时实现高密度电路连接。

随着新功能的不断涌现推动着手机市场的发展，例如5G手机摄像头的数量每年都在增加，因此业界需要尺寸更小的组件以节省空间。最新型号的手机可以带有4或5个摄像头，在摄像头数量方面处于饱和状态。此外，5G应用的挑战也为电信行业的小型化提出了新的需求。

目前5G是最大的因素，智能手机内部需要更多的天线模块和更多的射频功能。此外，所有与5G相关的功能都需要耗费更大的电量，因此需要更大的电池，这种情况使设计工程师感到压力，必须不得不缩小其它必要部件的尺寸。

射频连接器就是一个很好的例子，过去，工程师使用同轴电缆在板到板之间传输射频信号，但现在这些被更小的射频连接器取代，这是新的小型化趋势的一部分。使用不同高度的射频连接器允许制造商在Z轴上优化组件的放置，但实现这种转变并非易事。由于5G的频率更高，为了避免信号泄漏，其它部分必须重新设计。为了满足这一需求，工程师必须为连接器开发了新的无间隙制造方法，这是下一代技术工程学科之间复杂相互作用的简单演示。

柔性板连接器克服小型化挑战

Molex致力于凭借数十年应对挑战和权衡的经验，推动小型化之路。通过全球工程和制造领导团队，Molex提供跨学科的专业知识和无与伦比的协作，以支持客户不断变化的需求，满足5G毫米波射频应用需求的5G25系列柔性板连接器的推出就是一个这样的例子。

该微型连接器为高速、极限射频应用提供卓越的SI性能和强大的插配功能，并节省紧凑型5G移动和其他通信设备所需的PCB空间，以满足高频（25 GHz）需求。Molex专有的射频端子接触屏蔽和隔离功能，可保持关键任务5G应用中预期的高水平SI性能。

与它们的物理尺寸相比，这些微型连接器复杂但机械坚固的特性，解释了它们的高电气可靠性。该连接器独特设计的屏蔽层提供全面的EMI屏蔽和高频功能，可实现卓越的EMI降低和SI性能，同时支持插配定位，它还可以防止潜在的射频接点弯曲和意外跌落引起的冲击。

具有业界领先信号完整性的连接器

Molex 5G25系列的5G应用频率高达25 GHz，可实现高速传输，手机制造商、射频模块开发商和芯片组制造商，都可以利用Molex业界领先的5G毫米波连接技术。5G25系列提供业界领先的SI性能和全面的EMI屏蔽（包括射频端子和连接器屏蔽），提供卓越的电气和无线信号性能和连接性，并在插座或插头内添加中心屏蔽触点以隔离每一行，以进一步提高整体SI稳定性。此外，Molex的全屏蔽设计可提供一流的远场增益性能，非常适合将5G天线连接到收发器的其余部分。

Molex 5G25系列尺寸紧凑，支持在节省空间的解决方案中进行高速数据传输，并针对恶劣环境条件提供额外保护。5G25系列的信号间距为0.35 mm，配合主体高度仅为0.7 mm，主体宽度为2.5 mm，长度为3.6 mm，提高了印刷线路板（PWB）设计的灵活性。此外，5G25使射频天线模块和移动设备的设计人员，能够将射频和非射频信号结合起来，从而减少对额外连接器的需求，同时节省更多空间和成本。

Molex 5G25系列是专为快速、可靠的组装而设计，采用0.30 mm节距（宽度）和0.30 mm（跨度）的一流对准余量，在对准公差方面提供高度灵活性，加快整个装配和生产过程，可实现快速、无故障的装配，具有出色的“咔哒感”以防止错配，而这款超紧凑连接器具有强大的剥离力，可提高可靠性并最大限度地减少装配操作员或自动装配机的负载，具有产品和操作可靠性所需的机械坚固性。

Molex 5G25系列广泛应用于各个行业，像是消费领域的AR/VR设备、智能家居设备、智能手机、平板电脑、可穿戴设备，以及军事领域的飞机航空电子设备、空拍机、无人机，该产品支持5G毫米波、Sub 6 GHz和4G/LTE应用的能力，使其在工业领域的5G和射频设备、物联网、便携式音频和导航设备，医疗领域的病人监护系统、治疗和手术设备等应用中具有很高的可用性。

结语

随着手机与可穿戴设备应用的不断进步，给连接产品制造商带来了设计挑战，小型化已成为解决一些空间问题的关键要素，尤其是在PCB空间非常宝贵的情况下。每一个新一代射频天线模块和智能手机都让我们更接近实现5G性能的全部潜力，Molex迅速利用这些机会提供互连解决方案，这些解决方案可以解决高数据速度问题，同时提供出色的SI性能，并满足要求严格的25 GHz毫米波应用要求。Molex正在提高信号稳定性、稳健性能和快速组装的标准。Molex致力于提供创新的互连解决方案，以应对不断发展和新兴的应用，同时使客户能够在缩小产品尺寸的同时享受新的增强功能，Molex是先进5G射频板对板连接器的领先供应商，凭借其创新和协作传统的支持，并与射频天线模块和移动设备的领先开发商合作。

来源：艾睿电子