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小型化创新:智能思维如何让智能手表更智能

在竞相增加功能的比赛中,消费电子设计师需要快速进行创新。

举个例子,一家领先的智能腕表制造商希望在下一代型号上添加更多功能,但电路板上已没有空间来容纳新的电子元件。这家制造商意识到,对于实现该技术至关重要的连接器在关键电路板上占用了太多宝贵的空间,因此他们向 Molex莫仕求助以解决此问题。自智能手机于 2010 年推出以来,Molex莫仕已为移动设备和可穿戴设备提供了超过 400 亿个板对板微型连接器,因此在帮助解决这个问题上具备了独特的资质。

快速打造新设计

为了解决这一问题,Molex与智能手表制造商、柔性印刷电路(FPC)供应商和合同制造商(CM)密切合作,快速整合设计思路,并确保拟议更改的可行性。

经过这种紧张的、以截止日期为导向的团队合作,业界第一个交错电路布局的微型连接器问世了。与传统设计相比,这种新型四排板对板连接器可节省高达 30% 的空间,新的传感器和其他硬件提供了大量空间,以实现额外的功能。

为解决这个问题,Molex莫仕与智能腕表制造商、其柔性印刷电路 (FPC) 供应商和合同制造商 (CM) 紧密合作,快速整合设计理念,并随着工作的进展确保拟议变更的可行性。

尽管时间紧张,此次紧密团队合作的结果是业界首个采用交错电路布局的微型连接器。与传统设计相比,这种新型四排板对板连接器可节省高达 30% 的空间,为新传感器和提供附加功能所需的其他硬件腾出了充裕的空间。

在内部协作的基础上构建

要实现这种前所未有的合作密度,需要Molex工程师与Molex日本专注于高精度、微型化的制造团队开展紧密合作。这两支团队通过内部工具实时协作,这在业界是不同寻常的。

车间和工程师之间的自动化和互联性也缩短了从构思到实施所需的时间。Molex 工程师能够看到连接器配接需要进行一些修改。作为回应,他们设计了一种嵌入成型的内部装甲,以防止连接器断裂。插入成型的动力钉,可以防止在配接操作时损坏。和宽对齐,以实现正确的配接位置。

Molex 的管理原则是基于科氏工业市场化管理  PBMTM  原则,个人和团体决策遵循MBM原则。这种协作方法的重要性得到了最近设计工程师问卷调查的证实。其中92%的设计工程师认为协作沟通技能与设计环境中的技术专长同样重要。

充当值得信赖的顾问

事实上,Molex的协作已经延伸到其客户和供应商。随着时间的推移,这些协作已经发展为深厚的关系,扩大了我们作为战略技术顾问的角色。

四排微型连接器的案例中,Molex 工程师发现表面贴装服务提供商使用标准的 0.35毫米端子间距以便于制造。任何小于0.30毫米端子间距的东西目前都难以高效准确地组装和加工。为了保持合同制造商的可制造性和装配可靠性,Molex工程师确定了针对安装垫的熟悉布局保持不变。相反,该团队专注于它可以控制的东西,即内部信号接触布局。

Molex的工程团队与全球领先的FPC设计、开发和制造专家合作,确定了将引脚错开尽可能近的位置,可以使引脚以0.175毫米的更近的信号接点间距分布在四排上。实现了有史以来第一个交错电路布局,节省了创纪录的30%的空间,实现了高密度电路连接。

这一切都得益于Molex一贯的团队合作,以及Molex与客户和供应商生态系统建立牢固关系的坚定决心。通过在FPC供应商的研发部门树立倡导者,工程团队能够说服FPC供应商和智能手表制造商进行关键的设计变更,比如将微型连接器焊接到柔性电路板上。这改变了设计领域的游戏规则,将更多的功能塞进一个更紧凑的空间。Molex的设计工程师还评估说,在大规模生产时,设计上的改变也会提高产品可靠性。

