随着时钟速度的增加需要信号调理

看看下一班商务航班上坐在你旁边的人。虽然您的旅行套装可能不一定包含它们，但他或她的公文包库可能包括PC或PDA以及不比家庭大小的口香糖大得多的手机。这种小型化和便携式产品的市场不断增长，超过其前几个月的功能，正在推动内部连接器的尺寸 - 就像继电器和开关的配套元件技术中看到的那样(DN11/3/97)。材料的进步，以及新的制造技术和设计配置正在推动缩小尺寸的努力。

目前，PCI标准总线连接需求正在满足提高产品处理密度的巧妙策略。封装改进设备包括Elco(Huntingdon，PA)夹层卡连接器系统，通过将PCI卡与8至15毫米高的并行堆叠配对，可以定制主机CPU板。根据工程总监John Ashman的说法，这些板对板连接采用坚固的叶片接触配置，可实现安全的夹层板配合。其他PCI改编包括该公司的Compact PCI连接器，

随着移动通信和其他设备(如PC和PDA)将更多功能集成到越来越小的封装中，Ashman指出，阻抗匹配的金属屏蔽在未来可能还不够。原因是随着时钟速度的增加需要信号调理。“标准引脚插座阻抗正在成为设计人员必须应对的阻抗预算的主要部分，”他说，因为其他元件的阻抗正在下降。此外，对于许多电流连接器，从连接器到连接器的阻抗不一致，而在将来，

由于许多连接器的时钟速度要求超过300 MHz，阻抗匹配不仅包括线到线匹配，还包括信号调整。因此每一行需要一个电感，电容或电阻。“所有这些都必须与基本连接器放在同一个外壳内，”Ashman补充道。“由于体积非常重要，因此无法增加阻抗匹配连接器的尺寸。”在某些便携式设备中，I / O连接器已经是显示屏后面的最大组件。“直到现在，由于成本的原因，阻抗匹配一直是军队和Cray的奢侈品，”Ashman说。作为第一步，

电源管理至关重要随着设备的缩小，可用的电源必须是husbanded。通过提高基本电池寿命，降低电源互连电阻和降低板载功耗，可以延长使用寿命。用电部件，例如PDA，包括微处理器，硬盘驱动器和显示器。随着闪存取代硬盘驱动器和显示效率的提高，连接器可能成为高于现在大约10%功率预算的主要流量。目前标准接触式连接器的电阻约为3 {OMEGA}，金属触点的成本较高，约为{OMEGA}。在将来，

材料和新设计正在引领缩减规模。具有较高介电常数的新型可流动聚合物可以在较薄的部分中模塑，以获得更紧密的针脚。壁厚接近0.005英寸是可能的，低于那个三倍。Ashman补充说，在更薄的剪切(切割)边缘上定位配合触点而不是更宽的冲压侧会减小销的宽度。

尺寸不是影响连接器设计的唯一因素。随着电子设备越来越多地取代许多应用中的机械系统，设计人员发现它们不是一对一的精确替代品。在诸如洗衣机和洗碗机之类的设备中，机械系统通常位于顶部面板和门内，其中条件包括苛刻的热量，湿度和冲击。为了在这些环境中生存，包括连接器在内的电子设备必须更加坚固且充分密封。

AMP(哈里斯堡，宾夕法尼亚州)最近为其现有的Mate-N-Lok连接器系列推出了防溅和浸入式密封件。该系统使用TeflonTM密封模板围绕从每个连接器半部的后端出来的电线，以及具有三个脊的插入件用于实际的连接器接口。使用Teflon部件，如果连接器松开，密封功能不会被破坏。作为可适用于现有连接器的附件，每条配线的成本仅为0.15美元，而专用连接器的每条线路成本为0.50美元。

M-N-Lok概念的新改编Mini-Universal 2在连接器块的每一侧都有一个模制销，其中插入了电线。每个销都位于其线锁帽的每侧上的相应槽中，其形成配合接口。甚至在它们被咬合在一起以形成用于配合的脊状连接器之前，帽和块不能彼此移除并丢失。独特的注塑机在两侧以及顶部和底部都具有可动模具，允许在单个模具中生产附接的销和槽件。

