工程師淺談微型連接器產(chǎn)品種類(lèi)市場(chǎng)

應(yīng)用市場(chǎng)的需求推動(dòng)了各種微型連接器產(chǎn)品市場(chǎng)的不l卻了擴(kuò)大。PCB連接器、FPC連接器、圓形連接器、矩形連接器、IC插座、同軸連接器等均不同程度地實(shí)現(xiàn)了小型化。其中PCB、IC插座連接器的微型產(chǎn)品增長(zhǎng)速度將最快(見(jiàn)表1)

PCB連接器大多用于機(jī)內(nèi)接線,隨若電子設(shè)備的日趨便攜化,整機(jī)廠對(duì)它們的微型化要求日益提高1994年全世界連接器產(chǎn)品市場(chǎng),PCB連接器以67.13億美元居榜首,據(jù)預(yù)測(cè).PCB微塑連按器具有很大發(fā)展?jié)摿Γ捎赑CB連按器市場(chǎng)竟?fàn)幃惓<ち?,價(jià)格人幅度下跌,而微型PCB連接器價(jià)格比較穩(wěn)定,廠家均在加強(qiáng)高檔微型PCB連按器的研制。日前,美、日已大量生產(chǎn)間距0.8mm , 0.5mm的PCB連接器產(chǎn)品,包括世界上最大的PCB連接器供應(yīng)地我國(guó)臺(tái)灣在內(nèi)的亞洲國(guó)家也在朝此方面發(fā)展(見(jiàn)表2、表3)

IC插座也是廠家開(kāi)發(fā)微型產(chǎn)品的重點(diǎn),微處理器競(jìng)爭(zhēng)激烈,芯片不斷升級(jí),SPAM.DRAM VRAM等存儲(chǔ)器ic的高速增長(zhǎng),都促進(jìn)了微型ic插座的發(fā)展,目前,集成電路封裝件的芯數(shù)正在逐步增加,引線間距縮小,國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)了芯數(shù)超過(guò)2000芯的超大規(guī)模集成電路插座,中心距2.54mm的dip插座被中心距1.27的PLCC插座、LCCC插座取代,間距0.635mm的PQFP插座的應(yīng)用也日益廣泛,還有一種新型LGA插座由于它是一種無(wú)針的陶瓷網(wǎng)絡(luò)陣列,接觸件不是針而是盤(pán),他不需焊在PCB,因此能達(dá)到較小的間距,適合表面安裝

熱評(píng):微型連接器的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

窄間距

接觸體間距減小.可將單位面積的接觸件數(shù)成倍增長(zhǎng) .因此間距是恒雖連接器高密度微型化的重要指標(biāo)之一

高密度窄間距的實(shí)現(xiàn)依賴于微型接觸體的精密制造。針、孔接觸體微型化的重大突破就是改變傳統(tǒng)的插針、插孔結(jié)構(gòu),把彈性插針凹縮裝在絕緣體內(nèi)而把插孔制成管狀,仲出絕緣體外,這種結(jié)構(gòu)保護(hù)r相對(duì)脆弱的插針,并解決了插合時(shí)的對(duì)準(zhǔn)問(wèn)題。采用這種結(jié)構(gòu)的針孔接觸件可將密度提高三至四倍,目前這種彈性插針至少有五種類(lèi)型,并已在微型D連接器和圓形連接器中得以應(yīng)用。

薄型化

現(xiàn)代電子設(shè)備對(duì)連接器提出一個(gè)新要求,即降低高度,實(shí)現(xiàn)薄型化。連接器間距遞減較快,而高度的減小則不太容易,連接器一直是PCB上最高的元件之一,而高度的減小(Z向)可使其體積大大縮小,因此,薄}l化是連接器微型化發(fā)展的一個(gè)重要方面。

目前的針孔接觸中插孔采用懸臂梁結(jié)構(gòu),為保持足夠的正壓力,同時(shí)又不會(huì)因形變而超過(guò)材料的屈服點(diǎn),其彈性臂要有相應(yīng)的長(zhǎng)度,以保證可靠的接觸。若采用較敏的彈性臂有可能因插合時(shí)引起的變形超過(guò)材料的屈服點(diǎn)使接觸失效,這一切均限制了連接器高度的減小。

國(guó)外采用了一種新的接觸結(jié)構(gòu),其插孔接觸件采用雙懸梁構(gòu)造,每個(gè)臂由兩個(gè)互相垂直的彈性件構(gòu)成,插孔固定在絕緣基座內(nèi)。沿插合方向的彈性件起懸臂梁的作用,而與之垂直的彈性件起扭轉(zhuǎn)彈簧的作用,兩種力共同作用保證了必需的正壓力。日本SMK ,瑞士E-tec , Inter-connect等公司均有這種結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品問(wèn)世。

目前,低矮型連接器的高度一般可達(dá)10mm以下,最低已達(dá)1.5mm,這是由Molex研制的間距0.5mm連接器產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,特別是通過(guò)對(duì)性能更佳彈性材料的研制,連接器的薄型化、低高度還會(huì)獲得進(jìn)一步發(fā)展。

低插入力

連接器的微型化與多芯化是緊密相連的,為解決微型連接器插拔力過(guò)大問(wèn)題,ZIF(零插入力)、LIF(低插入力)結(jié)構(gòu)在微型連接器上應(yīng)用日益增多。沒(méi)有這些結(jié)構(gòu),連接器的插拔就會(huì)有困難。

ZIF連接器是一種可以幾乎不加外力的情況一下進(jìn)行插拔的特殊結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品,也就是在連接器插拔中,接觸體處于自由狀態(tài)。它的主要優(yōu)點(diǎn)是插拔容易、不受芯數(shù)多少影響;壽命長(zhǎng),由于插拔時(shí)磨損極小,壽命可高達(dá)5萬(wàn)次;節(jié)省貴金屬,因插拔容易,并能得到足夠接觸壓力,接觸體可使用錫鉛合金等非金金屬鍍層,或薄金鍍層。ZIF結(jié)構(gòu)種類(lèi)很多,如凸輪式、推動(dòng)式、印制板移動(dòng)式、杠桿自驅(qū)動(dòng)式、手指撥動(dòng)式、鋸齒雙楔式等,最常見(jiàn)的是凸輪式。據(jù)報(bào)道,國(guó)外還出現(xiàn)了焊料式、靜液壓式等新型結(jié)構(gòu)ZIF連接器。

LIF連接器是一種只用很小的外力進(jìn)行插拔的產(chǎn)品。實(shí)現(xiàn)低插入力可采用胡刷狀接觸件、雙曲線螺旋插孔等低插入力接觸體。胡刷狀接觸體與一般接觸體相比,插力可減少70%-90%,還可以使用潤(rùn)滑劑如聚醋、聚苯

醚等來(lái)減少插拔力。

表面安裝化

1.表面安裝連接器的發(fā)展概況

表面安裝技術(shù)((SMT)往往是與微型化分下開(kāi)的,一般來(lái)說(shuō). 間距小于0.5mm的連接器都會(huì)用到SMT,由于SMT的使用,使整機(jī)變得更小、更薄、更輕、性能更好、總成本更低,因此表而安裝連接器在國(guó)外得到迅速發(fā)展。如日本的表而安裝連接器在九十年代增長(zhǎng)率高達(dá)49.4% ,表面安裝連接器在無(wú)繩電話、筆記本電腦I幾的使用率分別達(dá)20% , 15%,美國(guó)在強(qiáng)大信息產(chǎn)業(yè)推動(dòng)下,表面安裝連接器需求量不斷上升,廠家紛紛投入此領(lǐng)域的研發(fā)(見(jiàn)表4),九十年代其面安裝連接器增長(zhǎng)率達(dá)38%。據(jù)稱歐洲的表面安裝連接器也己大量投放市場(chǎng)據(jù)預(yù)測(cè),至2000年,表面安裝連接器將占全球連接器市場(chǎng)的40%.

