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应用场合的需要推动电子器件小型化

2023/05/31
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Molex供稿

为了满足许多新型和先进应用系统的需要,电子装置和组件正在趋于被小型化。

智能手机智能手表是让大多数消费者联想到小型化的产品。小型化在电子领域并不新鲜,毫无疑问,这种趋势正在加速发展。有许多因素促使电子器件更小、更薄、更精简。小型化趋势远远超出了半导体的规模化趋势。摩尔定律和更先进的集成电路使业界生产出功能更强大且尺寸更小的系统。不过,最终是一小部分高级应用领域推动了小型化元器件的需要。

集成电路并不是先进电子产品中唯一小型化的部件。无线设备、智能消费类设备、数据中心基础设施和边缘计算等应用领域需要更强大的I/O和更高的特征密度,这推动了装置中每个元器件的小型化。连接器等机械部件更是小型化的主要目标,特别是在当今先进产品中的复杂多板组件中尤其如此。

小型化的驱动因素

设计是许多应用领域常见的电子元件小型化的关键驱动因素。在设计中缩小半导体体积只是小型化的部分努力。小型化趋势延伸到所有元器件领域,包括机械器件和连接器。推动小型化的主要因素包括:

  • 市场需要更高的特征密度,也就是说需要把越来越多的元器件封装到更小的电路板/外壳空间中
  • 市场需要更多样的功能,需要在单个芯片、电路板和设备中实现多种功能
  • 更高的I/O密度,以支持上面强调的更高功能要求
  • 用户体验的演变推动设备小型化,进而刺激元器件小型化需求

使小型化变得进一步复杂的事实是,许多支持高级应用场合的系统都是由复杂的多电路板组件构建的。在某些电子设备中,最大的元器件是连接器和电缆,因此这些元器件的小型化对于实现外形尺寸目标非常重要。我们看到,需要进行元器件小型化的一些主要应用设备包括:射频/无线设备、消费电子和数据中心/边缘计算。

射频和无线系统

过去,射频系统占用更多的电路板空间,并且需要笨重的外部元件进行无线通信。造成这种情况的两个主要原因非常缺少小型高效的元器件,以及许多射频设备在较低频率下工作。由于这些系统中信号的工作波长需要。其实,某些在较低频率下工作的射频元器件和电路必须是较大尺寸的。

5G毫米波雷达和毫米波传感是三个主要应用领域。在更高的工作频率下,我们需要采用更小尺寸的元器件。由于现代无线应用设备在更高频率下工作,其频率达到千兆赫兹(GHz)级别,因此射频电路和元器件的尺寸被缩小。尺寸缩小的系统包括:依赖于印刷射频电路的专用射频系统,以及具有功能更强大且排列更密集天线阵列的无线系统。

5G毫米波射频柔性对板连接器

天线阵列的小型化问题出现在两个重要领域:5G设备和汽车雷达传感器。这些设备的外形尺寸分别受到外壳和车内设备布局高度的限制,要求在外形上非常扁平的电路板组件。为了实现为这些系统设定的外形轮廓和尺寸目标,并同时确保板对板连接的信号完整性,扁平连接器是必不可少的。

消费类电子产品

智能手机是全球最受欢迎的移动设备,但个人健康产品和新型家电产品等其它设备也同时在推动元器件的小型化。许多消费类电子产品以其时尚的外形而闻名,这就要求业界对这些产品中的最大元器件进行小型化。

手机中的连接器就是很好的例子。为了容纳更多元器件,元器件外形尺寸被缩小,所占用的电路板空间减少,因此天线模块、显示器和主印刷电路板之间的连接需要我们沿z轴设置非常薄的板对板或柔性对板连接器。

Easy-On FFC/FPC连接器

这些类型的扁平连接器可实现具有高I/O密度、灵活性、或超薄型特点的连接或同时具备这些特点的连接。随着越来越多的设备采用可折叠外壳,更多的互连设计将变得灵活,通常业界使用薄型连接器和电缆组件。这些连接器通常需要在同一连接器上连接电源和信号电路,所连接电源电路额定电流可能很大,而所连接的高速数字信号电路需要确保信号完整性。

