扁平带状电缆和0．050间距连接器有助于优化互连系统性能

作者： Jeff Shepard

高级自动化测试设备 (ATE)、工业控制器或通信系统的设计参与者都知道，在狭小空间内进行可靠的高速信号连接面临很多挑战。根据性能预期不同，各种设计要求的连接速度从不到 500 Mbps 到超过 10 Gbps 不等，且要使用小型计算机系统接口 (SCSI)-3 Fast-20 或低压差分信号 (LVDS) 等协议。

如果您正在针对此类环境进行设计，那么细间距 0.050” (1.27 mm) 线对板连接器系统的高密度互连会让您受益，如再辅以柔性带状电缆，便可简化系统布局并加快组装速度。您的设计还可能会受益于：

· 闭锁连接器，可增强保护，防止意外断开
· 铍铜 (BeCu) 合金触头，可选 30 μ” 金 (Au) 和闪镀金等版本，支持多种配接/解配循环次数级别
· 极化键，可确保正确连接
· 应力消除装置，可提高连接安全性
· 直线和直角安装选择

哪个对您最有利取决于具体情况。一般来说，通信互连系统的设计考虑因素可以分为两类：电气和机械。首先我们回顾 SCSI-3 Fast-20 和 LVDS 示例接口所需的互连阻抗。随后我们看看其他电气和机械注意事项，最后介绍 3M 的线对板连接器系统，该系统具有多种选项和可折叠的受控阻抗带状电缆组件，可支持稳健的高速通信。

电气

阻抗是一项关键的电气规格。SCSI-3 的 ULTRA (Fast 20) 附件规定了 80 至 100 Ω 的范围，其中时钟、REQ 和 ACK 信号为 84 至 96 Ω。更具体地说，SCSI 标准建议非屏蔽扁平电缆或双绞线电缆的阻抗为 100 Ω ±10%。对于 LVDS 应用，建议使用 95 Ω 阻抗，但容差更严格，为 ±5%。

其他常见的电气规格包括：

· 根据 UL 的要求，所有线路通电后的额定电流为 1 A
· 额定电压为 125 VAC
· 500 VDC 时的绝缘电阻 >1 x 109 Ω
· 耐压 1250 VDC

机械

电气规格可确保干净、高速的信号，而机械规格可设计为确保坚固性、高密度、高效灵活的组装以及长时间运行。要想实现最佳设计，两者缺一不可。

闩锁很重要，包括极化和基本摩擦闩锁，或可选的弹出锁扣，能够增加正向闩锁和弹出功能，而占用空间极小。有些应用还要使用防拉线扣，以防止用户拉动端接电缆时受到损坏。

对于今天的高密度应用，您可以使用 0.050" 间距线对板系统，其尺寸仅为标准 0.100" 间距连接器的一半。灵活的装配选项包括直线和弯角连接器以及通孔或表面贴装。卷带包装可实现自动化组装，印刷电路板支座可实现引脚浸锡膏组装工艺。

带状电缆和绝缘穿刺触头 (IDC) 的使用可以支持高密度、灵活和薄型设计，以及快速、近乎万无一失的组装。您可以选择铍铜合金触头进一步增强设计，以实现低应力松弛、良好的整体可靠性和长使用寿命。您还可以选择镀 30 μ" 金或闪金，以支持多种配接/解配次数级别。

全部组装到一起

这一系列电气和机械要求令人生畏，需要考虑诸多选项。幸运的是，3M 拥有众多解决方案，可满足特定情况的需求。如果您要构建自己的电缆组件，则可以使用 451 系列插座和 452 系列板安装针座。例如，45230-220230 型号是 30 位表面贴装针座，45130-010030 型号是配套的 30 位 IDC 插座。两者均具有 0.050" 间距和 30 μ" 金镀层，可实现紧凑而稳固的连接。452 系列板安装针座（图 1）和 451 系列线装插座包括具有多种标准和可选功能的型号，能够优化连接器配置（图 2）。

图 1：452 系列板安装针座的标准和可选功能示例。（图片来源：3M）


图 2：除了支持高密度之外，还可以定制具有可选功能的 452 系列板安装针座和 451 系列带状电缆线装插座。（图片来源：3M）

快速周转的设计

您可能经常要面对周转快速的项目或其他交期紧的情况，而预制电缆和插座组件则可以帮您缓解问题。3M 提供多种高性能选项来满足这些需求。例如，451 系列插座组件和 3749 系列扁平电缆提供 3” 和 6” 长度，具有 10 至 30 个触头，能够满足 SCSI-3 Fast-20 阻抗要求。45114-010030-3749/14-D-3 型号是双端 14 芯 3749 系列电缆组件，两端均带有 30 μ” 镀金连接器。

如果您需要 LVDS 电气性能，3M 的 7700 系列是额定 95 Ω (±5 Ω) 的受控阻抗电缆。这些电缆比传统的护套屏蔽电缆可以处理更紧密的折叠，并且仍然具备高性能。这意味着可以将它们穿过设备内部的狭小空间并减少气流限制。该系列产品采用带有 451 插座连接器的电缆组件，并有多种长度和多种触头选项。例如，45110-010030-7700/10-D-12 是两端带有 10 针位连接器的 12" 电缆。

3M 提供数据速率从 500 Mbps 至 20 Gbps 的 IDC 连接器解决方案（图 3）。这些解决方案包括灵活的引脚分配、众多安装和闩锁选项以及多达 50 个针位，用于差分对、接地和电源连接。

图 3：3M 提供各种 IDC 连接器解决方案，支持 500 Mbps 至 20 Gbps 的连接需求。（图片来源：3M）

结语

各种应用都需要在狭小空间内实现可靠的高性能连接，但实现起来可能具有挑战性。如果您需要解决方案，3M 的 451 系列插座组件、452 系列板安装针座和 7700 系列受控阻抗电缆可以帮助您以高达 20 Gbps 的数据速率快速启动和运行。同时这些连接组件还提供各种互连选择，如闭锁机构、防拉线扣、安装配置、引脚数和带状电缆类型。