目前,PCB、DIN, D型、Coaxial、IC插座等連接器都不同程度地實(shí)現(xiàn)了表而安裝化,特別是PCB , FPC連按器已順利過(guò)渡到表面安裝塑,0.8mm , 0.5mm間距的表面安裝產(chǎn)品已得到大量生產(chǎn)并廣泛應(yīng)用到計(jì)算機(jī)業(yè)中‘據(jù)報(bào)

道,0.3mm是表面安裝連接器的最小間距。

2.表面安裝連接器在發(fā)展中必須解決的技術(shù)難題

目前,連接器的片式化率僅為10%左右、遠(yuǎn)遠(yuǎn)滯后于電阻、電容等元器件。表面安裝連接器在發(fā)展中必須解決以下技術(shù)問(wèn)題才能得以騰飛。

1)制定統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。連接器屬外形不規(guī)則元牛,種類(lèi)繁多且還有許多定制產(chǎn)品,給組裝帶來(lái)許多困難。解決標(biāo)準(zhǔn)化方而的諸多問(wèn)題,才能使連接器的安裝由專用設(shè)備向通用沒(méi)備的方向發(fā)展。

2)保證焊接部位的強(qiáng)度。連接器不同于其他元件,要在焊接后多次插拔中承受額外產(chǎn)塵的力,必須采取特殊措施對(duì)付這個(gè)問(wèn)題。

3)減小接觸體間距。連接器的高密度要求必然導(dǎo)致間距減小,微型接觸體的設(shè)計(jì)及制造對(duì)縮小間距具有關(guān)鍵作用。

4)引腳共面和形狀。連接器體積比其它表面安裝元器件要大,對(duì)引腳共面性問(wèn)題更敏感,共面性對(duì)生產(chǎn)效率和焊接點(diǎn)的可靠性于分重要,而良好的形狀對(duì)檢查、維修等極為有利。

5)適應(yīng)表面安裝的焊接法。表面安裝連接器是采用回流焊接(紅外線、氣相等)方法進(jìn)行焊接的,連接器長(zhǎng)時(shí)間處于高溫下,絕緣體必須耐高溫。

6)形狀要適合自動(dòng)安裝。這一點(diǎn)對(duì)提高安裝速度十分必要。如連接器中心必須有個(gè)吸合面以利于自動(dòng)安裝設(shè)備的抓起。當(dāng)然還有其它技術(shù)問(wèn)題,如包裝形式應(yīng)適含貼裝機(jī)等。

連接器已成為提高電子設(shè)備表面安裝率的主要障礙之一。連接器、SMT設(shè)備及整機(jī)廠家均為此付出不懈努力并取得一些進(jìn)展。如采用機(jī)械安裝增強(qiáng)牢固性;液晶聚合物((LCP) , PPS(聚苯硫醚)等新型材料基本可滿足長(zhǎng)時(shí)問(wèn)高溫要求;引腳形狀采用鷗翼型(gulltype)則比較理思;在引腳預(yù)光堆積焊料可部分解決共面性問(wèn)題;壓窩式編帶包裝(embossedtape)比較適合貼裝機(jī)。貼裝機(jī)本身也在改進(jìn),設(shè)法滿足連接器的特殊需求,如松下公司生產(chǎn)的CM95R-M高效率新型多功能貼片機(jī)具有多品種送料器可大大大提高大型異形元器件的自動(dòng)貼裝速度。隨著這一系列問(wèn)題的解決,表面安裝連接器將達(dá)到一個(gè)嶄新的階段。

新能源汽車(chē)安全的關(guān)鍵部件將是連接器

據(jù)泰科電子(TE)調(diào)查發(fā)現(xiàn),對(duì)于汽車(chē)造成的空氣污染,絕大部分是來(lái)自重型發(fā)動(dòng)機(jī)。從公共交通著手開(kāi)展新能源汽車(chē)項(xiàng)目,可以顯著降低排放,而且由于公共交通行車(chē)路線固定的特點(diǎn),在新能源技術(shù)方面更容易操作和實(shí)現(xiàn)。當(dāng)然,新能源的公共交通和轎車(chē)相比,有很大的區(qū)別。比如,公共交通的電壓體系非常高,一般在750伏到1000伏之間,這是一個(gè)非常大的技術(shù)難點(diǎn),目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)現(xiàn)有的主流新能源產(chǎn)品都無(wú)法滿足。高電壓高電流環(huán)境下對(duì)于各部件的性能要求更為苛刻。安全、可靠、高效的配電控制及傳導(dǎo)成為新能源汽車(chē)整車(chē)安全的核心和關(guān)鍵。

TE順應(yīng)新能源汽車(chē)發(fā)展的需求,設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了多種適用于新能源汽車(chē)的產(chǎn)品和解決方案。例如,TE近期開(kāi)發(fā)了適用于電動(dòng)汽車(chē)的智能高壓配電盒,其中80% 以上的高壓零組件是TE專門(mén)為新能源汽車(chē)開(kāi)發(fā)以滿足高壓安全標(biāo)準(zhǔn)的高壓連接及開(kāi)關(guān)產(chǎn)品。整個(gè)配電盒采用散熱及耐振動(dòng)優(yōu)良的鋁合金殼體,具有較高的安全及密封防水等級(jí),在壽命、功耗、體積及重量上也有較大的優(yōu)勢(shì)。此外,TE還提供電池內(nèi)部電芯的連接技術(shù),提升電池效率,助力新能源車(chē)行駛續(xù)航能力的提升。TE的濕度傳感器、電流傳感器以及電路保護(hù)系統(tǒng)的應(yīng)用,可為新能源車(chē)的電池制造商提供可靠安全的連接方案。

在客車(chē)領(lǐng)域,TE的產(chǎn)品早在多年前就被德國(guó)MAN混合動(dòng)力客車(chē)采用,并已把該成功應(yīng)用引進(jìn)到中國(guó),積極投入到與本地廠商的合作中,并緊密跟隨相關(guān)國(guó)家政策和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展,不斷推出面向中國(guó)新能源汽車(chē)廠和零部件企業(yè)的更靈活、更可靠的著眼于系統(tǒng)的技術(shù)、產(chǎn)品和服務(wù)。

TE工業(yè)和商業(yè)運(yùn)輸事業(yè)部高級(jí)副總裁兼總經(jīng)理Derrill Rice表示,“近年來(lái),隨著新能源的迅速發(fā)展,由新能源規(guī)?;瘞?lái)的的安全隱患以及效率問(wèn)題日益增加,TE一直致力于通過(guò)全方位的產(chǎn)品和定制化的解決方案幫助行業(yè)內(nèi)的客戶解決這些嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。依托TE強(qiáng)有力的全球資源,憑借我們專業(yè)的本地團(tuán)隊(duì),我們堅(jiān)信我們工業(yè)商業(yè)運(yùn)輸事業(yè)部一定能更好地為我們的客戶提供一流的產(chǎn)品和解決方案,助力中國(guó)新能源汽車(chē)事業(yè)的騰飛發(fā)展?!?/p>

TE致力于非接觸式位移傳感器的開(kāi)發(fā)和推廣,其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、離合器、剎車(chē)、啟停及車(chē)身底盤(pán)等系統(tǒng)中,為汽車(chē)提供可靠的定制化系統(tǒng)級(jí)集成傳感器解決方案。目前TE在全球范圍內(nèi)為商用車(chē)主流AMT系統(tǒng)提供傳感器模塊。2014年TE收購(gòu)全球領(lǐng)先的傳感器和基于傳感器系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和制造商MEAS 傳感器公司,使 TE 在今天這個(gè)連接日益緊密的世界上,能夠?yàn)榭蛻籼峁o(wú)與倫比的連接和傳感器解決方案。借助MEAS在壓力、濕度、溫度、電流等領(lǐng)域的傳感器解決方案,TE大大提升了在新能源傳感器領(lǐng)。

小型連接器趨勢(shì)是什么

微型連接器盡管尺寸較小,但是增長(zhǎng)極為迅速,其中包含超小型、微小型及超微小型版本。包括移動(dòng)技術(shù)、航天與工防 (A&D) 以及醫(yī)療行業(yè)在內(nèi)的多個(gè)主要市場(chǎng)都在大力推動(dòng)著這一增長(zhǎng)趨勢(shì)。

從電視上的很多手機(jī)廣告中可以發(fā)現(xiàn),手機(jī)市場(chǎng)正處于蓬勃的發(fā)展期。這些手機(jī)以及其他手持設(shè)備都需要尺寸與外形越來(lái)越小的各種組件,其中就包括能夠提供極高的數(shù)據(jù)傳輸速度的微型連接器。比如說(shuō),10 Gbps 的板對(duì)板連接器比較常見(jiàn),而一些先進(jìn)的微型板對(duì)板連接器則可以處理高達(dá) 20 Gbps 的速率。

這類(lèi)應(yīng)用中的連接器體積極為小巧。例如,Molex 供應(yīng)的板對(duì)板連接器螺距可小至 0.35 毫米,而柔性印刷電路 (FPC) 連接器的螺距則達(dá)到了 0.20 毫米。

手機(jī)和其他應(yīng)用中的微型連接器還必須做到簡(jiǎn)便易用。舉例來(lái)說(shuō),Molex 在一些板對(duì)板連接器上添加了金屬蓋釘,提高連接器外殼的強(qiáng)度,并使裝配過(guò)程中發(fā)生斷裂的可能性降低,從而提供進(jìn)一步的保護(hù)。此外,在插入連接器時(shí),具有更大程度引入對(duì)齊功能的微型連接器可協(xié)助裝配人員找到最有效的插入點(diǎn)。

