電線插入到插座外殼中，插座外殼再插入到板安裝針座中，這樣組成的有線連接非常流行。這種連接方式提供了一種簡單、可靠且低成本的解決方案，能在相關產品的各個印刷電路板之間提供電源和通信路由，例如用于汽車、工業、照明和電信應用的產品。

不過，這些線對板連接確實存在一些缺點。例如，傳統的連接器體積大且非常厚，因此不適合應用于緊湊設計中。另外，組裝連接器和電纜可能比較困難，從而減慢了批量生產流程。

現在，隨著超緊湊型連接器的推出，這個問題得以解決。這些連接器的厚度低至 1.4 毫米 (mm)，可兼容自動表面貼裝組件和簡化的電纜結構。盡管這些連接器很小，但能滿足可靠有線連接的機械和電氣完整性要求，并具有鍍金觸頭、應力消除和鎖定機構等功能特征，可在需要時輕松斷開。

本文簡要介紹了有線連接的優點，然后展示了新一代緊湊型連接器如何在電子產品中更容易利用這些優點。然后，本文使用來自 Molex 的產品示例對這些連接器進行剖析，以展示這些連接器如何以如此小的體形提供高完整性的信號鏈路，以及連接器和關聯電纜的特征如何使其適合于大批量裝配。

不斷收縮的有線連接

對于單個產品內多個印刷電路板 (PCB) 之間的電力和信號傳輸，連接器和電纜有望提供一種簡單、可靠且經濟實惠的解決方案。但是，要使這種期望成為現實，這些連接必須足夠可靠，確保即使在遭受振動、灰塵和高熱的情況下仍具有高信號完整性。連接器制造商 Molex 提供了一種經過驗證的解決方案，該公司開發了一種包含插座端子、插座外殼和針座的系統。

Molex 線對板系統的圖解如圖 2 所示。

圖 2：Molex 線對板系統包括電線、插入插座外殼的插座端子，以及與外殼配接的針座組件。（圖片來源：Molex）

這種類型的常規系統（例如 Molex 的 Mini-Lock 線對板系統）使用 2.5 mm 間距來間隔連接器引腳。盡管這些系統能有效地工作，但相對較寬的間距往往會使插座和針座的整體尺寸普遍較大。例如，板安裝的 0534260610 6 路針座尺寸為 17.4 mm 寬 x 11.5 mm 深 x 6.7 mm 高（體積為 1340 mm3）。配接插座外殼 (0511020600) 尺寸為 15.5 mm 寬 x 9.5 mm 深 x 5.8 mm 高（體積為 850 mm3）。

最近，Molex 推出了間距更窄的線對板系統。此類產品包括 2 安培 (A) 的載流量，1.5 mm (5040500691) 和 1.0 mm (5037630691) 的 Pico-Lock 系統，以及 1.2 mm (0781715006) 的 Pico-EZmate 系統。引腳間距變窄使得連接器的整體尺寸明顯縮小（表 1）。

表 1：Mini-Lock (0534260610)、Pico-Lock (5040500691 和 5037630691) 以及 Pico-EZmate 系列 (0781715006) 中六路針座的尺寸。（表格來源：Digi-Key Electronics）

由于連接器系統占用的電路板面積很小并且厚度非常薄（圖 3），因此在先前因太小而無法采用線對板連接技術的產品中，工程師可利用可靠且經濟實惠的線對板連接。

圖 3：表面貼裝的 Pico-Lock 針座具有 1.5 mm 的厚度，因此可用于緊湊型最終產品。（圖片來源：Molex）

線對板連接器的關鍵元件

插座端子是使 Molex 連接器系統如此簡單的關鍵元件。該元件首先壓接到電線末端，然后插入到插座外殼中。Molex 提供各種插座端子，包括用于 24 – 28 AWG 電線及其 Pico-Lock 連接器的鍍金端子 (5040520098)，以及用于 28 - 30 AWG 電線及 Pico-EZmate 系統的 0781720411。壓接連接使用 0638275700 壓接器等手動工具或自動壓接系統來完成。

由壓接的插座端子形成的連接（圖 4）包括幾個關鍵部分，如下所述：

• 喇叭口：這是在導體壓接部位邊緣上形成的喇叭口，用作穿入線束的漏斗。這個部分很重要，因為它可以降低插座端子上銳利的邊緣割斷或劃破線束的可能性。
• 導線壓接部位：這是連接中最重要的部分，通過端子圍繞電線導線經機械壓縮而形成，這會形成一條具有低電阻和高載流能力的通用電氣路徑，而無需進行額外的焊接操作。
• 導線刷：這是指在端子的接觸側延伸超過壓接部位的線束（但不會侵入壓接連接的配接區域）。此延伸很重要，因為它可以確保在壓接過程中施加的機械壓縮作用在電線導線的最大面積上。
• 絕緣層壓接部位：這是端子的一部分，可提供電線支撐以插入外殼并消除應力。它需要盡可能牢固地固定住電線，而又不會切斷導線。

