【導讀】眾所周知
，PCB板設計是電子設計工程師必須具備的一項基本功
，也是檢驗硬件工程師技術實力的試金石。不過，如果你希望在“畫板子”這種板級設計之外，還能夠向電子產品的係統級設計進階，那麼PCB之間的互連設計
，就成了一個必須掌握的技能點。

之所以要考慮PCB之間的互連，原因很好理解：如今電子係統日趨複雜，再考慮到係統擴展性的要求
，想要將所有功能在一塊大PCB上實現顯然是不可能的，因此就需要化整為零，將不同的功能放在不同的PCB上來實現
，再將這些“小”PCB相互連接起來構建完整的大係統。

但是這說起來容易，在實戰中，如何通過優化的布局讓PCB各就其位，合理地安放在係統中
，往往是一件令工程師困擾的麻煩事。在許多設備的機箱中，我們都能見到由於“無處安放”而被草草放置的PCB。

想要合理地“安放”好所用的PCB
，讓它們各得其所，又能夠彼此可靠互連，這其中有不少技術問題要仔細考慮。

#1 首先，要充分考慮空間利用最大化的問題
，這就要求在設計中盡可能使用高密度
、緊湊型的互連解決方案。

#2 其次
，也需要考慮互連方案的可擴展性，確保其能夠提供足夠多的產品選項以應對多樣化的設計需求
，提供更大的設計靈活性。

#3 再有，現場的易裝配、可維修性也十分關鍵
，這可以大大減少設備維護

、檢修等成本和勞動強度
，同時也有利於減少人員操作失誤的發生。

#4 此外，在工業等複雜環境的應用中，在EMC和安全防護方麵通常還會有更高的要求。

#5 最後
，最終設計的方案還需要考慮美觀、井然有序，並符合設計規範


，這才是“工程師美學”的更高境界。

想要實現以上這些設計目標，就需要PCB方案產品來提供助力。今天
，我們就來為大家介紹兩種常用且非常實用的解決方案：板對板連接器和模塊化的電子殼體。

板對板連接器

硬件工程師對板對板連接器一定不會陌生，與其他連接器相比，板對板連接器無需線纜，通過針腳直接將PCB板連接在一起
，讓電源
、信號與數據的傳輸鏈路更短，設計也更為緊湊，因此其在低功耗、信號完整性、小型化設計等方麵發揮著不可替代的作用。同時，板對板連接器對於實現功能擴展
、提升設計靈活性、優化係統成本等也大有裨益。

總而言之，板對板連接器能夠在有限的空間內
，讓不同PCB之間的連接更加“隨心所欲”，以避免出現PCB難於“安放”的尷尬問題。

Phoenix Contact的FINEPITCH係列產品就是一個優秀的板對板連接器係列。該係列中0.8mm和1.27mm間距的產品，數據傳輸速率高達16Gbps
，額定測試電壓為500VAC，工作溫度範圍-55°C至+125°C
，能夠實現在較小空間內的信號和數據傳輸
，非常適合於工業PCB連接。

圖1：FINEPITCH係列板對板連接器

（圖源：Phoenix Contact）

FINEPITCH係列板對板連接器之所以性能表現不俗，其中0.8mm版本采用的ScaleX雙麵觸點係統更是功不可沒，該技術對於實現穩定而靈活的PCB連接起到了關鍵的作用。

圖2：ScaleX雙麵觸點係統

（圖源：Phoenix Contact）

首先，ScaleX技術采用內外雙觸頭設計，可實現孔式和針式兩種連接，即使在緊湊的空間內也具有良好的抗振性能，確保了穩固而可靠的連接。

其次，ScaleX觸點係統還有相當出色的“容錯”設計——其提供的公差補償功能，在配接時允許±0.7mm的中心偏移，以及2°/4°的傾斜度偏差，可有效防止殼體內部觸頭因錯配造成的損壞，令連接器更加堅固耐用。

圖3：ScaleX技術出色的公差補償功能

（圖源：Phoenix Contact）

此外，ScaleX觸點係統具有針式和孔式兩種連接方式，可實現不同的堆疊高度——0.8mm係列堆疊高度為6mm至12mm（未來會擴展到20mm）
，1.27mm係列堆疊高度在8mm到13.8mm之間，給用戶提供更多產品選項。同時
，插配時針式連接器可完全插入孔式連接器
，這時僅留最小的PCB板間距；而如果想增大板間距

，針式連接器可露出接觸區域外最多1.5mm，且保始終留有至少0.9mm可靠的接觸區域，這樣的特性使其能夠在產品設計或應用場景發生變化時
，提供足夠的互連靈活性。

圖4：ScaleX技術可擴展的堆疊高度支持更大的靈活性

（圖源：Phoenix Contact）

在上述這些共同的優勢特性基礎上
，FINEPITCH係列連接器0.8mm和1.27mm兩個子係列產品還各具特色，以滿足特定目標應用的要求。

0.8mm間距FINEPITCH連接器的一大特色，在於可以提供出色的EMC屏ping蔽bi性xing能neng。在zai該gai屏ping蔽bi型xing連lian接jie器qi的de設she計ji上shang，孔kong式shi連lian接jie器qi和he針zhen式shi連lian接jie器qi之zhi間jian有you很hen多duo屏ping蔽bi轉zhuan換huan點dian，可ke將jiang幹gan擾rao電dian流liu快kuai速su釋shi放fang，同tong時shi良liang好hao的de焊han接jie工gong藝yi確que保bao了le與yuPCB間的穩固連接，將兩個外部觸頭同時接地，即可實現出色的屏蔽，防止信號幹擾。