航天與工防是另一個(gè)重要的市場(chǎng),主要使用輕量級(jí)的高頻射頻微型連接器之類(lèi)的產(chǎn)品。例如,最大頻率 26 GHz 的超小型推入式 (SMP) 連接器以及最大頻率 40 GHz 的超小型推入式微型 (SMPM) 連接器已經(jīng)廣泛用于各種板對(duì)板和線對(duì)板應(yīng)用當(dāng)中。SMPM 連接器的體積比 SMP 連接器小 30%。

航天與工防應(yīng)用包括陸基雷達(dá)與飛機(jī)通信系統(tǒng)。此外,射頻連接器在低功率設(shè)置中也極其有效,信噪比極低,還能夠傳輸復(fù)信號(hào)。

在醫(yī)療市場(chǎng)上,微型連接器可用于顯微和探頭之類(lèi)的設(shè)備。這類(lèi)連接器必須做到無(wú)磁性,這就需要將連接器傳統(tǒng)上使用的鎳鍍層替換為無(wú)電鍍鎳磷。其他應(yīng)用還包括核磁共振儀和電腦斷層掃描儀之類(lèi)的醫(yī)療器械,但是這類(lèi)設(shè)備一般采用的是更大的連接器。

設(shè)計(jì)與裝配含有微型連接器的設(shè)備會(huì)構(gòu)成一定的挑戰(zhàn),而裝配方面的專業(yè)知識(shí)則可以簡(jiǎn)化這一流程。在設(shè)備體積不斷縮小的同時(shí),設(shè)計(jì)人員需要進(jìn)一步深入了解當(dāng)今的微型連接器技術(shù),并且充分利用其中的優(yōu)點(diǎn)。

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簡(jiǎn)單介紹小型化非密封線對(duì)板連接器

小型化非密封線對(duì)板連接器系統(tǒng)Min i50是業(yè)界最小的汽車(chē)等級(jí)非密封系統(tǒng),是一款通過(guò)了USCAR認(rèn)證的用于非密封運(yùn)輸車(chē)輛環(huán)境的接口產(chǎn)品。

USCAR (the US C ouncil forA utom otive R esearch)支持先進(jìn)汽車(chē)技術(shù)的合作研究和開(kāi)發(fā),與傳統(tǒng)的L SCAR 0.64mm連接器相比,M in i50L USCAR050認(rèn)證接口提供了50%的空問(wèn)節(jié)省,具有最小的端子以適合在車(chē)廂內(nèi)的非密封運(yùn)輸車(chē)輛環(huán)境中的低電流電路。與傳統(tǒng)的0.64m m終端系統(tǒng)相比,通過(guò)允許線束客戶壓接和處理更小的線規(guī),它們可以減少總體線束重量。M in i50連接系統(tǒng)具有獨(dú)立的二次鎖定(ISL)裝置,作為外殼的一部分,減少了元器件數(shù)目。此外,PCB接頭具有垂直和直角導(dǎo)向,以便提供線材路由和模塊設(shè)計(jì)靈活性。它們還使用能夠耐受紅外(i R)和無(wú)鉛波峰焊處理的高溫?zé)崴苄运芰贤鈿?,最高溫度為?600C.

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本文來(lái)源:http://chunyuandq.com/xianduiban/979/

選擇和成功安裝連接器的方法以及注意事項(xiàng)詳解

在設(shè)計(jì)利用高速互連的應(yīng)用時(shí),在信號(hào)路徑上瀏覽所有潛在的減速帶是至關(guān)重要。必須了解并掌握以下因素:疊層、公差、通孔設(shè)計(jì)、跡線寬度、鍍層和銅蝕刻,以實(shí)現(xiàn)最佳信號(hào)路徑。 任何設(shè)計(jì)清單都應(yīng)該包含連接器,而這些連接器往往被忽略。如果沒(méi)有仔細(xì)檢查,連接器可能會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)的信號(hào)完整性。

正確的連接器應(yīng)該提供幾個(gè)關(guān)鍵要素:

在目標(biāo)帶寬上配接阻抗

低于目標(biāo)帶寬的插入損耗

可靠連接到PCB

可靠連接到電纜系統(tǒng)

為了確保連接器可以為信號(hào)提供低損耗和配接阻抗,必須查看散射或s參數(shù)。S參數(shù)詳細(xì)說(shuō)明了線性電網(wǎng)的特性,并確定了帶寬和電路損耗,從而揭示了其性能潛力。S參數(shù)數(shù)據(jù)由制造商提供,作為表征其連接器的一種方式,并應(yīng)成為設(shè)計(jì)高速連接器時(shí)首先考慮的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計(jì)師還應(yīng)該在時(shí)域中轉(zhuǎn)換并觀察s參數(shù),以及時(shí)域反射(TDR)圖,并查看內(nèi)部阻抗曲線。

由于連接器有很多種類(lèi)(例如,端子類(lèi)型、內(nèi)部信號(hào)長(zhǎng)度、材料等),設(shè)計(jì)人員需要了解s參數(shù)文件是如何創(chuàng)建的。在盲目地將touchstone文件放入仿真并相信結(jié)果之前,詢問(wèn)供應(yīng)商幾個(gè)問(wèn)題是很重要的,其中包括:

1. 你想要的插針與仿真的插針配接嗎?

2. 其他插針如何端接?

3.在提供的數(shù)據(jù)中使用了什么樣的布局?

4.有沒(méi)有殘端?

5.用于表征的端子類(lèi)型是什么?(例如電鍍通孔、表面安裝、壓接)

6.夾具如何嵌入或測(cè)量中包含什么?

7.這是我需要的準(zhǔn)確零件號(hào)嗎?

優(yōu)質(zhì)供應(yīng)商為每個(gè)客戶的預(yù)期用途提供仿真和與測(cè)量相關(guān)的數(shù)據(jù),從而為他們提供更準(zhǔn)確的連接器對(duì)設(shè)計(jì)影響的評(píng)估,并增強(qiáng)他們?cè)诜抡鏀?shù)據(jù)中的置信度。

選擇連接器時(shí)的另一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)是PCB端接選項(xiàng)。連接器通常有多種端接形式,包括(但不限于)表面安裝、壓接和通孔錫膏(PIH),每種形式都有其獨(dú)特的優(yōu)缺點(diǎn)。壓接端子結(jié)構(gòu)非常堅(jiān)固,可為PCB提供最大的保持力和連接性,但對(duì)高速應(yīng)用也提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。從高密度壓合連接器發(fā)送信號(hào)可能需要高層數(shù)PCB,從而通過(guò)電鍍孔向上延伸得到最長(zhǎng)路徑,以到達(dá)連接器。鉆孔的細(xì)長(zhǎng)路徑和固定直徑可能會(huì)對(duì)較高頻率的信號(hào)產(chǎn)生明顯的不連續(xù)性,并可能阻礙高數(shù)據(jù)速率。

表面貼裝端接更適合高速設(shè)計(jì),并連接器發(fā)射點(diǎn)的配接阻抗可獲得最大的靈活性。設(shè)計(jì)人員可以直接進(jìn)入連接器的焊盤(pán)或使用選擇的鉆孔來(lái)提供通過(guò)PCB的路徑。此外,導(dǎo)通孔可以埋入PCB內(nèi),或反向鉆孔以減少未使用的通孔殘端,并改善壓接端接方式的頻率響應(yīng)。這種端接方法為高頻設(shè)計(jì)提供了最大的好處,但不一定是穩(wěn)健的。表面貼裝連接器通常需要一些額外的加固件,例如安裝硬件,以確保與PCB的牢固連接。

PIH端接是前兩種風(fēng)格之間的混合。與壓接類(lèi)似,PIH端子具有較短的非壓接插針——插入鍍通孔足跡并焊接到位。主要區(qū)別在于它的插針短得多,可以對(duì)鉆孔進(jìn)行反鉆以去除信號(hào)上多余的殘端。這種高密度連接器要做入PCB仍然存在挑戰(zhàn)。選擇供應(yīng)商提供這些短至10mm的插針,可以提供改進(jìn)的高頻響應(yīng)和與PCB的堅(jiān)固連接。在從PCB轉(zhuǎn)換到連接器時(shí),每種端接類(lèi)型都存在一些信號(hào)阻抗不連續(xù)性,并且每種端接類(lèi)型都使得設(shè)計(jì)人員能夠改變自由度以最小化不連續(xù)性對(duì)信號(hào)完整性的影響。

選擇用于高速設(shè)計(jì)的連接器時(shí),考慮接觸配接連接器的方式也很重要。有幾種配接接觸的方法,每種方法都有其獨(dú)特的一系列優(yōu)點(diǎn)和局限,從而影響整體設(shè)計(jì)的信號(hào)完整性。邊緣安裝連接器是一種流行的配接接觸方法。這些連接器具有可沿PCB焊盤(pán)滑動(dòng)的彈簧指,可以在單一點(diǎn)處進(jìn)行電氣接觸,從而使信號(hào)的間斷性最小,但在高沖擊和振動(dòng)應(yīng)用中可能有害(或需要額外的保持方法)。許多MSA標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)(例如SFP、SFP +和QSFP)都使用這種類(lèi)型的電氣接口。

