Espace restreint ? Utilisez les connecteurs carte-à-carte les plus compacts du monde dans votre conception

Les smartphones, les dispositifs corporels, les conceptions Internet des objets (IoT) et les dispositifs pour maison intelligente sont de plus en plus petits et de plus en plus performants, et le marché exige qu'ils offrent toujours plus de fonctionnalités. Les concepteurs doivent donc réduire la taille de leurs conceptions et y ajouter de nouvelles fonctions. L'une des nombreuses questions qui se posent est la suivante : comment réduire la taille des connecteurs carte-à-carte sans compromettre la fiabilité ?

Pour y répondre, Molex a collaboré avec des concepteurs de dispositifs, des fournisseurs de circuits imprimés flexibles et ses propres sous-traitants. Ils sont ainsi parvenus à une approche unique, à savoir les connecteurs carte-à-carte à quatre rangées. Il semblerait qu'il s'agisse de la gamme la plus compacte au monde de connecteurs carte-à-carte, prêts à l'emploi pour votre prochaine conception à espace limité.

Qu'est-ce qui rend les connecteurs à quatre rangées différents ?

Les lois de la physique n'ont pas changé : la seule façon de réduire la taille d'un connecteur est d'en rapprocher les contacts. La limite dans ce cas est que si l'espacement des contacts passe en dessous du pas de soudage standard de 0,35 millimètre (mm), il faudra une manipulation spéciale lors de la fabrication. Cette option n'est pas envisageable pour les fabricants de dispositifs grand public à haut volume. Molex, déjà leader en matière d'innovation dans le domaine de la connectivité, s'est intéressé au problème et a mis au point une série de connecteurs carte-à-carte à quatre rangées haute densité (Figure 1).

Figure 1 : Les connecteurs carte-à-carte à quatre rangées de Molex utilisent un circuit décalé qui positionne les contacts sur quatre rangées. Ils conservent ainsi le pas de soudage escompté de 0,35 mm tout en fournissant un pas de contact de 0,175 mm. (Source de l'image : Molex)

L'astuce est la suivante : les connecteurs répartissent les contacts de chaque côté sous forme de paires physiquement décalées, comme on peut le voir sur le connecteur de droite de la Figure 1. Les contacts extérieurs de chaque côté sont espacés en respectant le pas de soudage standard de 0,35 mm. Les contacts intérieurs sont décalés par un pas de contact de 0,175 mm, mais présentent également un espacement de 0,35 mm. Les contacts de chaque côté du connecteur atteignent ainsi l'espacement plus proche de 0,175 mm, mais sans compromettre la fabricabilité du produit. Au contraire, ils conservent le pas de soudage standard de 0,35 mm pour le montage en surface.

Le fait de réduire la taille du connecteur aurait clairement pu compromettre sa solidité et sa fiabilité. Molex garantit la robustesse grâce à une armure intérieure et à l'onglet d'alimentation moulé par insertion (indiqué sur la Figure) pour protéger les broches contre tout dommage lors de la fabrication et de l'assemblage en grande quantité. Molex a également conçu un alignement de couplage mâle-femelle afin de simplifier le bon positionnement et de garantir un couplage facile et sûr, pour des taux de casse des contacts extrêmement faibles.

Les contacts contribuent à un fonctionnement fiable du circuit. Les contacts de signal prennent en charge des courants jusqu'à 0,3 ampère (A) grâce à leur résistance de contact de 30 milliohms (mΩ). Avec une résistance de contact de 20 mΩ, le contact à onglet d'alimentation peut supporter des courants de 3 A, répondant ainsi aux exigences des clients en matière de haute puissance dans un format compact.

La configuration décalée réduit globalement la longueur du connecteur de 30 % par rapport à un connecteur standard (Figure 2).

Figure 2 : La conception décalée à quatre rangées permet un espacement des contacts deux fois plus réduit qu'un connecteur standard, et une réduction globale de la longueur de 30 %. (Source de l'image : Molex)

Molex propose actuellement deux configurations du connecteur : 32 et 36 broches. La version à 32 broches inclut la prise 2033890323 de Molex et la fiche 2033900323 de Molex. Il s'agit de connecteurs extrêmement compacts, comme le montrent leurs dimensions. La prise et la fiche mesurent toutes les deux 1,94 mm de largeur, 4,835 mm de longueur et 0,5 mm de profondeur. La hauteur globale après couplage est de 0,6 mm.

La version à 36 broches inclut la prise 2033890363 de Molex et la fiche 2033900363 de Molex. Les dimensions nominales des composants du connecteur à 36 contacts sont les suivantes : 1,94 mm de largeur, 5,185 mm de longueur et 0,5 mm de hauteur. La hauteur globale après couplage est de 0,6 mm.

Des ensembles de connecteurs offrant encore plus de contacts sont en cours de développement.

Le rendement géométrique de ces connecteurs a libéré de l'espace précieux sur la carte à circuit imprimé pour les composants et le matériel nécessaires pour fournir d'autres fonctionnalités pour les conceptions futures.

Après lecture de quelques documents, il s'avère que Molex a expédié plus de 50 millions de connecteurs à quatre rangées depuis 2020 pour répondre à la demande de ses clients initiaux. Cela montre bien la nature éprouvée et haut de gamme du produit, ainsi que la fiabilité de la livraison, des éléments essentiels pour n'importe lequel de vos projets.

Conclusion

Nous faisons face à des formats de plus en plus petits au quotidien, et il est rassurant de voir que des fournisseurs majeurs de connecteurs carte-à-carte comme Molex s'efforcent de trouver des solutions viables afin de nous simplifier la tâche. Grâce à leur taille compacte et leurs performances fiables, les connecteurs carte-à-carte à quatre rangées sont parfaitement adaptés à une variété d'applications nécessitant des cartes à circuit imprimé toujours plus petites et des assemblages flexibles. L'utilisation de ces connecteurs éprouvés sur le terrain crée des possibilités presque illimitées pour répondre à la demande de miniaturisation des dispositifs comme les montres connectées, les téléphones, les dispositifs corporels et une gamme croissante de dispositifs IoT.