Benutzerdefinierte Steckverbinder sind in Hochleistungssystemen üblich
Designer versuchen oft, Standardverbindungen in ihren Endprodukten zu verwenden. Die meisten Leute führen die Benutzerfreundlichkeit als Grund an, warum sie bei Standardprodukten von der Stange bleiben. Manchmal gibt es jedoch kein Standardprodukt, das die Systemdesignanforderungen erfüllt, und es wird eine benutzerdefinierte oder modifizierte Verbindung gewählt.
Die Verwendung nicht standardisierter Steckverbinder ist weiter verbreitet, als die meisten Designer denken. So entfallen etwa 25 % des Umsatzes von Samtec auf nicht standardisierte Produkte, die von geringfügigen Modifikationen bestehender Produkte bis hin zu völlig neuen Steckverbindersystemen reichen. Zu diesen Produkten gehören Hochgeschwindigkeits-Board-to-Board-Systeme (Sandwich), Hochgeschwindigkeits-Kabelbaugruppen, Backplane-Panels und Kabelsysteme, zweiteilige Stift- und Buchsensysteme, aktive Kabelbaugruppen (im neuen optischen Leitfaden von Samtec als „Mid-Board-Optik-Transceiver“ bezeichnet) sowie HF-Steckverbinder und Kabelbaugruppen.
Entwickler von Hochgeschwindigkeitssystemen (112 Gb/s Datenrate pro Kanal PAM4, 224 in Vorbereitung) wie etwa Rechenzentren, Supercomputern, automatisierten Testgeräten und medizinischen Bildgebungssystemen verwenden häufig Hochgeschwindigkeitskabelbaugruppen, um große Datenmengen mit hohen Datenraten zu übertragen.
Obwohl es eine Vielzahl von standardmäßigen Hochgeschwindigkeitskabelbaugruppen gibt, wünschen viele Kunden Modifikationen an diesen Standardprodukten. Typische Modifikationen sind benutzerdefinierte PCB-Designs für die Pinbelegung für bestimmte Anwendungen, das Anbringen von Schutzhülsen um zweiadrige Kabel mit geringer Ablenkung oder das Anbringen von Etiketten an Steckern und Kabeln zur Identifizierung von Teilenummern oder zur Bereitstellung von Anweisungen, um nur einige der Hunderten von möglichen Modifikationen zu nennen, die vorgenommen werden können.
Eine weitere beliebte Modifikation besteht darin, die End-1- und End-2-Anschlüsse der Komponente zu kombinieren. Beispielsweise kann der Flyover® QSFP-DD-Frontplattenanschluss an eine beliebige Anzahl hochdichter End-2-Anschlüsse angeschlossen werden, die in der Nähe des Chips platziert sind. Designer benötigen verschiedene Arten von Anschlüssen für Verbindungssysteme der Vorder-, Mittel- und Rückseite.
Hochmoderne Hochgeschwindigkeitssysteme erfordern die nächste Generation von Hochleistungssteckverbindern. Viele Hersteller entwickeln jedoch für „direktere“ Anwendungen wie Industrieautomatisierung, Robotik, eingebettete Produkte sowie Bildverarbeitungs- und Sicherheitssysteme. Diese Boxen verwenden häufig einfachere traditionelle Verbindungselemente wie quadratische Pfostenklemmen („Steckverbinder“) und Buchsenleisten. Das relativ einfache Design dieser Produkte – Streifenleiter-Kunststoffisolatoren und nicht-miniaturisierte Mittellinien (z. B. 2,54 oder 2,00 mm mit 1,00 oder 0,80 mm Abstand) – macht Modifikationen einfach und relativ schnell und daher kostengünstig.
Zu den beliebtesten Modifikationen gehört die Polarisierung mehrerer Pins – das Entfernen von Pins –, um Kodierung, Luftstrom, Signalzuordnung und zusätzlichen Platz für die Stromübertragung oder Kriech- und Luftstrecken zu ermöglichen, um Sicherheits- und behördliche Standards einzuhalten. Die meisten Designer, die Platinensteckverbinder verwenden, versuchen, die Spezifikationen UL und CE 61800-5-1 zu erfüllen, die Kriech- und Luftstrecken für eine bestimmte Materialqualität, Betriebsspannung und Verschmutzungsgrad festlegen.
Eine weitere beliebte Modifikation ist das Hinzufügen von Ausrichtungs- und Polarisierungsfunktionen wie Abschirmung, Import und Blindsteckerunterstützung sowie die Kombination von Strom- und Signalstiften in einem einzigen Steckverbinder. Die Kombination von Strom- und Signalstiften in einem einzigen Steckverbindersystem spart Platz auf der Leiterplatte und verbessert die Toleranzen für passende Steckverbindergruppen.
Die meisten Board-to-Board-Steckverbinder verfügen über eine sorgfältig konzipierte Signal-Masse-Konfiguration, um eine SI-Leistung (Signalintegrität) zu erreichen. Dazu ist eine Low-Mode-Konvertierung erforderlich, um abgestrahltes Rauschen oder die Rauschempfindlichkeit zu reduzieren. Wenn eine zusätzliche Abschirmung erforderlich ist, kann der Steckverbinder in eine externe Metallabschirmung eingekapselt werden, die das gesamte Steckverbindersystem umschließt, um EMI- und EMC-Effekte zu minimieren.
Eine weitere häufige Modifikation ist die Galvanisierung. Dazu gehören unter anderem Schwergold, Silber und Palladiumnickel. Die meisten Entwickler streben höhere Zyklen, Schutz vor rauen Umgebungen, Stößen und Vibrationen sowie höhere Betriebstemperaturen an.
HF-Steckverbinder und Kabelbaugruppen werden häufig modifiziert. Zu den üblichen Anforderungen gehören Verbindungssteckverbinder mit engeren Mittellinien oder mit einer ungeraden Anzahl von Pins. Designer verlangen häufig, dass unsere Verbindungs-HF-Steckverbinder, wie etwa die Testpunktsysteme MagnumRF™ oder Bullseye®, bestimmte Positionszahlen, Abstände und benutzerdefinierte Layouts aufweisen. Dadurch können sie möglicherweise die Länge der Verkabelung reduzieren oder den Steckverbinder in einen begrenzten Raum auf der Leiterplatte einpassen, sodass der Steckverbinder näher am Chip platziert werden kann. Phasenangepasste Verkabelung und Beschriftung sind ebenfalls häufige HF-Modifikationen.
Alle oben genannten Beispiele sind Modifikationen an vorhandenen Steckverbindern. Einige Systeme erfordern völlig neue Steckverbinder, die benutzerdefinierte Stifte und Stanzteile, Kunststoffisolatoren und -gehäuse, benutzerdefinierte HF-Komponenten, Metall, spezielle Verpackungen, benutzerdefinierte Gehäuse und Verpackungen und mehr umfassen können. Arbeiten Sie eng mit Ihrem Steckverbinderlieferanten zusammen, um die ideale Verbindungslösung zu entwickeln und die Systemleistung zu maximieren.