【摘要/前言】

Samtec開發了一種創新的易于使用的對準技術，以確保測試和測量應用中的精密、高頻壓縮安裝連接器的峰值性能。下面解釋了我們所看到的趨勢，并概述了我們針對出現的常見對準挑戰所開發的解決方案。

【問題所在】          

隨著數據傳輸率的不斷提高（224Gbps PAM4），對帶寬超過90 GHz的精密、高頻率壓縮安裝測試連接器的需求也在不斷增加。這在一定程度上是由于與焊接式連接器解決方案相比，壓縮安裝具有已知的性能優勢，以及焊接工藝變化對PCB和連接器結構的影響。

螺紋壓緊式連接器，即使用安裝硬件將連接器壓緊在PCB上，在更高的頻率下運行，因此在測試應用中變得很普遍。此外，隨著PCB上高速連接的數量不斷增加，壓縮安裝連接器也提供了許多額外的優勢： 

01. 相對緊湊，這意味著可以在一塊PCB上并排放置一些，所占用的空間比傳統上需要的要少得多。

02. 可以放在PCB上的任何地方。這使得它們可以被放置在靠近信號需要到達的設備的地方。

03. 能夠被重復使用。 

04. 可以很容易地連接到PCB上的微帶/CPWG或帶狀線

隨著頻率要求的提高，這將反過來影響互連中的信號針和焊盤的尺寸（包括我們在本文中重點討論的螺紋壓縮安裝產品）。這意味著，頻率越高，信號針和焊盤就越小。因此，對齊變得更加困難。

信號針和焊盤的精確對準對于連接器的峰值性能至關重要。如果錯位，在某些情況下，不僅會導致性能下降，還可能導致連接完全失效（開路）。但是，當連接器被放置在PCB上時，信號針和焊盤是不可見的，你如何確認精確對準？工程師如何能在他們的系統內輕松而正確地確認對準，從而對結構的性能達到預期的效果有信心？

有些人通常傾向于用安裝螺絲來解決錯位的問題。然而，必須考慮的一個因素是，與螺絲孔的尺寸本身相比，五金螺絲的外徑并不精確。而且，PCB的可制造性可能受到限制，公差可能比連接器裝配位置公差允許的要寬松得多。下面我們看到一個安裝螺絲不完全對齊的例子。

即使在裝配連接器的過程中很小心，當螺絲被擰緊到最終位置時，連接器上的力會導致它們旋轉。下面的圖片提供了一個例子，如圖所示：(a)和(b)均為1.35 mm, 90 GHz連接器。雖然視覺上被放大以清楚地顯示錯位，但在裝配過程中識別錯位是非常困難的。通常直到性能下降，需要進一步檢查時，這種情況才會顯現出來。即使錯位變得很明顯，在電路板組裝過程中糾正精確對準仍然是非常困難的。錯位到'(a) '中所示的順序將導致發射時的電容性負載。連接器的接地體離表面布線太近。

此外，如果連接器四處移動，有可能會降低甚至破壞PCB上的焊盤。

下面的TDR圖表說明，當測量上面提到的同一個1.35毫米的連接器時，當發生上圖所示的錯位量時，會引入一個大約8歐姆的電容性下降。當使用非常寬的帶寬時，即使是很小的錯位也會對結果的性能產生很大影響。此外，在性能分析、故障排除和糾正措施方面所損失的時間可能是極其昂貴的。

在頻域中檢查相同的1.35毫米連接器時，我們看到更好的對準導致在大頻率范圍內改善回波損耗： 

【解決方案】        

射頻行業中開發了一種新的技術，用于在測試和測量應用中使用螺紋壓縮安裝連接器時實現精確對準。這項新技術來自Samtec，由于使用方便，可以徹底改變這些連接器在PCB上的組裝方式。它在執行上是直接和簡單的，但在實現最佳連接器性能方面是非常有效的。  

該技術提供了一個視覺指南。這在以前是不可能的，因為當連接器被組裝到PCB上時，連接器的中心針與焊盤的對齊是隱藏的。

視覺指南采用了對準槽（或凹槽）和靶標的組合。對準槽被銑進壓縮安裝連接器的腳部。在創建PCB布局時，可以結合靶標來匹配這些凹槽的位置，這使得檢查組裝后的連接器的位置精度變得非常容易。 

由于凹槽與PCB上的靶標對齊，安裝孔位置和焊盤位置之間的任何偏移都很容易被注意到；因此，消除了對影響后續性能測量的裝配效果的任何懷疑。凹槽與靶標對齊，可確保連接器的中心針在PCB焊盤上的中心位置。這種技術可用于微帶/CPWG和帶狀線連接器。

以下是一個推薦的PCB布局，使用1.35毫米的微帶連接器，帶有靶標： 

下面顯示了1.35毫米微帶連接器的規格，其對準槽與上述推薦的PCB布局相吻合： 

當看下面的VSWR圖時，一個完美對齊的1.35毫米連接器的VSWR圖，該連接器是使用視覺對齊過程（例如將對準槽與PCB上的靶標相匹配）組裝的，我們看到出色的性能結果；特別是在50GHz到80GHz之間。在連接器的截止頻率處，VSWR甚至低于1.2:1。為了徹底了解性能特點，我們取了十個樣品。  

當把儀器測試電纜穿到壓縮安裝的連接器上時，可以使用防旋轉工具來固定連接器的位置。推薦的步驟是：

01. 使用前面提到的視覺對準功能，將螺紋壓縮安裝連接器固定到電路板上。 

02. 使用防旋轉工具，將電纜組件連接器擰到電路板連接器上。使用扭矩扳手來轉動電纜組件連接器，并使用防旋轉工具來穩定電路板連接器，確保在最后完成裝配過程時發生最小的移動。

【結  論】   

隨著數據速率接近224Gbps PAM4，對精密、高頻壓縮安裝測試連接器的需求繼續增加。然而，連接器的中心針與焊盤的正確對齊對于最佳性能和結構的預期表現是至關重要的。這種新的視覺對準技術，即使用帶有對準凹槽的連接器主體來輕松地與PCB上的靶標進行視覺對準，正在被業界廣泛采用，并可能會繼續普及。  

以上討論的對準槽已被納入Samtec的垂直壓縮安裝1.35毫米、1.85毫米、2.40毫米和2.92毫米板級連接器。有關產品規格或下單訂購，請聯系我們。