性别弯曲。同样，Phoenix Contact(宾夕法尼亚州哈里斯堡)在其倒置Mini-Combicon缩小引脚间距接线端子连接器中展示了设计legerdemain。以前可用于更大间距，更高功率的控制面板应用，这些PCB连接器可通过适配器进行性别切换。这种可互换性允许许多板对板和板/线配合布置和几何形状，以及线对线配合。无需更改原始电缆或电路板连接的性别。

最后，这些设备的用户可能正在寻找哪些连接器开发?Poly-Flex Circuits(克拉斯顿，罗德岛州)营销经理Robert Boyes提供了一个观点。“对于柔性电路制造商而言，直接互连多个电路板是未来几年的驱动因素，”他说。这种电路的厚度减小和复杂性的增加将决定“柔性友好”的连接器 - 即，不需要庞大且昂贵的附加封装来使“柔性”适应刚性板或其他电子硬件。

MEMS这个词

连接器制造商继续推动引脚数量增加和引脚间距下降，同时需要适应不断增长的数据速率。根据AMP公司技术办公室(宾夕法尼亚州哈里斯堡)的主管兼高级技术顾问Barry Cammarata的说法，在世纪之交之后，应该有新的技术可以将引脚数量和密度以及时钟频率提高几个数量级。 。

“在五年内，IC插座的I / O数量将在2,000到3,000之间，”他指出。“由于这么多的销钉，插入和拔出的力要求太大，需要转换到更复杂，更昂贵的零力设计。”时钟频率从当前数字到GHz范围至少增加三倍 - 规定信号特性，包括串扰，开关噪声，串联和并联终端 - 增加了连接器设计的复杂性。

解决这些关键互连问题的一种技术集是基于集成电路制造技术的MicroElectroMechanical Systems(MEMS)。“虽然集成电路利用硅的电气特性，但MEMS器件利用了机械和电气特性，”Cammarata指出，“包括微型电机，泵，开关，执行器，传感器和镜子 - 所有这些都可以与CMOS电子电路集成在同一芯片上。“

MEMS微加工方法包括：

通过蚀刻去除硅晶片材料的批量微机械加工。

牺牲表面微机械加工，其将材料添加到晶片表面并从晶片表面移除它们。通常，将二氧化硅层气相沉积在表面上，然后化学蚀刻成所需的形状。

Lithogafie Galvanik Abeforming(LIGA) - 来自德国的光刻，电铸和成型 - 使用X射线光刻，微电镀和微成型在硅上创建具有亚微米分辨率的“高”结构。这些结构具有几微米的横向尺寸和高达1,000微米的高度。

目前，为了减少连接器引脚间距，一些公司正在开发具有Z轴运动但没有X轴或Y轴接触擦拭的“Z轴”接触装置。Cammarata说，这些是“与凸点，点或对接触点的接触”，引脚间距低至0.1 mm。“MEMS微电子器件可以将引脚间距从Z轴器件的引脚间距降低100到1,000倍，同时保持良好的机械和电气特性。

MEMS微通道可以在很宽的电压范围内工作，从未来许多互连中预期的1V以下到某些机械执行器所需的数百伏电压。它们的片上电子设备可以满足极高速信号的许多苛刻要求。

下一代。但Cammarata表示，即使在MEMS成熟之前，继任者正在迅速转向技术领域。这种新的碳 - 而不是硅基技术可以将电子和机械组件的尺寸减小到分子尺度。它取决于富勒烯的物理和化学性质 - 富勒烯的一种形式 - 六角形中60个原子的球形晶格结构中的碳。该结构被称为buckminsterfullerene(或“buckyballs”)，因为它与Buckminster Fuller创建的测地圆顶相似。“

虽然纯C60是绝缘体，但是一旦巴基球掺杂有碱金属，它们就会导电，并且填充结构变成3-D有机导体。“这表明形成单片，纳米电子器件或系统的可能性，除了光电导，发光或磁阻特性外，还具有绝缘，半导体，导电或甚至超导特性的区域，”Cammarata说。

至于这种系统内部和之间的互连，他指出富勒烯可以包括具有增加的碳原子数的结构。“随着更多的原子被包括在内，球体伸长并变成带帽的管子，也可能是开口型的。称为”buckytubes“或”nanoubes“，它们比钢更坚固，并且有人猜测它们最终会生产出来。所需长度，公里及以上!Cammarata得出结论：“在室温下导电率为铜的10到100倍的纳米管是可能的。