圖 4：Molex 插座端子和工具形成的壓接連接的組成部分。（圖片來源：Molex）

制作精良的壓接連接具有以下特征（圖 5）：

• 絕緣層壓接部位可壓縮而不會刺穿絕緣層
• 導線刷從導線壓接部分前端伸出的長度至少等于導線的直徑
• 在絕緣層和導線壓接部分之間的區域可見絕緣層和導線
• 導線壓接部分在前端和后端顯示出喇叭口形狀
• 過渡和配接部分不受壓接過程干擾

圖 5：結構良好的壓接連接的特征包括：可壓縮而不刺穿絕緣層的絕緣層壓接部分，以及可見的喇叭口。（圖片來源： Molex）

測量壓接高度是一種非破壞性方法，能快速驗證圍繞電線導線經機械壓縮的壓接情況。壓接高度定義為從所形成壓接的頂部表面到底部徑向表面測得的距離。由于沖頭和鐵鉆工具之間的間隙，而在導線壓接部位底部形成的擠壓件（或小喇叭口），可進一步以可視方式指示壓接質量。如果鐵鉆磨損或端子壓接過度，則會導致過度擠壓。如果沖頭和鐵鉆未對齊或饋入調整不正確，也可能會導致擠壓不均勻。

壓接插座端子在組裝后的機械對準也很重要；如果壓接部分和配接部分由于扭曲或彎曲而未對準，則會無法將插座連接器插入連接器針座中。

成功成型后，壓接插座端子將插入插座外殼中。如果壓接插座端子已機械對準，這應該不難做到，但之后務必確保端子與針座正確接合。外殼通常包括鎖定機構，用于防止端子在夾緊到位后因關聯電線受到拉扯而斷開。例如，Molex 針對 Pico-Lock 系列端子推出的 5037640601 6 路插座外殼具有一個模制矛桿，可與插座端子上的金屬矛桿接合，以防止插座從外殼中拉出（圖 6）。

圖 6：在 Molex 的 Pico-Lock 系列中，插座端子上的矛桿與插座外殼上的模制矛桿配接，以將插座固定在位。（圖片來源：Molex）

插座端子插入插座外殼后，即可將完整的電纜組件插入板安裝針座。同樣，該連接器系統的設計使這一點相對簡單，前提是外殼和針座機械對準（由于連接器非常小，這確實需要小心謹慎）。與將插座端子鎖定到插座外殼中以防止松脫的方式相同，外殼和針座也包括確保插入針座后不會輕易斷開的機構。例如，Pico-Lock 系列的 6 路插座外殼包括一個摩擦鎖和兩個正向鎖，外殼插入到針座中后，它們即會接合（圖 7）。

圖 7：Pico-Lock 針座包括一個摩擦鎖和兩個正向鎖，以確保牢固接合。（圖片來源：Molex）

專為自動化裝配而打造

對于大批量產品的制造商而言，線對板系統可能會成為一個挑戰，因為傳統針座具有笨重的外形，并且通常采用通孔連接來安裝到印刷電路板。（例如，Molex 的 Mini-Lock 0534260610 采用通孔技術。）此類特征使得無法使用自動貼片設備將連接器裝配到板上，從而迫使制造商在生產線上增加人工工序，導致生產速度減慢。

為了克服這個問題，Molex 的 Pico-EZMate 和 Pico-Lock（板安裝）針座采用了表面貼裝設計。這些器件采用焊盤而不是通孔連接，并且可用于直接封裝到自動貼片機所使用的卷盤中。此外，針座具有平坦的表面，有助于從貼片機真空噴嘴中拾取（圖 8、9 和 10）。

圖 8：Molex 的 Pico-Lock 和 Pico-EZmate 連接器采用表面貼裝設計。此處所示為 Pico-Lock 針座的焊盤型式。（圖片來源：Molex）

圖 9：Molex 的 Pico-Lock 和 Pico-EZmate 連接器可以適用于自動貼片機的卷盤形式供貨。此處所示為 Pico-Lock 針座的卷盤包裝。（圖片來源：Molex）

圖 10：Molex 的 Pico-Lock 和 Pico-EZmate 連接器具有大平坦表面，適用于自動貼裝機的真空拾取工具。此處所示為 Pico-Lock 針座的拾取表面。6 路針座的尺寸“A”為 9.8 mm。（圖片來源：Molex）

總結

線對板連接器系統提供了一種經過驗證且低成本的解決方案，能在汽車、工業、照明和電信產品中的印刷電路板之間提供電源和信號路由。但是，傳統設計相對較大的尺寸使其無法在更緊湊的最終產品中使用。

現在，新一代緊湊型線對板系統使工程師能夠將這些產品的優點擴展到更小的裝置中。只要按照制造商的規格裝配產品，這些連接器系統就能夠長期可靠地工作，即使具有最細引腳間距的連接器，也可以承載高達 2 A 的電流。

不僅如此，構成這些系統一部分的板安裝針座設計可與大批量裝配環境中常見的自動貼片機配合使用。