LED照明連接器設計如何創新？KYOCERA AVX的秘訣都藏在細節里……

任何產品只要是拿到市場上去銷售，就要有能夠打動人心的“賣點”。對于電子元器件，“創新”是一個非常討人喜歡的賣點，有了這個標簽就意味著產品在某些方面有過人的特性，能夠為用戶帶來額外的價值。不過，如何做產品的創新，也就是如何選擇創新的突破口，里面很有學問。對于連接器這種在傳統意義上更新迭代比較慢的產品，找到這種創新的突破口似乎更難。

如果讓你去設計一款連接器，你會如何選擇創新的切入點呢？

一種最直接的想法可能就是，圍繞著一個或者幾個關鍵的性能指標做優化，將其做到極致，比如信號傳輸速度、額定電流、插芯密度、IP防護等級、工作溫度、外形尺寸等。如果這些數字作為硬指標寫在Datasheet上，可圈可點，肯定很搶眼。

不過，這種追求極致的方法并非是創新的唯一路徑，還有一個創新的思路就是從實際的應用需求入手做文章，通過一些巧妙的優化，解決實際應用中可制造性、可靠性和安全性等難題，這種創新與那些“硬指標”相比可能沒有那么醒目，但能夠為用戶帶來的獲得感卻更為實在，而且這種創新同樣需要顛覆傳統的洞察力和技術實力。

創新的一件式線對板互連

具體到我們今天要重點討論的LED智能照明和家用電器中的線對板互連，在設計開發一款創新的連接器時，除了常規的電氣和機械特性，通常還需要從應用層面考慮下面這些因素：

物料成本

也就是實現互連所需的成本，其中既包括物料的硬件成本，也包括與物料相關的供應鏈管理成本。

可重復性

這主要是指在連接器裝配過程中，是否可以獲得一致穩定的互連品質。可重復性差，往往會帶來不可控的額外成本。

可靠性

這很好理解，就是要在多樣化的環境以及整個產品生命周期中，確保穩定可靠的電氣連接特性。

可維修性

在現場維修過程中，是否可以方便地完成連接器裝配和配接操作，減少對于專業工具和操作人員技能的依賴，也是一個不能忽視的因素。

小型化

盡可能緊湊的外形，這是LED照明和家電應用乃至更廣泛的領域中普遍的追求。

以往實現LED照明應用互連，常見的方案有兩種：一是手工焊接，二是使用兩件式的連接器。

手工焊接方式由于不需要額外的硬件組件，因此在物料成本上的優勢非常明顯，占板面積也很小，但與此同時，手工焊接操作在可重復性、可維修性、可靠性等方面會存在很多不可控的因素，因此并不是一個優選方案。

兩件式的連接器，顧名思義，就是將連接器的插頭和插座通過焊接或壓接等工藝裝配在PCB和線纜上，然后通過兩者的配接實現電氣互連。與手工焊接這種硬連線的方式相比，其在靈活性和配接的可重復性上提升了一大步，但成本也更高，同時由于連接器裝配所需的焊接或壓接工藝仍然是一個“技術活兒”，公、母接頭之間也難免存在潛在的配接不穩定的問題（比如受外力影響），因此在可維修性和可靠性方面，顯然也不是最優解。而且，由于互連中要使用相互配套的兩個連接組件（插頭和插座），這在供應鏈和庫存管理方面也會造成額外的負擔。

既然上述兩種傳統解決方案都不完美，這就為創新提供了空間。KYOCERA AVX在傳統方案基礎上通過優化，推出了創新的一件式互連解決方案。這種方案的特別之處在于，只需要一個安裝在PCB上的連接器接頭，而導線則是直接與其配接。顯而易見，這樣的互連架構更簡單高效、更經濟，也更可靠。

圖1：線對板互連方案特性比較

（圖源：KYOCERA AVX）

從圖1可以看出，KYOCERA AVX推出的一件式線對板互連解決方案包括兩種：Poke-Home連接器和IDC連接器，接下來我們將從幾款具體的產品入手，讓大家通過詳細的介紹，深入了解一下這些創新連接器的玄妙之處。

Poke-Home：經濟便捷的互連

Poke-Home連接器為少量、分立的導線與PCB互連提供了一種高度可靠的解決方案。其配接方式很簡單：首先將線纜端頭的絕緣層剝掉，然后直接將裸露的導線插入安裝在PCB上的連接器即可。Poke-Home連接器導線導管和末端的止動器可確保導線正確插入和定位；鈹青銅材料的雙梁式觸點能夠提供足夠的保持壓力以及極低的接觸電阻，最大限度地確保安全可靠、高性能的電氣連接。