壓接連接更加廣泛地用于堅(jiān)固的應(yīng)用中。這個(gè)相當(dāng)基本的系統(tǒng)由一個(gè)帶插座的母頭和一個(gè)帶彈簧插針的公頭組成。這種配接類(lèi)別有兩個(gè)或兩個(gè)以上的接觸點(diǎn),與邊緣安裝配接系統(tǒng)提供的單點(diǎn)接觸相比,可以提供多種優(yōu)勢(shì)。特別為高可靠性、高速度產(chǎn)品設(shè)計(jì),圖1所示的多個(gè)接觸點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)較低的接觸電阻和信號(hào)電感,以及可靠耐用的連接,可承受極端振動(dòng)。但是,插針和插座觸點(diǎn)可能比邊緣接觸長(zhǎng),如果設(shè)計(jì)不當(dāng),可能會(huì)出現(xiàn)較大的不連續(xù)點(diǎn)。因此,研究制造商提供的s參數(shù)和阻抗圖是至關(guān)重要的。

圖1:Airborn的verSI?壓接插針和插座連接器可在極端振動(dòng)的高速應(yīng)用中提供堅(jiān)固可靠的低電感連接。

另外,在速度設(shè)計(jì)方面,重要的是要考慮相對(duì)于占地面積的吞吐量。圖2比較了兩個(gè)基本系統(tǒng):一個(gè)采用25G /通道QSFP連接器,另一個(gè)采用10G /通道HD4連接器。由此產(chǎn)生的輸出(4320Gbps與3600Gbps)表明,通過(guò)連接器設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的卓越密度,在相同托架系統(tǒng)中,與更高速度的25G QSFP連接器相比,10G HD4連接器可以產(chǎn)生更高的數(shù)據(jù)吞吐量,從而節(jié)省組件和能源成本,并且甚至數(shù)據(jù)中心平方英尺更具潛力。

圖2:針對(duì)高密度設(shè)計(jì)的AirBorn 10GHD4?連接器可在同一托架系統(tǒng)內(nèi)提供比25G QSFP連接器更高的吞吐量,從而實(shí)現(xiàn)組件和能源成本節(jié)省。

最終,設(shè)計(jì)師需要從A點(diǎn)到B點(diǎn)獲得一個(gè)強(qiáng)大而不受干擾的信號(hào),而正確的連接器是這段旅程的關(guān)鍵要素。畢竟,即使是最高速度的連接器如果經(jīng)歷間歇性打開(kāi),也是不利的。最優(yōu)質(zhì)的供應(yīng)商提供多種連接器,以提供高速和高可靠性解決方案,端到端通道解決方案,與客戶密切合作以評(píng)估他們的個(gè)別需求,并以最小的信號(hào)衰減開(kāi)發(fā)最佳互連解決方案。設(shè)計(jì)師有多種連接器可供選擇,因此應(yīng)密切關(guān)注關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)并明智地選擇。

高速連接器的信號(hào)完整性分析都在這里了

研究背景

隨著電子通訊技術(shù)的快速發(fā)展,集成電路的封裝與板上互連,對(duì)信號(hào)傳輸?shù)膸捯笤絹?lái)越高。與此同時(shí),互連通道傳輸?shù)乃俾试絹?lái)越快,邏輯門(mén)的判決時(shí)間窗口也越來(lái)越小。因此,信息化技術(shù)的發(fā)展直接導(dǎo)致互連通道中的集成電路封裝、傳輸線以及連接,從開(kāi)始的“集總參數(shù)模型”,發(fā)展到了“分布參數(shù)模型”。相對(duì)于集成電路的封裝,印制電路板上的傳輸線以及連接器,由于幾何尺寸相對(duì)較大,更容易進(jìn)入“分布參數(shù)模型”,即高速信號(hào)互連通道。PCB互連線、連接器以及布置在上的元件構(gòu)成了電子設(shè)備互連系統(tǒng)的主要組成部分,信號(hào)通過(guò)印制板互連線以及連接器擴(kuò)展到其他的印制板上,從而構(gòu)成了整個(gè)背板系統(tǒng)。連接器作為整個(gè)互連系統(tǒng)的關(guān)鍵部位,已經(jīng)成為提高系統(tǒng)傳輸速率的瓶頸,因此,研制滿足高速率傳輸性能的連接器,是提升系統(tǒng)高速互連性能的主要手段,也是解決信息化系統(tǒng)高速互連問(wèn)題的關(guān)鍵因素。

上世紀(jì)九十年代初,在信息技術(shù)的強(qiáng)勁推動(dòng)下,用于連接和傳輸高速數(shù)字信號(hào)的高速連接器開(kāi)始發(fā)展起來(lái)了。當(dāng)前,國(guó)外的高速連接器傳輸速率己經(jīng)達(dá)到10Gbps,同時(shí)正在向40Gbps發(fā)展。早在2005年,世界著名連接器生產(chǎn)廠商FCI就與朗訊貝爾實(shí)驗(yàn)室合作,利用FCI的高速連接器AirMaxVS和貝爾實(shí)驗(yàn)室的信號(hào)傳輸架構(gòu)成功的實(shí)現(xiàn)了高達(dá)25Gbps傳輸速率的信號(hào)傳輸,再次提高了高速連接器的性能。

在信息化裝備技術(shù)的推動(dòng)下,通訊、鐵路交通、宇航、醫(yī)療儀器、高端武器等領(lǐng)域的數(shù)字信息化裝備將會(huì)對(duì)高速連接器產(chǎn)品的性能提出更高的要求,諸如高密度、模塊化、高可靠、多功能等方面,以滿足系統(tǒng)傳輸?shù)哪K化、集成化、耐環(huán)境、抗干擾等各種應(yīng)用需求。以往在電連接器的開(kāi)發(fā)最主要考慮因素為機(jī)械特性,如插拔力以及腳位平整度等。其次再考慮連接器的電氣特性,如絕緣電阻、額定電流、接觸電阻等。但隨著高速通訊時(shí)代的來(lái)臨,對(duì)電連接器的性能要求更加茍刻,其高速傳輸引發(fā)的傳輸線效應(yīng)不可忽略,解決高速連接器的信號(hào)完整性問(wèn)題成為連接器設(shè)計(jì)的關(guān)鍵因素。

國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

當(dāng)前,連接器已經(jīng)成為電子元件的第二大支柱產(chǎn)業(yè),根據(jù)最新的連接器權(quán)威研究機(jī)構(gòu)Bishop& Associates公司統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示,2013年中國(guó)市場(chǎng)連接器的銷(xiāo)售額已經(jīng)達(dá)到136億美元,占全球市場(chǎng)份額的24%,中國(guó)己經(jīng)成為連接器最大的銷(xiāo)售市場(chǎng)高速連接器的研發(fā)以及應(yīng)用始于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家,以莫仕、泰科、FCI等公司為首的國(guó)際大型連接器制造企業(yè)憑借技術(shù)和規(guī)模優(yōu)勢(shì),一直掌握著連接器制造產(chǎn)業(yè)的前沿技術(shù),尤其是在要求解決高傳輸速度、耐環(huán)境、高可靠性、低串?dāng)_和低噪聲等問(wèn)題的通訊和工防應(yīng)用領(lǐng)域,國(guó)際大公司有著明顯的優(yōu)勢(shì),而且該領(lǐng)域的連接器產(chǎn)品利潤(rùn)水平也相對(duì)較高。

隨著客戶對(duì)傳輸速度的要求越來(lái)越高,國(guó)外連接器供應(yīng)商在其原有產(chǎn)品的基礎(chǔ)上,不斷采用新的設(shè)計(jì)技術(shù)及工藝以優(yōu)化微調(diào)其產(chǎn)品,如采用軟干涉連接電路板技術(shù)(電路板的孔可以做得更小);用定制的塑膠來(lái)補(bǔ)償信號(hào)傾斜推薦在電路板擴(kuò)孔等。為了滿足系統(tǒng)性能和可靠性要求,系統(tǒng)設(shè)計(jì)者仔細(xì)平衡傳輸速度、功率和封裝密度之間的關(guān)系。隨著互聯(lián)系統(tǒng)中對(duì)大數(shù)據(jù)量處理和傳輸?shù)脑鲩L(zhǎng),不斷推動(dòng)對(duì)傳輸速度的要求。國(guó)外高速通信系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸速率已由原來(lái)的6.25Gbps跳變至12.5Gbps,且向25Gbps普及推廣,將來(lái)數(shù)據(jù)傳輸速率會(huì)被提升到40Gbps、100Gbps甚至1Tbps,與其相配套的高速連接器也必將得到更快的發(fā)展。

