本文要點

PCB 邊緣連接器是實現高速數據傳輸和模塊化組裝的首選系統集成解決方案。

在電路板邊緣和連接器之間的適當匹配中，需要采用斜切工藝來保護連接器引腳。

邊緣連接器的選型取決于連接板的組裝要求和制造約束條件。

PCB 邊緣連接器采用多條并行數據線實現高數據吞吐量。

在系統集成中，各器件的形狀和尺寸不一：設計人員可以根據電路板的制造需求調整連接器，而在所有連接器中，PCB 邊緣連接器最為突出。邊緣連接器摒棄了電纜或柔性電路等接口設備，允許 PCB 直接插入插座，實現板間連接。雖然這種連接方式不太適合高度集成的系統或緊湊的外殼結構，但對于要求高速數據吞吐量和重復插拔的應用來說，PCB 邊緣連接器是一個理想的選擇。

系統集成方法對比

PCB 邊緣連接器的設計考慮因素

PCB 邊緣連接器利用電路板邊緣的鍍銅（仍然遵守邊緣間隙規則），將次級電路板直接集成到主電路板中。最著名的應用可追溯到 20 世紀 90 年代中期光盤介質興起之前使用的臺式機擴展卡和視頻游戲卡帶。其優勢在于只需一個插座即可實現連接，因為電路板本身充當了插頭。為此，子板的前緣采用斜切設計，以引導 PCB 插入插座并鎖定到位；斜切角度通常為 30°，分布在電路板兩側，但也可以采用不同的斜切角度（請注意，更寬的斜切會影響電路板邊緣間隙約束）。此外，雖然標準斜切操作僅在電路板的外邊緣進行，但一些高級工藝支持在前緣或邊界輪廓內側進行斜切，具體取決于制造商的操作能力。

斜切是對連接器設計的補充，引腳從垂直方向以較小的角度升至配接板。連接器的寬度可確保緊密貼合，而傾斜的引腳可最大限度地與斜角接觸，并在卡緣移除期間最大限度地減少引腳上的垂直拉力。從機械角度來看，邊緣連接器可承受多次插拔，確保連接的可靠性。與板對線連接相比，單獨的連接器減少了故障點，避免因連接而產生額外電阻（即總電阻是邊緣連接器和引腳之間的接觸電阻）。

與線對板連接相比，板對板連接的成本更高，且由于電路板之間采用垂直安裝方式，空間利用率較低。但板對板連接特別適用于高性能系統，因為邊緣連接器具有極高的引腳排列密度：數百個引腳背靠背排列，支持多個高速信號，有助快速傳輸數據。新型邊緣連接器技術將整體數據吞吐量分至多個獨立的通道（而非早期的串行格式），以實現點對點連接。與早期的拓撲結構相比，外圍設備的通信能力大幅提升，每個外圍設備與總線的連接均可以總線標準速率進行通信，同時確保彼此間互不干擾（假設 EMI 因素可忽略不計）。

可能影響邊緣連接器性能的設計因素

與標準插頭/插座連接器相比，PCB 邊緣連接器憑借其堅固的結構而具備出色的耐用性和可靠性，可用于多板組裝。不過，在使用時需要注意以下限制：

板厚

由于連接器基于整個 PCB 的寬度構建，極厚或極薄的電路板無法與標準連接器兼容。但可以接受 1.6 毫米/63 密耳的標準板厚，并且在允許的厚度范圍內（無論是增加還是減少）仍有較大的靈活性，能夠支持多種設計配置。

安裝

在多次插拔中，會施加較大的外力，因此連接器需要額外的機械性能，以確保在其整個使用壽命期間的穩定性。通常，這可以通過焊接片來實現，焊接片是標準制造工藝的一部分，但不具備電氣功能。此外，還可以采用通孔引腳和匹配的鉆孔，確保連接器固定到位。表面貼裝和通孔之間存在標準差異，前者更適用于 HDI 設計，并且在自動組裝過程中有助于降低成本；然而，由于邊緣連接器的尺寸限制，可能需要手動組裝和焊接，即便是在中等批量生產中，也可能會顯著增加制造成本。

背板復雜性

電路板可能采用通用設計，包括一個或多個邊緣連接器以及其他電路，也可能專為圍繞邊緣連接器集成而設計，形成專用背板。后者具有良好的可靠性：電路板上的有源元件較少（或根本沒有），因此更換卡或日常維護導致電路板損壞的可能性很小。換句話說，所有或幾乎所有電路都集中在子卡上。雖然這種方法有一定優勢，但極大地限制了設計靈活性，而電路板上包含冗余層的有源元件通常是更好的選擇。

Cadence 擁有領先的

PCB 設計解決方案

PCB 邊緣連接器是一種獨特的連接器，支持多次插拔操作，而非單一的永久組裝配置。盡管與板對線或線對線連接相比，這種連接器對空間的要求更高，但其在高速操作中表現出色。設計人員必須了解邊緣連接器的 DFM 要求；Cadence 的 PCB 設計和分析軟件套件提供全面的工具支持，可滿足約束驅動應用的需求。