圖2：Poke-Home水平連接器示例

（圖源：KYOCERA AVX）

KYOCERAAVX的9296-400系列水平Poke-Home連接器，就是這種快速、可靠線對板連接的典范：該產品采用緊湊的SMT封裝，間距4mm，高度3mm，提供1至6線位配置，支持24AWG至18AWG的實心線和絞線或跳線引腳；其雙彈簧梁盒式觸點，可最大限度地提高機械穩定性和電線保持力，可選的可視窗口使得操作人員可以對導線是否完全插入進行視覺驗證。9296-400系列還通過了UL認證，可以說為LED照明應用提供了一種經濟高效的互連解決方案。

圖3：水平Poke-Home連接器

（圖源：KYOCERA AVX）

與兩件式的方案相比，Poke-Home水平連接器本身已經具有了更為緊湊的外形。如果在實際應用設計中，當PCB的空間更為局促，則可以考慮使用KYOCERA AVX的00-9296標準垂直頂部插入連接器。該連接器提供1至6線位的配置，其核心是經過業界驗證的雙齒、3mm高彈簧力盒式觸點，18AWG至26AWG線規的導線可直接從PCB頂部垂直插入到連接器中實現配接；如果想要移除或更換導線，只需扭轉/擰松線纜。

總之，KYOCERA AVX的水平Poke-Home連接器產品實現了更低的成本、更小的外形；無需壓接操作，使用更便捷；可以支持各種線規的導線；并提供了符合業界標準的可靠性，因此與傳統的方案相比確實更具新意，也更適合LED智能照明和其他家用電器應用的要求。

IDC連接器：實現可靠的氣密連接

在KYOCERA AVX的一件式連接器方案中，如果說Poke-Home連接器在經濟性、易用性上獨樹一幟，那么IDC連接器則在可靠性上更勝一籌。

IDC是“絕緣位移連接器”的簡稱，這種互連方法是通過將絕緣導線插入銳化金屬梁的槽中進行連接，在這個過程中梁的銳邊刺破絕緣層，在導線和梁之間形成剛性金屬接觸。也就是說，使用IDC連接器，無需配接、焊接或壓接等操作，即可實現可靠的氣密連接，而且與壓接工藝相比，在規模化的布線和端接方面也更具效率和成本優勢。

從另一個方面看，銅線是一種軟金屬，當焊接等裝配操作不當時，很容易出現應力裂紋或斷裂，越細越薄的導線對于這種應力也越敏感。而IDC連接恰好也能消除這種可靠性風險。

KYOCERAAVX的9176-800薄型IDC連接器是這類創新型互連方案的代表作。第一眼看到這款連接器，突出的感覺就是“薄”，其將Z軸高度在現有標準版本IDC連接器的基礎上降低了1.0mm，總體積減少了50％，可以在空間敏感性應用中支持22AWG至26AWG分立式線纜的連接，并提供1至4線位配置。

9176-800薄型IDC連接器采用高導電率的磷青銅材料作為觸點；可以對IDC連接器進行灌膠或注塑成型，以封裝電子模塊并提供更好的IP防護；此外，KYOCERA AVX還提供符合行業標準顏色的適用于單根線纜連接的1p版本，以便實現無錯誤的線纜端接。上述這些特性，使得這款IDC連接器能夠在可靠性和易用性上為用戶帶來更多的價值，除了適合于單個的線對板連接，也適合于將多塊PCB通過菊花鏈互連成一個整體。

圖5：9176-800薄型IDC連接器

（圖源：KYOCERA AVX）

“裸露”的連接器：更小尺寸，更低成本

看了上面這幾款KYOCERA AVX的一件式線對板連接器，你一定對其綜合的優勢印象深刻。不過，KYOCERA AVX的創新并未止步于此。

盡管Poke-Home和IDC連接器在“壓縮”外形和降低成本方面已經做了不少優化，但是對于一些特殊應用來說這還不夠。比如在LED照明應用中，連接器的外輪廓（特別是其高度）還是會在照明范圍內造成一定程度的陰影，要避免這種情況就需要連接器的尺寸盡可能小。