半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展促使連接器生產(chǎn)企業(yè)設(shè)計(jì)研發(fā)更高速率的產(chǎn)品。背板連接器市場(chǎng)經(jīng)歷了新世紀(jì)暴增時(shí)代,這些連接器是為了迎接新一代應(yīng)用的競(jìng)爭(zhēng)而準(zhǔn)備。在這個(gè)領(lǐng)域主要有個(gè)廠商:Amphenol TCS、FCI、Molex、Tyco,他們均能供應(yīng)25Gbps的連接器。目前幾乎沒(méi)有量產(chǎn)的領(lǐng)域要求這么高的傳輸速度,但是這種高性能的連接器卻給了未來(lái)系統(tǒng)更新的空間,對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)者很有吸引力。

高速背板連接器是新系統(tǒng)硬件的至關(guān)重要零件,一旦在系統(tǒng)設(shè)計(jì)初期被選上,很可能無(wú)法用別家的連接器替換。因?yàn)樵?0Gbps以上工作頻率,若連接器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同,傳輸性能會(huì)大不樣。有鑒于此,國(guó)外設(shè)備廠商與其主要連接器供應(yīng)商達(dá)成協(xié)議,要求連接器供應(yīng)商共享設(shè)計(jì)和生產(chǎn)方面的知識(shí)產(chǎn)權(quán),在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)上具備足夠的一致性以保證界面的互換性及高速傳輸?shù)募嫒菪?。這種要求連接器供應(yīng)商之間共賞連接器技術(shù)的做法是史上少見(jiàn)的,創(chuàng)了歷史先河,很可能是未來(lái)連接器產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。材料和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)技術(shù)的發(fā)展拓寬電纜組件的帶寬和提高電纜組件的傳輸速度。采用被動(dòng)和主動(dòng)的信號(hào)調(diào)理技術(shù),銅件電纜能夠提供速度高于10Gbps距離高達(dá)24m性價(jià)比優(yōu)越的方案。通過(guò)近二十年的產(chǎn)品開(kāi)發(fā),形成了以泰科、安費(fèi)諾、莫仕、FCI、ENRI等為主的高速連接器生產(chǎn)廠商,通過(guò)對(duì)基礎(chǔ)理論、材料研發(fā)等技術(shù)創(chuàng)新,完成了諸如HM 2mm、ZD、ExaMax、LRM等高端高速連接器的普及應(yīng)用,如下圖所示連接器信號(hào)傳輸速率由2.5Gbps逐漸到12.5Gbps,再攀升至25Gbps甚至是40Gbps。

VITA高速連接器

ZD高速連接器

LRM高速連接器

在信號(hào)完整性設(shè)計(jì)方面,其具有完備的理論分析基礎(chǔ),如《電磁場(chǎng)與微波技術(shù)》、《高速信號(hào)傳輸》、《高速數(shù)字系統(tǒng)的信號(hào)完整性和轄射發(fā)射》等經(jīng)典著作;擁有多種的高速信號(hào)仿真分析軟件,如keysight 的ADS等;以及完備的信號(hào)完整性測(cè)試平臺(tái),如信號(hào)發(fā)生器、頻譜分析儀、矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀、示波器、時(shí)域阻抗測(cè)試儀、誤碼率分析儀以及、等配套分析軟件等。

國(guó)內(nèi)專業(yè)的高速連接器生產(chǎn)廠商主要有航天電器、中航光電、四川華豐,相關(guān)的科研院所有北京航空航天大學(xué)、北京郵電大學(xué)、上海交通大學(xué)等。隨著近幾年工防武器型號(hào)的配套需要,國(guó)內(nèi)各大連接器生產(chǎn)廠商通過(guò)仿制或改進(jìn)國(guó)外相關(guān)的高速傳輸連接器產(chǎn)品,相繼開(kāi)發(fā)了VITA46、LRM、JVPX、J599、1394等高速傳輸連接器,但該類(lèi)連接器的傳輸一般不超過(guò)6.25Gbps。此外,部分廠家也開(kāi)始配合用戶使用需求開(kāi)始研制更高傳輸速率的連接器產(chǎn)品,并取得了一定成效。

總體來(lái)看,國(guó)內(nèi)連接器發(fā)展起步較晚,在基礎(chǔ)理論、原材料、機(jī)械加工、產(chǎn)品測(cè)試等方面嚴(yán)重滯后于歐美發(fā)達(dá)國(guó)家。此外,由于國(guó)內(nèi)各電子、航空、船舶、航天等系統(tǒng)對(duì)高速連接器使用需求的不一致性,加之各高速連接器廠商之間疏于交流合作,導(dǎo)致國(guó)內(nèi)高速產(chǎn)品互不兼容,產(chǎn)品研發(fā)水平參差不齊,嚴(yán)重阻礙了高速產(chǎn)品的發(fā)展,與國(guó)外高速連接器的研制水平相比,國(guó)內(nèi)高速連接器的研制主要有以下幾個(gè)方面的不足:

(1)在信號(hào)完整性理論研究方面,國(guó)內(nèi)科研院所(如西安電子科技大學(xué)、上海交通大學(xué)、東南大學(xué)、工防科學(xué)技術(shù)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、西南交通大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院研究生院等)的研宄較為深入,但主要停留在理論研究及計(jì)算機(jī)仿真分析上面,真正的工程實(shí)用化較少。國(guó)內(nèi)華為、中興等通信設(shè)備商也較早成立了自己獨(dú)立的信號(hào)完整性研究部門(mén),具有較為完整的信號(hào)完整性測(cè)試平臺(tái),但基本上還沒(méi)有以上的信號(hào)完整性問(wèn)題方面的報(bào)道。國(guó)內(nèi)各大武器型號(hào)研制及配套單位(如航天科工、航天科技、中電集團(tuán)、中船重工、兵器集團(tuán)等)雖在理論和工程實(shí)踐應(yīng)用上達(dá)到了有機(jī)集合,但受各種因素限制,理論應(yīng)用程度尚待深入。

(2)在原材料研制方面,國(guó)內(nèi)的原材料生產(chǎn)廠商所生產(chǎn)的高速連接器用材料(如PPS、LCP、TPX、Rogers等)基本達(dá)不到實(shí)際使用要求,性能穩(wěn)定性差,且有些材料甚至無(wú)法生產(chǎn)。國(guó)內(nèi)高速連接器用材料基本依賴進(jìn)口,從而對(duì)高速連接器的國(guó)產(chǎn)化及普及應(yīng)用造成了嚴(yán)重的隱患。

(3)在零部件加工制造方面,因高速連接器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),很多零部件尺寸精度要求極高,國(guó)內(nèi)的加工設(shè)備、模具及工藝方式方法尚無(wú)法滿足要求,從而在某種程度上限制了高速連接器的傳輸性能的提升。

(4)在產(chǎn)品精密組裝方面,與國(guó)外的自動(dòng)化一體式裝配相比,國(guó)內(nèi)基本采用手工或是手工加半自動(dòng)的裝配方式,其裝配一致性較差,效率低,且連接器的一致性受人為因素的較大。

(5)在產(chǎn)品測(cè)試及驗(yàn)證方面,國(guó)內(nèi)目前還未有統(tǒng)一的高速連接器規(guī)范。各生產(chǎn)廠家的連接器測(cè)試規(guī)范、方法及指標(biāo)互有差異,高速信號(hào)完整性測(cè)試平臺(tái)技術(shù)水平參差不齊,嚴(yán)重滯后了產(chǎn)品研發(fā)。

近幾年,國(guó)內(nèi)各大連接器廠商和高??蒲性核_(kāi)始認(rèn)識(shí)到這些不足,開(kāi)始重視高速連接器信號(hào)完整性問(wèn)題的研究,并取得了一些成果。北京郵電大學(xué)電接觸實(shí)驗(yàn)室在良好的通信技術(shù)背景下,對(duì)高速連接器的信號(hào)完整信問(wèn)題展開(kāi)了一系列的研究,葉小蘭碩士研究了HDMI高速連接器的信號(hào)完整性并進(jìn)行了優(yōu)化,何晴研究了高頻電連接器的性能。電子科技大學(xué)的李迅波等仿真分析了SFP的損耗,初步得到了損耗與頻率的數(shù)學(xué)擬合關(guān)系。

了解一下電子連接器種類(lèi)

連接器是一種電機(jī)系統(tǒng),其可提供可分離的界面用以連接兩個(gè)次電子系統(tǒng),并且對(duì)于系統(tǒng)的運(yùn)作不會(huì)產(chǎn)生不可接受的作用。 定義中關(guān)鍵詞是”電機(jī)系統(tǒng)”,”可分離的”和”不可接受的作用”。 連接器是一種電機(jī)系統(tǒng)是因?yàn)椋峭ㄟ^(guò)機(jī)械方法產(chǎn)生的電性連接。如將要討論到的,機(jī)械式彈簧的偏向會(huì)在配合的兩部分間產(chǎn)生一個(gè)力量,這就使得接口配合面之間產(chǎn)生金屬性接觸。