创新的未来

随着制造商继续扩大小型产品的功能,如智能手机、耳塞和AR/VR(虚拟现实)设备,他们布局日益密集的印刷电路板必须保持高度可伸缩性,并保持非常小的尺寸。新的连接器设计,如这个四排产品可以帮助他们进行创新,使其不必担心信号完整性等问题。

这就是为什么拥有供应商是如此重要,你不仅可以求助于他们提供零部件,还可以寻求合作。Molex为整个移动设备生态系统提供建议,我们在5G、毫米波、射频、信号完整性、天线、电源、摄像头和显示技术方面拥有成熟的专业知识。

Molex 已售出超过 1.5 亿个四排连接器,现在可用于商业目的。Molex 的协作文化和早期开展客户协作的做法促进了高度差异化设计理念的发展,我们将继续探索即将推出的新配置。

要实现这种前所未有的密度,Molex莫仕工程师必须与位于日本的高精度、微型化制造团队紧密合作。借助内部工具,两个团队得以实时合作,这在该行业中是一种罕见的能力。

车间和工程师之间的自动化流程和互联互通也减少了从想法到实施所需的时间。Molex莫仕工程师发现需要对连接器插配进行一些修改。为此,他们设计了嵌件成型的内部护甲(以防止连接器断裂)、嵌件成型的电源钉(以防止在插配操作时损坏);以及宽对齐方式(有助于确保正确的插配位置)。

Molex莫仕建立在 Koch Industries 市场导向管理 (MBM®)原则的合作基础之上,这些原则赋予了个体和团体做出决策的权力。最近的“设计工程师揭秘”调查证实了这种协作方法的重要性,其中 92% 的设计工程师认为,在设计环境中,协作技能与技术专业知识同样重要。

成为值得信赖的顾问

事实上,Molex莫仕的协作方式早已延伸到了我们的客户和供应商。随着时间的推移,这些合作已发展为深厚的关系,并拓展了我们作为战略技术顾问的角色。

四排微型连接器的例子中,Molex莫仕工程师发现 SMT 服务提供商使用标准 0.35 mm 间距以方便制造。如果间距小于 0.30 mm,则很难高效、准确地装配和加工。为支持 CM 制造并增强装配信心,Molex莫仕工程师决定采用熟悉的焊盘布局。但团队专注于其可控的内容:内部信号触点布局。

通过与 FPC 设计、开发和制造领域全球领先企业的专家合作,Molex莫仕工程团队决定将插针尽可能地交错排列,使插针以更接近的信号接触间距 (0.175 mm) 跨四排定位。其结果是:有史以来的首个交错电路布局,前所未有地节省了 30% 的空间,从而实现了高密度电路连接。

这一切都要归功于自始至终的团队合作,以及 Molex莫仕坚定不移与客户和供应商生态系统建立的牢固关系。通过在 FPC 供应商的研发部门内建立支持关系,工程团队得以说服 FPC 供应商和智能腕表制造商做出关键的设计变更,例如,将微型连接器焊接到 FPC 上。这彻底改变了设计,为将更多功能塞进更狭小的空间提供了关键的机会。根据 Molex莫仕设计工程师的评估,此次设计变更还将提高批量制造时的可靠性。

创新的未来

随着制造商不断扩展智能手机、耳机和 AR/VR 设备等小型产品的功能,其日益密集的印刷电路板必须保持高度可扩展性和极小的空间。四排连接器等新颖的设计可以帮助他们进行创新,而无需担心信号完整性等问题。

这就是为什么拥有一家不仅能提供零部件,还能与之合作的供应商如此重要。凭借其在 5G、毫米波、射频、信号完整性、天线、电源、摄像头和显示技术方面久经考验的专业知识,Molex莫仕可在整个移动设备生态系统中提供此类建议。

Molex莫仕已售出超过 1.5 亿个四排连接器,并且该产品现已投入商用。Molex莫仕的协作文化和早期客户协作推动了高度差异化设计理念的发展,我们还将继续探索这一理念,以推出新的配置。