圖5：0.8mm FINEPITCH連接器具有出色的EMC屏蔽性能

（圖源：Phoenix Contact）

1.27mm係列產品的一大突出特點就是可以實現多種連接方式，包括夾層連接
、共麵連接、母板與子卡連接，以及采用扁平電纜的線對板連接，這使其可適應多樣化的互連需求
，讓PCB的連接更為靈活。

圖6：1.27mm FINEPITCH連接器可實現多種連接

（圖源：Phoenix Contact）

由此可見，FINEPITCH係列這樣的板對板連接器
，集PCB連接的可靠性
、耐用型
、靈活性於一身，可以幫助開發者在有限的空間內將不同的PCB“安放”妥帖。這樣的解決方案在廣泛的工業應用中自然會大受歡迎。

模塊化的殼體係統

在人們傳統的認知中，電子設備的殼體主要的功能是對內部的PCBhezujiantigongbaohu，shiqimianshouwaibuhuanjingdeyingxiang，tongshiyenenggoufangzhirenyuanshoudaodianqishanghai。ershijishangzaibaohugongnengzhiwai，dianzishebeiketihaijianjuhuliandezuoyong，shiketineibudianluhuomokuaiyuwaibuxitongxianghulianjiedejiemian。

在複雜的控製係統（如PLC）中,如何通過殼體讓PCB與係統中其他組件完美地“融”為一體

，而非成為“格格不入”的存在，是一個十分考驗工程師係統級設計能力的課題。麵對這一挑戰，Phoenix Contact解決方案選擇的技術路徑是標準化和模塊化。

大家知道，在工業係統的設計中，DIN導軌由於為電氣組件提供了一種便捷的安裝方式，被廣泛應用並成為了行業標準，支持該標準的組件無需螺絲固定而是被“卡”在DIN導軌上，整個裝配過程十分簡便。由此，Phoenix Contact產生了一個殼體的設計思路：

開發出一種符合DIN導軌標準的殼體
，這樣就能夠讓PCB和電子模塊像其他電氣組件一樣也被整齊地“安放”在DIN導軌上
，並與其他外部功能模塊實現有序地連接；同時
，在這個標準化設計的基礎上，再通過模塊化的設計，形成多功能
、係列化的殼體產品，以適應不斷擴展的應用所需。

按照這一設計思路，Phoenix Contact打造出了ME-IO係列多功能電子模塊殼體。

圖7：ME-IO係列多功能電子模塊殼體

（圖源：Phoenix Contact）

ME-IO殼體係統的優勢特性包括：

1. 采用正麵接線，支持正麵直插式連接，可輕鬆實現信號、數據和電源線的現場連接。

2. 接線密度高，腳距3.45mm和5.0mm，可提供4位和6位連接器，18.8mm的單個設備總寬度可實現多達54個接線位。

3. 提供三種模塊寬度（18.8mm、37.6mm和75.2mm），適用於多種應用場合。

4. 拆裝便捷
，采用鎖放係統
，可快速輕鬆地鎖緊和鬆開連接器，無需特殊工具和耗時的接線作業即可快速更換模塊。

5. 連接器和插座配備多種防插錯編碼元件，可提高插接接口時的可靠性。

6. 提供8位DIN導軌底部連接器，可輕鬆實現模塊間通信。

7. 借助模塊固定帶，可在有限空間內對連接器進行任意機械分組，進一步簡化操作
，提高效率。

想象一下，在有限的空間內，將PCB置於ME-IO係列模塊化的殼體內
，安裝方便，連接便捷，兼顧安全和美觀，還能不斷擴展出新的殼體模塊滿足新的設計要求
，這無疑可以將工業PCB互連設計提升到一個新境界！

本文小結

當硬件工程師將視野從PCB的板級設計擴展到整個產品或方案的係統級設計時
，就會發現各個PCB的布局和安放，是繞不過去的一道坎兒。邁不過去，就會出現PCB“無處安放”的現象。

表麵上這看似是一個設計“美觀”的問題，而深層次反應出的則是PCB互連設計上的短板。想要補齊這一短板
，板對板連接器

、模塊化的殼體係統都是不錯的解決方案。本文所介紹的Phoenix Contact提供的相關產品和方案，就是一個很好的例證。掌握了這些技能點
，你的係統級設計水平，也能上一個新台階！

相關技術資源 

FINEPITCH 0.8mm和1.27mm板對板連接器，了解詳情>>

ME-IO係列多功能電子模塊殼體，了解詳情>>

來源：貿澤電子

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