應(yīng)用連接器在首要地方的原因是配合接口具有可分離性??煞蛛x性的需要性具有很多的原因。它可以使得獨(dú)立地制造部份或子系統(tǒng)而最后裝配可在一個(gè)主要的地方進(jìn)行??煞蛛x性也可以使得零件或子系統(tǒng)的維護(hù)或升級(jí)不必修改整體個(gè)系統(tǒng)??煞蛛x性得以應(yīng)用的另一個(gè)原因是可攜帶性和支持外圍設(shè)備的擴(kuò)展。

另一方面,定義中的可分離性引入了一個(gè)額外的子系統(tǒng)間的界面,此界面不能引入任何”不可接受的作用”,尤其是在系統(tǒng)的特性上不能受電訊的影響,這些影響包括如不可接受的扭曲變形和系統(tǒng)間的信號(hào)退化,或者是通過(guò)連接器的電源損失,以毫伏損失計(jì)算的電源損失,將會(huì)成為功能性的主要設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),因此主機(jī)板的電力需求也將增加。 可分離性的需求和”不可接受性”的限度要由連接器的應(yīng)用而定。

可分離 4 性包括配合周期的數(shù)目,配合周期是指連接器在不影響其性能必須提供的,以及與另一連接器相配合所必需的作用力。典型的配合周期需求其范圍從內(nèi)部連接器的幾十個(gè)周期到外圍設(shè)備的幾千個(gè)周期,比如 PCMCIA 型連接器。由于電路或功能的數(shù)量以及連接器互相連接的增加,配合力量的需求變得更加的重要。為了提供更多的功能性,連接器上端子的位置也必須要增加,這樣就導(dǎo)致了更高的連接器配合力量。由連接器的使用和功能而定,其端子數(shù)從幾十到上千不等。

電子連接器分類(lèi)

1、按焊錫方式分為:DIP類(lèi)(eg:PCI 120P),SMT類(lèi)(eg:MINI PCI EXPRESS)

2、按外觀可分為:外部型和內(nèi)部型

外部型有:

I/O:D-超小型連接器(又稱D-SUB連接器),USB,1394,DDR,VGA,SCSI等

CARD:SD,SIM,NEW CARD等

JACK:RJ11,RJ45等 RF

電子連接器

電源

其他:SCSI,DVI等

內(nèi)部型有:

板對(duì)板

線對(duì)板

線對(duì)線

柔性電路板(FPC):ZIF

HDD:BOX,PIN-Header&Socket

Edge Card:AGP,PCI

CPC Socket:478,SLOT-1,SLOT-2

Memory:DIM,SO-DIM

其他:MINI PCI

由于連接器的結(jié)構(gòu)日益多樣化,新的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn),試圖用一種固定的模式來(lái)解決分類(lèi)和命名問(wèn)題,已顯得難以適應(yīng)。盡管如此,一些基本的分類(lèi)仍然是有效的。

1.互連的層次

根據(jù)電子設(shè)備內(nèi)外連接的功能,互連(interconnecTIon)可分為五個(gè)層次。

① 芯片封裝的內(nèi)部連接

② IC封裝引腳與PCB的連接。典型連接器IC插座。

③ 印制電路與導(dǎo)線或印制板的連接。典型連接器為印制電路連接器。

④ 底板與底板的連接。典型連接器為機(jī)柜式連接器。

⑤ 設(shè)備與設(shè)備之間的連接。典型產(chǎn)品為圓形連接器。

第③和④層次有某些重迭。在五個(gè)層次的連接器中,市場(chǎng)額最高的是第③和第⑤層次的產(chǎn)品,而目前增長(zhǎng)最快的是第③層次的產(chǎn)品。

2.連接器規(guī)格的層次。

按照國(guó)際電工委員會(huì)(IEC)的分類(lèi),連接器屬于電子設(shè)備用機(jī)電元件,其規(guī)格層次為:

門(mén)類(lèi)(family)例:連接器

分門(mén)類(lèi)(sub-family)例:圓形連接器

類(lèi)型(type)例:YB型圓形連接器

品種(style)例:YB3470

規(guī)格(variant)

3.連接器在我國(guó)的定義。

在我國(guó)的行業(yè)管理中,把連接器與開(kāi)關(guān)、鍵盤(pán)等統(tǒng)稱為電接插元件,而電接插元件與繼電器則統(tǒng)稱機(jī)電組件。

4.連接器的產(chǎn)品類(lèi)別。

連接器產(chǎn)品類(lèi)型的劃分雖然有些混亂,但從技術(shù)上看,連接器產(chǎn)品類(lèi)別只有兩種基本的劃分辦法:①按外形結(jié)構(gòu):圓形和矩形(橫截面),②按工作頻率:低頻和高頻(以3MHz為界)。

按照上述劃分,同軸連接器屬于圓形,印制電路連接器屬于矩形(從歷史上看,印制電路連接器確實(shí)是從矩形連接器中分離出來(lái)自成一類(lèi)的),而目前流行的矩形連接器其截面為梯形,近似于矩形。以3MHz為界劃分低頻和高頻與無(wú)線電波的頻率劃分也是基本一致的。

至于其它按用途、安裝方式、特殊結(jié)構(gòu)、特殊性能等還可以劃分出許多不同的類(lèi)型,并常常出現(xiàn)在刊物和制造商的宣傳品中,但一般只是為了突出某一特征和用途,基本分類(lèi)仍然沒(méi)有超出上述的劃分原則。

考慮到連接器的技術(shù)發(fā)展和實(shí)際情況,從其通用性和相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),連接器可劃分以下幾種類(lèi)別(分門(mén)類(lèi)):①低頻圓形連接器;②矩形連接器;③印制電路連接器;④射頻連接器;⑤光纖連接器。

5.連接器的型號(hào)命名。

連接器的型號(hào)命名是客戶采購(gòu)和制造商組織生產(chǎn)的依據(jù)。在國(guó)內(nèi)外連接器行業(yè)中,產(chǎn)品型號(hào)命名有兩種思路:一種是用字母代號(hào)加數(shù)字的辦法,力求在型號(hào)命名中反映產(chǎn)品的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。這種方式的好處是易于識(shí)別,但排列太長(zhǎng),過(guò)于復(fù)雜,隨著連接器的小型化,給打印帶來(lái)很多困難。目前國(guó)內(nèi)仍流行這種方式,并在某些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)甚至國(guó)標(biāo)中作出了規(guī)定,如SJ2298-83(印制電路連接器)、SJ2297-83(矩形連接器)、SJ2459-84(帶狀電纜連接器)、GB9538-88(帶狀電纜連接器)等。由于連接器結(jié)構(gòu)的日益多樣化,在實(shí)踐中用一種命名規(guī)則復(fù)蓋某一類(lèi)連接器越來(lái)越困難。另一種思路是用阿拉伯?dāng)?shù)字組合。這種方式的好處是簡(jiǎn)潔,便于計(jì)算機(jī)管理和小型產(chǎn)品的標(biāo)志打印。國(guó)際上主要的連接器制造商目前均采用這種方式。可以預(yù)計(jì)由各制造商制訂反映自身特色的命名辦法將會(huì)逐漸取代在計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下由全行業(yè)統(tǒng)一規(guī)定某種命名規(guī)則的辦法。

電子連接器發(fā)展趨勢(shì)

2012年的數(shù)據(jù)記載,互連行業(yè)在2011年取得中等個(gè)位數(shù)增長(zhǎng),實(shí)現(xiàn)480億美元左右的年銷(xiāo)售收入,再創(chuàng)歷史新高!同時(shí),2011年亦是全球互連行業(yè)最值得記憶的一年,中國(guó)互連企業(yè)開(kāi)始高速發(fā)展,全球互連產(chǎn)業(yè)也開(kāi)始轉(zhuǎn)“增長(zhǎng)模式”。

親測(cè),連接器選哪種最好用

連接器,垂釣過(guò)程中的重要配件,用于連接線組的主線和子線,之所以增加連接器,是為了更加方便的更換魚(yú)鉤,節(jié)省時(shí)間,保護(hù)主線,避免纏繞線組等。

最常見(jiàn)的兩端閉口八字環(huán)(8字環(huán))連接器,形如數(shù)字8,因而得名,其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,易操作,兩端圓環(huán)一樣,都能快速轉(zhuǎn)動(dòng),在溜魚(yú)的過(guò)程中,能有效避免線組扭曲,損傷線組而造成跑魚(yú),缺點(diǎn)是更換子線比較麻煩,需要把原來(lái)的子線剪下來(lái),再把新的子線綁上去,略顯費(fèi)時(shí)。

