装载弹簧的连接器(Pogo Pin Connector)越来越常出现在各大品牌的产品中,例如 Apple、Microsoft。Pogo Pin 有哪些特点?又该怎么运用在您的设计里?这篇文章一次说明。
Pogo Pin 的起源
连接器已经普遍使用了 50 年。早期许多资深工程师不推荐 Pogo Pin,认为它不够稳定、电流低、对震动敏感,不适合用在资料传输设备上。
近年半导体测试产业蓬勃发展,弹簧式测试针的性能大幅提升;同时产品尺寸越做越小,连接器规格也跟着要求微型化,于是半导体制程的测试针技术被应用到 Pogo Pin 连接器上。
为什么弹簧针连接器现在这么受欢迎、能用在这么多应用上?以下是 7 个原因。
1. 成本相对较低
大部分连接器使用冲压制程:用模具把金属薄板冲压成需要的形状。弹簧针则使用车削制程,直接把金属原料快速车削成形,不需要另外去除料带。
两者最大的差别在模具成本。一套模具最高可达 5,000 美元,这笔费用会摊进每一颗连接器的价格里。计算方式如下:
连接器单价 + 模具费用 ÷ 数量 = 每颗连接器的最终价格
例:0.4 USD + 3,500 USD ÷ 10,000 = 0.75 USD
在这个例子里,模具费让单价多出了将近 80%。所以少量、需要客制的连接器,弹簧式连接器是最有效率的选择。
2. 提升用户体验

弹簧针连接器用起来非常方便。以 Apple 笔电的磁吸式充电器为例:充电头只要靠近机身就会自动吸附,使用上相当直觉,是很聪明的设计。
产品上这类细节的改善,往往能让消费者印象深刻,进而提高品牌忠诚度。弹簧针带来的,正是这种一致又自动化的使用体验。
3. 更适合小尺寸设计
大部分连接器不是稳定但体积大,就是体积小但容易损坏。弹簧针连接器兼具两者的优点:尺寸极小,却能承受 1,000,000 次的压缩使用。这来自它特殊的内部弹簧设计,在小尺寸下仍然保有稳定性。
4. 使用寿命最长
弹簧针连接器的耐用度很高。一般连接器在插拔时,接触面两侧会互相刮擦,破坏表面镀层、降低电流承载能力,插拔也会越来越费力。弹簧针则是垂直按压,磨损大幅减少;内部组件之间的摩擦力也由工程师在设计时就限制与指定,针轴和针管不会互相损耗。
5. 公差容忍度高
弹簧针连接器的内部结构提供比一般连接器更大的行程空间,让工程师在设计时有更高的自由度,制造时产生的误差也不容易造成问题。
以 LG G6 智能手机为例,这款手机背面的指纹感应器曾出现故障:手机内部用的是小型平面弹片连接器,在温暖的地区,塑胶背壳受热膨胀,把感应器的接点从连接器上抬开。如果改用行程较长、对材料变形容忍度较高的连接器,这个问题就可以避免。
6. 组装简单

组装方式是工程师做结构设计时的重要考量。一般连接器往往需要额外的制程和较高的成本,弹簧针用在板对板连接时则不需要特别处理,组件可以快速组装,这也是弹簧针快速成为首选的原因。中探针也提供带螺丝功能的螺旋弹簧针,让工程师把安装和连接结合在一起。
7. 电流稳定
弹簧针能提供相当稳定的电流,弹力和设计都可以依需求调整。弹力增加时,针轴在针管内的接触更紧密,导电性也更好。
如果电流瞬断,电流会改经过弹簧,可能让弹簧烧毁,最后导致针失效。中探针的滚珠设计与专利高电流弹簧针,借由增加针轴和针管之间的接触点,降低瞬断的机会,让电流更稳定。
延伸阅读
想进一步了解,可以参考 Pogo Pin 弹簧针完整介绍、安装 Pogo Pin 连接器的 7 种方式,或到 Pogo Pin 产品搜索依规格找料号。有任何设计问题,欢迎与我们联系。