對此，KYOCERA AVX開發出了一種獨特的“無外殼Stript”連接器。具體來講，這種連接器移除了傳統連接器的外殼，只留下了“裸露”的觸點，但仍然能夠提供完整的電氣連接功能，并支持高可靠性和UL認證。與帶有導體和絕緣體的常規連接器相比，這些“裸露”的連接器在縮小尺寸、優化成本、提供更好的散熱性能等方面，顯然又向前邁了一大步！

圖6：“裸露”的IDC連接器實現菊花鏈互連的案例

（圖源：KYOCERA AVX）

在KYOCERA AVX開發的“裸露”觸點連接器產品線中，70-9296 Vertical系列是基于Poke-Home連接的單一垂直解決方案，其具有頂部和底部插入觸點，支持24AWG至18AWG的實心和絞合線纜，額定電流高達12A。由于采用了雙梁式觸點，該連接器可提供出色的機械穩定性和線纜保持力，可為FR4和金屬基板PCB電路板提供經濟、緊湊的頂部和底部線對板連接。

圖7：70-9296單一垂直Poke-Home觸點

（圖源：KYOCERA AVX）

在IDC連接方面，KYOCERA AVX也有相應的產品線布局，比如9176-500氣密式分立線纜IDC連接器。該產品可支持24AWG至18AWG線纜，絕緣直徑范圍為1.1mm至2.1mm；由于其采用雙梁式觸點，可支持10A額定電流；較大的SMT焊接底座，可在PCB上為連接器提供更佳的穩定性。此外，9176-500系列還配有可選的鎖定式絕緣帽，以應對劇烈振動應用中的挑戰，提供更高的可靠性，非常適合于汽車照明應用。

而且，上述這些KYOCERA AVX無外殼的觸點連接器，都采用卷帶包裝，可用于自動SMT貼裝工藝，這就為規模化應用和裝配帶來了便利性。

圖8：9176-500氣密式分立線纜IDC連接器

（圖源：KYOCERA AVX）

創新的擴展：優化的板對板連接器

值得一提的是，KYOCERA AVX在LED照明和家用電器線對板互連方案領域的創新，也擴展到了其他產品組合中，比如板對板連接器。如果仔細觀察，無論在設計思路還是在具體的技術實現上，我們都能在KYOCERA AVX豐富的板對板連接器身上找到創新帶來的驚喜。

比如，針對LED固態照明市場，KYOCERAAVX開發出了9159系列IDC連接器（如圖9）——包括14-9159插頭線束和24-9159插座線束——提供便捷而可靠的共面板對板互連，以創建LED照明模塊之間端到端的堆疊連接，即使暴露于惡劣的應用環境中也能夠確保可靠的電氣互連。該系列IDC連接器支持22AWG至24AWG的線纜，每個鈹青銅觸點能夠承載高達5A的電流；此外，該連接器還可提供2至6線位的多種配置，外殼可提供直通式（菊花鏈應用）和線頭端接選項，以滿足不同應用所需。

除了共面板對板連接，KYOCERA AVX還專門開發出了00-9159垂直卡緣板對板連接器（如圖10），這是一種一體式的板對板連接器，可以將小型的垂直子卡（厚度0.8mm或1.6mm）從主板頂側垂直插入連接器實現互連，以替代傳統上使用的更昂貴的兩件式連接器方案。鍍金的觸點、每觸點2A的額定電流、出色的可靠性和信號完整性等設計，確保了00-9159優秀的電氣連接性能。這種互連方案非常適合于LED照明模塊中電源子板的接入，以及其他設計功能的擴展。

從上面兩款KYOCERA AVX板對板連接器產品身上，我們可以看到它們的一些共性——無論是適用于垂直、平行和共面哪種應用，這些連接器都是通過設計上的創新去彌補應用上的“空白”，盡可能讓每一個應用場景都有合適的互連方案與之對應。

本文小結

相較于其他電子元器件，連接器的技術迭代速度并不快，而越是這樣的產品，鎖定其創新的著力點越不容易。而從KYOCERA AVX的一系列連接器產品中，我們可以看到，從實際的應用出發，圍繞著解決應用痛點去創新，是一個不錯的途徑。

正是通過這樣的創新之路，KYOCERA AVX在我們面前呈現出了眾多專為LED照明和家用電器應用而打造的連接器產品，不斷地打破傳統方案的束縛，探索出獨特的解決之道。細細觀察這些連接器產品，你也能從中領悟出更多的技術訣竅。

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審核編輯黃宇