開(kāi)口八字環(huán),功能和閉口八字環(huán)一樣,區(qū)別在于,這種需要搭配O型圈使用,見(jiàn)下圖

開(kāi)口八字環(huán)的優(yōu)點(diǎn)在于更換子線更加便捷,因?yàn)樽泳€已經(jīng)事先和O型圈綁好了,更換的時(shí)候,只需要把原來(lái)的O型圈取下來(lái),把新的掛進(jìn)去就行了,而且,O型圈的彈力分擔(dān)了一部分線組和魚(yú)竿的壓力,更適宜釣大魚(yú),為了避免變形,開(kāi)口部分都比較粗壯,而閉口部分正常大小。

普通八字環(huán)的進(jìn)階產(chǎn)品,雙聯(lián)高速八字環(huán),呃,廠商吹得比較厲害,各種好,其實(shí)小編本人不太喜歡這種,第一是重量增加了,再就是用過(guò)幾次,優(yōu)點(diǎn)沒(méi)感覺(jué)到,反而有時(shí)候子線會(huì)夾進(jìn)兩個(gè)圓柱體中間的位置,所以后來(lái)就不再用了。

快速子線夾,和開(kāi)口八字環(huán)類(lèi)似的效果,省掉了O型圈,在釣體形不太大的魚(yú)的時(shí)候,非常方便,子線事先打好結(jié),更換的時(shí)候,掛進(jìn)彎鉤里面再把橡膠護(hù)套拉下來(lái),如下圖

以上幾種是我們臺(tái)釣過(guò)程中常用的,每種都有自己的優(yōu)勢(shì),新釣友可以根據(jù)自己的喜好和習(xí)慣來(lái)選擇,都能很好的體驗(yàn)。

最后講一下這種,我看到很多新手朋友在釣手竿的時(shí)候用這種別針連接器,有的用在主線和竿稍的連接,有的用在主線和子線的連接,看起來(lái)很方便,別針一扣就行了,其實(shí),是不對(duì)的,這種連接器非常不適用于手竿線組,第一自重大,第二別針和八字環(huán)連接處空間太大,影響線組的靈敏度,再就是容易

舊聞回顧:2016年連接器市場(chǎng)四大增長(zhǎng)點(diǎn)

說(shuō)到2015年,“連接”將是一個(gè)重要詞匯。無(wú)論是“中國(guó)制造2025”,“工業(yè)4.0”,抑或是我們常提起的“互聯(lián)網(wǎng)+”和“物聯(lián)網(wǎng)”,所希望實(shí)現(xiàn)的都是設(shè)備和設(shè)備的連接,設(shè)備和人的連接,以及人和數(shù)據(jù)的連接,而這一切都需要靠連接器來(lái)發(fā)揮巨大的作用。

連接器,作為電流或信號(hào)連接的關(guān)鍵元件,也是工業(yè)體系的重要組成部分。大到飛機(jī)、火箭,小到手機(jī)、電視,連接器都以各種不同的形式出現(xiàn),在電路或其他部件之間架起橋梁,承擔(dān)著電流或信號(hào)連接的作用。連接器行業(yè)的銷(xiāo)售在2014年增至529億美元,2015年從各大行業(yè)機(jī)構(gòu)的預(yù)測(cè)來(lái)看仍然趨向樂(lè)觀。從2015連接器的發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,哪些方面值得關(guān)注且特別有看頭呢?

一、汽車(chē)新能源與電子化推動(dòng)汽車(chē)連接器的需求增長(zhǎng)

隨著特斯拉等電動(dòng)汽車(chē)的持續(xù)走俏,互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)集體涌入,新技術(shù)對(duì)于傳統(tǒng)汽車(chē)行業(yè)的沖擊正在加速汽車(chē)業(yè)的變革,現(xiàn)在汽車(chē)已經(jīng)不僅僅是一輛交通工具,當(dāng)環(huán)保節(jié)能和娛樂(lè)智能這些新鮮詞匯與汽車(chē)相結(jié)合,也間接幫助連接器帶來(lái)了全新的發(fā)展機(jī)遇。

在十年前,汽車(chē)電子設(shè)備的平均成本約占總制造成本的五分之一。到了今天,這一數(shù)字躍升至 30% 至 35%,甚至更高。汽車(chē)制造商都意識(shí)到了使用電子設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)車(chē)型差異化所帶來(lái)的價(jià)值:汽車(chē)買(mǎi)家都希望高端的車(chē)載信息娛樂(lè)系統(tǒng)、安全功能以及其他功能逐漸成為新車(chē)型的標(biāo)準(zhǔn)配置。

相關(guān)調(diào)研數(shù)據(jù)顯示,2009年至2014年,汽車(chē)連接器市場(chǎng)的年復(fù)合增長(zhǎng)率增長(zhǎng)了11%,并達(dá)到近120億美元的市場(chǎng)產(chǎn)值,預(yù)計(jì)汽車(chē)連接器產(chǎn)值將在2019年超過(guò)160億美元,并保持有7%的年復(fù)合增長(zhǎng)率。

新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)雖歷經(jīng)波折但依舊是大勢(shì)所趨!不過(guò),傳統(tǒng)的連接器設(shè)備難以滿足其大電流、高電壓的要求,所以連接器廠商也都在布局針對(duì)新能源汽車(chē)的大功率連接產(chǎn)品,以全球排名第一的TE Connectivity公司(2016慕尼黑上海電子展展位號(hào):E4.4402)為例:其推出了一系列創(chuàng)新產(chǎn)品MSD高壓維修開(kāi)關(guān)、HVP800高壓大電流的連接器方案(250A)和EVC Contactors高壓接觸器等。汽車(chē)行業(yè)的新需求,正在給傳統(tǒng)的連接器廠商帶來(lái)更加嚴(yán)苛的要求,但也正是這些全新的動(dòng)力將刺激汽車(chē)連接器市場(chǎng)在未來(lái)持續(xù)走高。

更別忘了,汽車(chē)市場(chǎng)的另外一個(gè)前沿?zé)衢T(mén)技術(shù)——無(wú)人駕駛或自動(dòng)駕駛,此前TE Connectivity執(zhí)行副總裁兼首席技術(shù)官Rob Shaddock 在接受媒體采訪時(shí)曾表示,無(wú)人駕駛的實(shí)現(xiàn)至少需要5年時(shí)間。但TE以及更多連接器廠商已經(jīng)在和眾多智能汽車(chē)制造商展開(kāi)深度合作,畢竟當(dāng)一個(gè)全新的行業(yè)熱點(diǎn)真正走入人們的生活時(shí),誰(shuí)都不想錯(cuò)失先機(jī),汽車(chē)連接器市場(chǎng)的未來(lái)就讓我們拭目以待吧。

二、USB Type-C成消費(fèi)電子領(lǐng)域連接器新動(dòng)能

如果仔細(xì)去回顧2015年各大消費(fèi)電子廠商的新品,會(huì)發(fā)現(xiàn)一個(gè)全新的賣(mài)點(diǎn)幾乎會(huì)被反復(fù)使用,那就是:搭載USB Type-C接口。為了讓使用者擁有更好的方便性,USB Type-C是針對(duì)移動(dòng)設(shè)備連接器外型所設(shè)計(jì)的全新外觀規(guī)格,設(shè)計(jì)理念主要以實(shí)現(xiàn)讓使用者正反面皆可連接的功能為主,體積也比目前的Micro B小,并且可以依廠商各自不同的功能需求,搭配USB3.1或USB-PD2.0 等功能。

相較于USB Type-C本年度的崛起,其實(shí)在研發(fā)上連接器廠商的布局已經(jīng)很早完成了。例如連接器領(lǐng)先廠商JAE(航空電子,2016慕尼黑上海電子展展位號(hào):E4.4310)早在今年6月份,就快速跟進(jìn)推出了基于下一代USB規(guī)格(USB Type-C)標(biāo)準(zhǔn)的連接器插頭和插座,并開(kāi)始了對(duì)市場(chǎng)的銷(xiāo)售。更重要的是JAE親自參與了USB Type-C連接器標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計(jì),憑借多年對(duì)小型連接器高精度設(shè)計(jì)技術(shù)及高速傳輸設(shè)計(jì)技術(shù),開(kāi)發(fā)了擁有卓越EMI/EMC特性且機(jī)械強(qiáng)度充分、耐壽命性出色的鎖制機(jī)構(gòu)等特點(diǎn)的USB Type-C連接器。隨著今年幾大熱門(mén)移動(dòng)設(shè)備均使用了USB Type-C技術(shù),預(yù)計(jì)2016年這一規(guī)格將逐漸成為行業(yè)主流,也將為連接器市場(chǎng)帶來(lái)一大全新的增長(zhǎng)點(diǎn)。

