哦,说你能C吗?——应对USB c型连接器

2018年4月4日

USB通用串行总线。让我们打破它。

通用。它无处不在,适合每个人。
串行。我们将额外的数据流相对平行的公交车。
公共汽车。一堆电线。

所以我们有一堆电线与一堆数据做一堆的事情。这是一个干净利落的把戏,如果你能把它关掉。USB已经存在了一段时间,最公认的连接器格式拇指驱动器,其中你可能有一些或许多离开贸易展览和免费赠品。你的手机可能的微型版本,或者它可能有更多的微型USB c型连接器。

奇妙之处在于这些小玩意他们一心多用的能力。这是一个港口。这是一个数据端口。这是一个显示端口。这片。史都华。但是等等,还有更多!没有处罚插在颠倒,因为它不是偏振像所有的前辈。

我可以诚实地说,我是在USB-C协议之前USB-C很酷。谷歌是/是规范发展联盟的一部分。我第一次接触是在2015年初试图创建小块电路电线和插头。这一点是笼罩在充电器组装的方程。董事会连接器后,一小块。

你们中的大多数会感兴趣,一半的连接器对因为这是印刷电路板上的一部分。如果你没有使用C连接器在设计,你可能会在一些惊喜。首先,它远远超出简单的传统的USB端口。

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图片来源:Diodes.com

即使是最先进的PCB制造商将斗争与实现。可能会有例外,但我还没有找到一个连接器供应商谁能完成所有的需求的足迹在制造业工厂店的甜点。我们大多数人将插头我们手机,平板电脑或者电脑经常在每天晚上或电力用户。很多的活动,很多的机会拖船在连接器上。我很高兴这台机器我用写这遍地都是四个USB-C连接器端口。可以确定的是,有一个有限的次数之前我可以猛拉绳破坏针的一侧。

知道了这一点,连接器供应商将指定一个高度几何约束的足迹。期待一个非常紧密的位置和尺寸公差和non-plated槽non-plated洞。那些次要的演习之后第一个钻和路由模式用于镀孔和槽。的镀槽连接器的主体往往是推板的边缘。表面与non-plated洞山垫是正确的。如果我们关心的整个设备Z-height不是这些天我们被迫使用mid-mount连接器,掌握在印刷电路板的孔中。那个小皱纹增加通孔导致同时保持一行一行的表面安装垫。因此我们non-plated孔和槽镀槽的漏洞都在非常靠近对方。

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图片来源:数据表Witarea(mid-mount)和中国连接器(SMD)

回想一下,当我们有一个工具孔,金属回落镀总是大于窄的洞。流程流钻,钻板。这些步骤后,面板non-plated洞放入夹具。它可能不是同一个运营商或工厂内的同一位置会导致自然变化和遮挡面积大的原因在non-plated洞。以下供应商的保守的足迹将不可避免地导致DFM制作者的要求。

“我们可以增加的宽容non-plated孔/槽吗?”
“我们能夹垫的镀槽的边缘板吗?”
“我们可以削减的SMD垫non-plated洞?”
“我们可以移动或删除这些插槽吗?”

严重吗?我有这些问题从制造商在顶尖技术的领先地位。甚至服装,可以可靠地腐蚀40微米(!)跟踪和空间奋斗的足迹USB-C连接器。

我在去年DesignCon访问几个连接器供应商;安费诺,很多Samtek、TE和其他人。很多摊位,他们有一个圆形板直径约八英寸跟USB-C连接器的不同版本。我只是半开玩笑的代表当我告诉她她应该每个数据表PCB制作者秀楼,问他们做DFM研究推荐的足迹几何。那就是很大的挑战。

必须有别人喜欢我。四年,计数,我们把连接器供应商表代表fab-house——我们的潜在利润。新产品进入市场的镀槽和别针从崩溃的边缘了。喘息的空间让我们扇出与标准的钻井作业。你可以找到non-plated槽/孔对远离连接插脚。这也有助于制作者同时提供另一个路由的优势。这是一个故事的重要原因。

你有多灵活?

公差是很难用flex实现电路,当然,有后座力当我们把一个C-connector six-layer flex电路。隔离的超快速度的差异对和粗糙的电力需求的笔记本电脑,这并不是一个非常灵活的flex。事实上,设备没有下降到三英尺混凝土试验的特殊零插入阻力(ZIF) flex连接器没有足够的控制边缘连接器。我物理设计师马上用小括号悬臂从一边。我清除痕迹,这是游戏。尽可能集中会说把碰撞试验假人与一个笔记本和一个impact-fused升降椅把炸药放在膝盖上,“不要在家里尝试这些!”

flex供应商可以预见的不紧约束,希望规范救济和帮派开口焊接掩模。我爱我们的身体的反应设计师。他告诉供应商,他们在做制造和组装,独自(常见的旁边),他们将负责所有与这个项目相关的故障。这是责任,在我看来,连接器供应商开始想要一个完美的足迹。他们不会的问题如果你不按照他们的设计标准。

你应该采取什么行动时,部分供应商的需求超过工厂或组装供应商的能力成为一个标准的面试问题从这一点。答案是显而易见的。让他们两个表并试图找到一个可接受的中间地带。

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照片:USB c型,顶部安装

得到的路由

好,现在你有一个USB-C连接器足迹,可以由至少一个公司。开云体育官方登录你有你所有的ESD保护二极管这里的连接器拯救其他的设备。这是路由。你可能会注意到的第一件事就是一双微分中间的痕迹从后排连接器连接到前排是否SMD或通孔。这个徽章代表遗留USB 2.0接口的四重奏。记住,交配连接器必须那么或倒没有极性的差异。你得到的是一对非常短的diff十字架/ P和N之前主要的防静电抑制电路。

我们通常可以使不交叉一双diff通过深入董事会通过,然后开始路由走在同一个方向我们进入了另一层而不是一个线性路径。这是一个技巧,是难以实现在有限的空间在这种类型的连接器。我回到旧的模拟技巧。标准的耦合器,你打印的PCB是由四个港口表示,终止和耦合信号模拟电路设计。输入端口直接直流连接终止端口,一个接地电阻销。这两条线运行的长度以及它们之间的差距将建立的耦合,3 dB, 10和20 dB是常见的。耦合端口和端口获取能量,这条线是并排路由与其他线。

另一方面,一个正交混合耦合器的两个相邻层上的线和终止端口最终对面而不是同一边作为输入,形成一个X,除了穿越是细长的实现耦合。你看这是要到哪里去。

回到了USB - C;运行的两行中央通过针或通过不同层视情况而定,并创建一个侧向耦合对而非边缘耦合可以跨越。我以前这个图表所示,因为我认为这是最好的解决方案这个路由计划。我用8和9层在这种情况下,micro-via-in-pad。请注意,我转向侧向耦合线ESD二极管。