数据中心和边缘计算

数据中心基础设施和边缘计算系统的硬件具有共同的特点,因为这两个领域的功能更加密度。随着越来越多的基础设施内置了更强大的网络设备、AI加速设备和现场可编程门阵列FPGA)/图形处理单元(GPU)扩展选项,数据中心环境越来越需要进行更多的计算。因此,在数据中心,机架式服务器内部的可用空间变得更小。

在边缘计算中也存在同样的尺寸限制,业界试图以更小尺寸的装置使上述数据中心功能在地理上更接近最终用户。在各种推动因素的推动下,上述两个领域中的如下计算系统装置被不断小型化:

  • 安装和外壳解决方案
  • 风扇和散热器型材
  • 扩展/加速卡
  • 夹层和板对板连接器
  • 用于信号和电源的线对板连接器
  • 收发器及其互连解决方案

在边缘人工智能等专门的计算范例中,连接器系统必须在主板上的器件之间以及外围设备之间提供高速数据传输功能。在这些系统中,连接器和电缆组件也可能需要在同一连接器中同时提供电源和信号连接,这具体取决于目标外形尺寸和应用领域。

最后,构建这些系统时,我们还要考虑一个重要的可靠性因素,这些系统必须有相当长的使用寿命,并且要耐受恶劣的环境。为此,这些产品的连接器系统应提供适当的IP等级防护并应能够承受机械冲击,但其外形尺寸必须较小,且其引脚密度和z轴高度必须符合要求。

Molex莫仕元器件支持先进的应用产品

涉及这些先进领域的公司将继续面临缩小器件外形尺寸的挑战,并且需要一系列适当的连接器解决方案,这些连接器必须符合在高度、信号完整性和所需I/O电路数量方面的要求。Molex莫仕处于这些先进应用领域的最前沿,提供一系列连接器解决方案以及构建定制互连系统的工程设计能力和专业技能。Molex莫仕提供高产量、高性价比的产品,可满足从通信到汽车和消费类物联网产品等行业在内的各行业在产品精简化、小型化、信号完整性和外形尺寸方面的需求。

 

莫仕

莫仕

作为电子互连产品领域的全球领先供应商,Molex 致力于创新解决方案的设计和开发,产品涉及大众生活等诸多重要领域。 我们的产品组合雄冠全球,种类多达 100000 多种,包括电气和光纤互连解决方案、开关和应用工具。Molex成立于1938年,在业界享有针对挑战性设计问题开发独特的互连解决方案的盛誉。实例包括:简单的PCB连接器和冲压电路,以及用于彩色电视机的尼龙插头和插座。Molex还推出了更小的连接器和模块化互连产品——其年代的微型产品并继续成为电子元器件小型化的领军企业。产品部门运输产品部门: 致力于汽车和其它运输设备中先进的发动机、驾驶舱和信息娱乐功能的互连产品。商用产品部门: 致力于各种行业应用中的多种产品。该部门的新产品开发集中在高速、高密度、高信号完整性的互连应用。微型产品部门: 以开发世界上最小型的连接器而知名,致力于便携式数字产品应用,总部设在日本。自动化和电气产品部门: 致力于为工业、建筑和其它应用中的工厂自动化、供电、临时照明和人机工程产品提供严苛环境下的技术。集成产品部门: 利用Molex互连技术生产高端组件,特别是印刷电路板、光纤、柔性电路和其它应用。全球销售和营销机构: 区域销售和工业营销支持的高度协作性机构,致力于帮助客户轻松了解Molex的全系列产品。Molex公司服务于各个行业的客户,包括电信、数据通信、计算机及其外围设备、汽车、网络布线、工业、消费品、医疗以及军用品市场。产品制造Molex拥有59座产品制造工厂,战略性地分布于亚洲、欧洲和北美洲。由于创新和品质离不开先进的制造工艺,我们正不断地提高铸芯造型、冲压、电镀和组装工艺。我们采用最先进的塑料注射成型机和金属冲压成形机。我们不断地创造新的工艺,迎接制造更小的连接器提出的挑战。我们开发了一种新型的塑料镀金属技术,为产品提供优异的防护性能,同时加速了移动电话天线等应用中的定型和制造工艺。我们在集成产品部门拥有印刷电路卡和接线组件的强大制造能力。我们致力于降低制造成本同时投资提高生产能力,推动着更少但是更大的Molex工厂的趋势。我们的很多投资将用于扩建现有工厂,集中于整合具体地点的专长和工艺。我们的目标是:获得规模经济性和更高的生产能力,同时继续确保准时交货。在我们投资提高生产率和扩大生产能力的同时,品质始终是极为重要的。所有Molex工厂都获得了ISO 9000认证,我们的自动化工厂正以ISOTS- 16949标准一路领先。Molex致力于符合所有的国内和全球环境标准。这是我们的环保行动(在本部分也有介绍)的基础。molex在中国的主要工厂分布在大连、东莞、成都、上海等地。

