¿Dispone de poco espacio? Utilice los conectores placa a placa más pequeños del mundo en su diseño

Los teléfonos inteligentes, dispositivos portátiles, diseños de IoT (Internet de las cosas) y dispositivos domésticos inteligentes son cada vez más pequeños y tienen más funciones, y el mercado exige aún más características en ellos. Esto nos deja a nosotros, los diseñadores, con el problema de reducir los diseños para agregar nuevas funciones. Una de las muchas preguntas que surgen es ¿cómo encogemos los conectores placa a placa sin comprometer la confiabilidad?

Para ayudar a responder esto, Molex trabajó con diseñadores de dispositivos, proveedores de circuitos impresos flexibles y sus propios contratistas, e ideó un enfoque único: los conectores placa a placa de cuatro filas. Estos, al parecer, son la familia de conectores placa a placa más pequeños del mundo, listos para el próximo diseño con limitaciones de espacio.

¿Por qué las cuatro filas los hace diferentes?

Las leyes de la física no han cambiado, es decir, la única forma de reducir el tamaño de un conector es acercar los contactos entre sí. El límite aquí es que, si el espacio entre contactos se reduce por debajo del paso de soldadura estándar de la industria de 0.35 milímetros (mm), será necesario un manejo especial durante la fabricación. Esa no es una opción para los grandes fabricantes de dispositivos de consumo. Molex, que ya es líder en innovación en conectividad, centró sus recursos en el problema e ideó una serie de conectores placa a placa de cuatro filas de alta densidad (Figura 1).

Figura 1: Los conectores placa a placa de cuatro filas de Molex utilizan una disposición de circuito escalonado con los contactos en cuatro filas. El resultado es la conservación del paso de soldadura deseado de 0.35 mm y, al mismo tiempo, la proporción de un paso de contacto de 0.175 mm. (Fuente de la imagen: Molex)

El truco es el siguiente: los conectores dividen los contactos de cada lado en pares físicamente escalonados, como se puede ver en el receptáculo de la derecha en la Figura 1. Los contactos exteriores de cada lado están espaciados según el paso de soldadura estándar de 0.35 mm. Los contactos interiores están separados por un paso de contacto de 0.175 mm, pero también tienen un espacio de 0.35 mm. El resultado es que los contactos a cada lado del conector alcanzan el espacio más estrecho de 0.175 mm, pero no comprometen la capacidad de fabricación del producto. En cambio, mantienen el paso de soldadura estándar de 0.35 mm para montaje en superficie.

Obviamente, reducir el tamaño del conector podría haber comprometido su resistencia y confiabilidad. Molex garantiza la resistencia gracias a una armadura interior y un clavo de potencia moldeado por inserción (que se observa en la figura) para proteger los pines contra daños durante la fabricación y el montaje en volumen. Molex también diseñó una alineación de acoplamiento amplia de clavija de conexión a receptáculo para facilitar el posicionamiento adecuado y garantizar un acoplamiento fácil y seguro y porcentajes de rotura de contactos extremadamente bajos.

Los contactos contribuyen al funcionamiento fiable del circuito. Los contactos de señal admiten corrientes de hasta 0.3 amperios (A), ya que tienen una resistencia de contacto de 30 miliohmios (mΩ). Con una resistencia de contacto de 20 mΩ, el contacto del clavo de potencia está clasificado para manejar corrientes de 3 A, lo que cumple con los requisitos del cliente de alta potencia en un factor de forma compacto.

El efecto general del diseño escalonado reduce la longitud del conector en un 30% en comparación con un conector estándar (Figura 2).

Figura 2: El diseño escalonado de cuatro filas permite un espacio entre contactos de la mitad que el de un conector estándar y una reducción total de la longitud del 30%. (Fuente de la imagen: Molex)

Molex ofrece actualmente dos configuraciones del conector: de 32 y 36 pines. La versión de 32 pines incluye el receptáculo 2033890323 de Molex y la clavija de conexión 2033900323 de Molex. Se trata de conectores extremadamente pequeños, como lo indican sus dimensiones. Tanto el receptáculo como la clavija de conexión tienen nominalmente 1.94 mm de ancho, 4.835 mm de largo y 0.5 mm de profundidad. La altura total cuando están acoplados es de 0.6 mm.

La versión de 36 pines incluye el receptáculo 2033890363 de Molex y la clavija de conexión 2033900363 de Molex. Las dimensiones de las piezas del conector de 36 contactos son nominalmente 1.94 mm de ancho, 5.185 mm de largo y 0.5 mm de alto. La altura total cuando están acoplados es de 0.6 mm.

Están en camino conjuntos de conectores con mayor número de contactos.

La eficiencia geométrica de estos conectores ha liberado espacio de la placa de circuito impreso (placa de CI) de gran valor para los componentes y el hardware necesario para ofrecer funcionalidad adicional en diseños futuros.

Si se leen algunos antecedentes, resulta que Molex ha enviado más de 50 millones de conectores de cuatro filas desde 2020 para respaldar a su cliente original. Esta experiencia brinda la seguridad de un producto probado y de alta calidad y una entrega confiable, que son elementos críticos para cualquier proyecto que usted pueda tener.

Conclusión

Nos enfrentamos a factores de forma cada día más reducidos, por lo que es reconfortante saber que los principales proveedores de conectores placa a placa, como Molex, están trabajando en soluciones viables para facilitar un poco nuestro trabajo. El tamaño compacto y el rendimiento confiable de los conectores placa a placa de cuatro filas los hacen ideales para una variedad de aplicaciones que requieren placas de CI y conjuntos flexibles cada vez más pequeños. El uso de estos conectores comprobados en campo crea oportunidades casi ilimitadas para las demandas de miniaturización de dispositivos como relojes inteligentes, teléfonos, dispositivos portátiles y una gama cada vez más amplia de dispositivos de IoT.