而推動(dòng)USB Type-C興起的正是,消費(fèi)電子“輕薄化”的發(fā)展趨勢(shì)。隨著尺寸越來(lái)越小,這些設(shè)備的耗電量也在不斷上升,同時(shí)還要處理日益增長(zhǎng)的海量信息與數(shù)據(jù)。毫無(wú)疑問(wèn),制造商在如何更好地實(shí)現(xiàn)設(shè)備的無(wú)線充電和數(shù)據(jù)傳輸上正面臨相當(dāng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。小尺寸、高性能的移動(dòng)設(shè)備對(duì)于連接器供應(yīng)商也提出了相應(yīng)的要求,連接器產(chǎn)品必須在有限的空間內(nèi)發(fā)揮做出更加精細(xì)化功能繁多的產(chǎn)品,給設(shè)備制造商節(jié)省空間加入更多全新功能器件。就目前來(lái)看要達(dá)到小尺寸,除了無(wú)比精細(xì)的連接器,還面臨著另外兩大挑戰(zhàn):散熱和機(jī)械穩(wěn)定性。沒(méi)有人愿意看到由于連接器過(guò)熱而導(dǎo)致其他電子組件遭到損壞。而這些也將成為2016年連接器廠商急需解決的問(wèn)題。

三、物聯(lián)網(wǎng)可穿戴會(huì)是連接器下一個(gè)增長(zhǎng)點(diǎn)

根據(jù)Gartner預(yù)測(cè),相比2014年,2015年全球互聯(lián)設(shè)備將達(dá)到49億臺(tái),增長(zhǎng)30%,到2020年這個(gè)規(guī)模將增長(zhǎng)5倍,也就是250億臺(tái)。物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備成為商業(yè)發(fā)展主要驅(qū)動(dòng)力,將影響到社會(huì)生活中的各種產(chǎn)業(yè)。如果說(shuō)物聯(lián)網(wǎng)的形成速度可以由獨(dú)立的市場(chǎng)研究表現(xiàn)出來(lái),那么這一趨勢(shì)將得到全新的刺激并獲得進(jìn)一步的關(guān)注。物聯(lián)網(wǎng)也稱為萬(wàn)物互聯(lián),與之對(duì)應(yīng)的連接器毫無(wú)疑問(wèn)會(huì)在其中發(fā)揮重要的作用。

當(dāng)然,就目前來(lái)看物聯(lián)網(wǎng)仍然是一個(gè)較宏觀的概念,而具體到連接器市場(chǎng),我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這一創(chuàng)新仍將繼續(xù)受微型化的需求、高度的片上功能集成以及針對(duì)超低功率 (ULP) 操作而設(shè)計(jì)的系統(tǒng)的推動(dòng)。這一趨勢(shì)在可穿戴設(shè)備上表現(xiàn)得尤為顯著。而當(dāng)今全球的電子元件制造商正嘗試在“可穿戴”設(shè)備中競(jìng)爭(zhēng)出一席之地,在這方面微型化就占據(jù)了絕對(duì)的優(yōu)先級(jí)。對(duì)緊湊式低功率設(shè)備的需求現(xiàn)已拓展到電子行業(yè)的方方面面,我們不妨拿在可穿戴領(lǐng)域最早也是技術(shù)最為前沿的醫(yī)療領(lǐng)域?yàn)槔呀?jīng)拓展至新一代的便攜式醫(yī)療器械,國(guó)際領(lǐng)先的企業(yè)Molex很早就開(kāi)始布局這一方面。

Molex(慕尼黑上海電子展展位號(hào):E4.4200)通過(guò) MediSpec 產(chǎn)品系列為醫(yī)療電子領(lǐng)域提供一系列具有高度創(chuàng)新性的解決方案。例如,Polymicro Technologies的 MediSpec中空二氧化硅波導(dǎo),針對(duì)醫(yī)用激光應(yīng)用而設(shè)計(jì),是一種頂尖的先進(jìn)醫(yī)療技術(shù)。另一創(chuàng)新則是 MediSpec醫(yī)用塑料圓形(MPC) 互連系統(tǒng),這種經(jīng)濟(jì)的互連產(chǎn)品具有額定 1 萬(wàn)次的高耐久性。MPC 互連系統(tǒng)具有極高的插拔次數(shù),而插入力則較低,成本僅為采用機(jī)加工觸點(diǎn)競(jìng)品系統(tǒng)的幾分之一。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在各行各業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越多樣,對(duì)于連接器企業(yè)的創(chuàng)新能力將提出更嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

預(yù)計(jì)2016年將會(huì)有更多未知領(lǐng)域因物聯(lián)網(wǎng)而開(kāi)發(fā)出全新的應(yīng)用需求,以后的物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)必將見(jiàn)證超連通環(huán)境的發(fā)展,其中將應(yīng)用各種全新的超低功率和傳感器技術(shù),為不僅僅包含醫(yī)療、工業(yè)在內(nèi)的諸多領(lǐng)域帶來(lái)改變和附加值。

四、智能工廠、機(jī)器人會(huì)讓2016年工業(yè)連接器實(shí)現(xiàn)井噴?

智能工廠、機(jī)器人會(huì)讓2016年工業(yè)連接器實(shí)現(xiàn)井噴?

別看連接器雖然小巧,但連接器行業(yè)的發(fā)展水平,往往與國(guó)家整體工業(yè)水平緊密相關(guān)。象征優(yōu)質(zhì)、高效和創(chuàng)新的“德國(guó)制造”,被全世界所認(rèn)可與贊揚(yáng)。與整體工業(yè)水平相同,德國(guó)連接器行業(yè)發(fā)展水平也非常高,在德國(guó)電子電氣工業(yè)體系中扮演著重要角色。而與此同時(shí),被視為中國(guó)版“工業(yè)4.0”規(guī)劃的《中國(guó)制造2025》,自提出以來(lái),就備受社會(huì)關(guān)注?!爸袊?guó)智造”的概念也持續(xù)升溫,制造強(qiáng)國(guó)的遠(yuǎn)大目標(biāo)同樣令人期待。

隨著工業(yè)制造向著自動(dòng)化、智能化方向發(fā)展,作為廣泛應(yīng)用于機(jī)械設(shè)備、工廠自動(dòng)化、電力配電和鐵路等領(lǐng)域的連接器自然也是發(fā)展重點(diǎn)。面向“工業(yè)4.0”和“智能生產(chǎn)”的解決方案和技術(shù),在沖壓、注塑、組裝、壓接等等模塊上都能夠左右生產(chǎn)效率的連接器自然需要全新的升級(jí)。各個(gè)模塊區(qū)域間的互連協(xié)同合作同樣對(duì)連接器器件提出了全新的要求,就以重載連接器為例,越來(lái)越苛刻的應(yīng)用環(huán)境,需要傳統(tǒng)重載連接器的卓越性能,同時(shí)又能兼?zhèn)涓鼜V泛的應(yīng)用和快速全面的服務(wù)能力,能夠廣泛適用于工業(yè)生產(chǎn),特別是嚴(yán)苛及復(fù)雜環(huán)境下的連接作業(yè),滿足中國(guó)及全球市場(chǎng)客戶對(duì)智能控制設(shè)備的多元需求。

同時(shí)智能工廠對(duì)于自動(dòng)化的要求,必將使工業(yè)機(jī)器人在未來(lái)發(fā)揮更多用途。而作為提供機(jī)器人內(nèi)部連接,與傳感解決方案的連接器廠商自然不可能錯(cuò)過(guò)這個(gè)大有前途的朝陽(yáng)領(lǐng)域。機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在中國(guó)蓬勃發(fā)展,用于機(jī)械臂的局部連接和完整機(jī)器人控制系統(tǒng)的連接器解決方案也正在引起越多越人的興趣。雖然連接器只是智能控制過(guò)程中的一個(gè)小部件,但這卻是保障整體品質(zhì)、實(shí)現(xiàn)智能的地基部分。

由于工業(yè)機(jī)器人很多的工作環(huán)境屬于高危作業(yè),手臂關(guān)節(jié)必須適應(yīng)復(fù)雜性和精密度日益增加的生產(chǎn)要求,傳統(tǒng)的電纜連接已經(jīng)不再能夠滿足這項(xiàng)要求,這對(duì)于連接部件提出了更多的連接要求。比如,在許多操作環(huán)境下,我們無(wú)法給機(jī)器人連線,只能通過(guò)無(wú)線連接,將信號(hào)指令傳遞給機(jī)器人。這種非接觸式連接產(chǎn)品必須要集成非接觸式電源和高頻技術(shù),在幾乎任何環(huán)境中無(wú)需實(shí)際接觸便能可靠傳送電源、信號(hào)和數(shù)據(jù),很顯然相較于傳統(tǒng)連接方式,工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展必然會(huì)對(duì)于連接器領(lǐng)域帶來(lái)巨大的改變,而這種新的發(fā)展也將反哺連接器的其它領(lǐng)域,將會(huì)給整個(gè)連接器件帶來(lái)革命性的進(jìn)步前景。