作为电子互连产品领域的全球领先供应商,Molex 致力于创新解决方案的设计和开发,产品涉及大众生活等诸多重要领域。 我们的产品组合雄冠全球,种类多达 100000 多种,包括电气和光纤互连解决方案、开关和应用工具。Molex成立于1938年,在业界享有针对挑战性设计问题开发独特的互连解决方案的盛誉。实例包括:简单的PCB连接器和冲压电路,以及用于彩色电视机的尼龙插头和插座。Molex还推出了更小的连接器和模块化互连产品——其年代的微型产品并继续成为电子元器件小型化的领军企业。产品部门运输产品部门: 致力于汽车和其它运输设备中先进的发动机、驾驶舱和信息娱乐功能的互连产品。商用产品部门: 致力于各种行业应用中的多种产品。该部门的新产品开发集中在高速、高密度、高信号完整性的互连应用。微型产品部门: 以开发世界上最小型的连接器而知名,致力于便携式数字产品应用,总部设在日本。自动化和电气产品部门: 致力于为工业、建筑和其它应用中的工厂自动化、供电、临时照明和人机工程产品提供严苛环境下的技术。集成产品部门: 利用Molex互连技术生产高端组件,特别是印刷电路板、光纤、柔性电路和其它应用。全球销售和营销机构: 区域销售和工业营销支持的高度协作性机构,致力于帮助客户轻松了解Molex的全系列产品。Molex公司服务于各个行业的客户,包括电信、数据通信、计算机及其外围设备、汽车、网络布线、工业、消费品、医疗以及军用品市场。产品制造Molex拥有59座产品制造工厂,战略性地分布于亚洲、欧洲和北美洲。由于创新和品质离不开先进的制造工艺,我们正不断地提高铸芯造型、冲压、电镀和组装工艺。我们采用最先进的塑料注射成型机和金属冲压成形机。我们不断地创造新的工艺,迎接制造更小的连接器提出的挑战。我们开发了一种新型的塑料镀金属技术,为产品提供优异的防护性能,同时加速了移动电话天线等应用中的定型和制造工艺。我们在集成产品部门拥有印刷电路卡和接线组件的强大制造能力。我们致力于降低制造成本同时投资提高生产能力,推动着更少但是更大的Molex工厂的趋势。我们的很多投资将用于扩建现有工厂,集中于整合具体地点的专长和工艺。我们的目标是:获得规模经济性和更高的生产能力,同时继续确保准时交货。在我们投资提高生产率和扩大生产能力的同时,品质始终是极为重要的。所有Molex工厂都获得了ISO 9000认证,我们的自动化工厂正以ISOTS- 16949标准一路领先。Molex致力于符合所有的国内和全球环境标准。这是我们的环保行动(在本部分也有介绍)的基础。molex在中国的主要工厂分布在大连、东莞、成都、上海等地。收起

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