板对板连接器的 6 大类型及选型指南

2025-08-02 09:08:46 1

在智能手机、工业控制板、医疗器械等电子设备中，板对板连接器是实现上下层电路板信号互通的 “桥梁”。同一设备中，主板与副板的连接可能需要承受每秒 1000 次的信号传输，或在 - 40℃至 85℃环境下保持稳定导通。选错类型可能导致接触不良（如插拔 100 次后电阻从 5mΩ 升至 50mΩ），甚至引发设备宕机。本文系统梳理板对板连接器的 6 大分类方式及典型应用，帮你精准匹配使用场景。

一、按连接方式：3 种基础类型的核心差异

1. 排针排母连接器（Pin Header & Socket）

· 结构特点：由单排 / 双排金属针（排针，直径 0.4-0.8mm）和对应塑胶插槽（排母）组成，通过针脚插入实现连接，引脚间距常见 2.54mm、1.27mm。

· 优势：成本低（单价 0.1-0.5 元）、插拔方便，适合低频次维护场景（如打印机主板与接口板）。

· 局限：抗震性差（振动频率＞10Hz 时易松动），传输速率≤10Mbps（高频信号易受干扰）。

2. 板对板插针连接器（Board-to-Board Pin Header）

· 结构特点：无塑胶外壳，针脚直接焊接在 PCB 板上，通过针脚与另一板的焊盘精准对接（如手机主板与摄像头模组的 0.4mm 间距插针）。

· 核心参数：插合深度 0.5-3mm（确保接触压力＞50g），针脚垂直度偏差≤0.1mm/m（避免虚接）。

· 适用场景：空间紧凑的消费电子（如智能手表，节省 30% 安装空间），但需机器焊接保证精度。

3. 浮动式板对板连接器（Floating Connector）

· 创新设计：插头或插座带 ±0.5mm 的浮动量（X/Y 轴可偏移），通过弹簧或弹性针脚补偿安装误差（如 PCB 板焊接偏移 0.3mm 时仍能可靠接触）。

· 性能优势：抗震等级达 IEC 60068-2-6（10-2000Hz 振动无间断），适合汽车电子（如车载中控与显示屏）、工业机器人（运动部件连接）。

12.9

二、按引脚间距：从大到小的应用场景划分

1. 大间距（≥2.0mm）：工业与低频设备

· 典型间距：2.54mm（最常用）、3.96mm，引脚数量 4-40Pin，载流能力 1-3A/Pin（适合电源传输）。

· 代表应用：PLC 控制柜、安防设备电源板（布线宽松，人工焊接方便）。

2. 中间距（0.8-1.27mm）：兼顾性能与工艺

· 典型间距：1.27mm（双排）、1.0mm（单排），引脚数量 10-80Pin，传输速率≤500Mbps（如 USB 2.0 信号）。

· 适用场景：路由器主板与无线模块、智能家居控制器（平衡空间与信号需求）。

3. 小间距（≤0.65mm）：高端消费电子专属

· 极限间距：0.4mm、0.5mm，引脚数量 50-200Pin，需配合 LCP 塑胶外壳（耐焊接高温 260℃）和镀金引脚（耐磨次数＞100 次）。

· 技术门槛：对位精度要求 ±0.05mm（依赖 SMT 贴片设备），传输速率可达 10Gbps（支持 PCIe 4.0 信号）。

· 代表产品：智能手机主板与显示屏模组（如 iPhone 的 0.4mm 间距连接器）、VR 设备的高速信号传输板。

三、按高度分类：适应不同堆叠空间

1. 低剖面（≤3.0mm）：超薄设备首选

· 插合后总高度 1.5-3.0mm，采用短针脚（长度 1.0-1.8mm）和薄塑胶基座（厚度 0.3-0.5mm）。

· 典型应用：平板电脑（机身厚度＜7mm）、智能卡读卡器（内部空间紧张）。

2. 中高度（3.0-10mm）：通用场景主力

· 高度 5mm 最常见，平衡接触可靠性（针脚长度足够）与空间需求，覆盖 80% 的消费电子与工业设备。

3. 高堆叠（＞10mm）：特殊场景定制

· 高度 10-30mm，通过加长针脚（5-20mm）实现厚板间连接，如服务器机箱内的主板与扩展卡（间距大但需稳定传输）。

四、按传输性能：从低速信号到高速高频

1. 低速信号连接器（≤100Mbps）

· 无屏蔽设计，适合传输 GPIO、电源等信号，如家电控制板的排针排母（传输遥控器按键信号）。

2. 高速差分连接器（1-10Gbps）

· 采用差分对设计（阻抗 90Ω±10%），引脚间距 0.8mm 以下，如 USB 3.0、HDMI 信号传输（电视主板与接口板）。

3. 高频射频连接器（≥1GHz）

· 带金属屏蔽壳（隔绝 EMI 干扰），阻抗 50Ω，用于蓝牙、WiFi 模块与主板的连接（如路由器的 2.4G/5G 模块）。

12.10

五、按引脚排列：单排、双排与多排的选择

· 单排：引脚数量少（2-20Pin），适合简单信号传输（如传感器与主板），节省横向空间。

· 双排：引脚数量 4-100Pin，密度更高（比单排节省 50% 面积），是消费电子主流（如手机电池接口）。

· 多排（3 排及以上）：引脚数＞100Pin，用于复杂设备（如工业电脑主板，传输多路电源与信号），但对焊接精度要求极高（偏差≤0.03mm）。

六、选型的 4 个关键指标（避免 90% 的适配错误）

1. 空间限制：先确定 PCB 板间距（堆叠高度）和安装面积，超薄设备选≤3mm 低剖面型号，工业设备可放宽至 5-10mm。

2. 传输需求：低速信号（如按键）用排针排母；高速信号（如 USB 3.1）选 0.8mm 间距差分连接器；高频信号必须带屏蔽。

3. 环境条件：振动场景（汽车、机器人）选浮动式；高温环境（＞85℃）选 LCP 材质（耐温 125℃）；潮湿环境需 IP67 防水型号（如户外设备）。

4. 成本预算：批量生产优先选标准化型号（如 2.54mm 排针，单价低）；精密设备（如医疗仪器）需高可靠性品牌（如 TE、Molex，寿命＞1000 次插拔）。

总结：没有 “万能” 类型，只有 “适配” 选择

板对板连接器的类型选择需紧扣场景：消费电子追求小间距（0.4-0.8mm）和低高度；工业设备侧重抗震（浮动式）和大载流；高频高速场景依赖屏蔽设计。记住：同一设备中可能混用多种类型（如主板用 0.5mm 高速连接器，副板用 2.54mm 排针），关键是平衡性能、空间与成本。

若需针对特定设备（如智能家居控制器、工业机器人）推荐型号，可提供堆叠高度、传输速率和环境温度，获取包含具体参数（间距、Pin 数、品牌型号）的选型方案。

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