熱評:微型連接器的技術(shù)發(fā)展趨勢

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 .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相對脆弱的插針,并解決了插合時的對準(zhǔn)問題。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)備對連接器提出一個新要求,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,同時又不會因形變而超過材料的屈服點(diǎn),其彈性臂要有相應(yīng)的長度,以保證可靠的接觸。若采用較敏的彈性臂有可能因插合時引起的變形超過材料的屈服點(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,每個臂由兩個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,特別是通過對性能更佳彈性材料的研制,連接器的薄型化、低高度還會獲得進(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大問題,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。沒有這些結(jié)構(gòu),連接器的插拔就會有困難。

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,由于插拔時磨損極小,壽命可高達(dá)5萬次;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)種類很多,如凸輪式、推動式、印制板移動式、杠桿自驅(qū)動式、手指撥動式、鋸齒雙楔式等,最常見的是凸輪式。據(jù)報道,國外還出現(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%,還可以使用潤滑劑如聚醋、聚苯

醚等來減少插拔力。

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的,一般來說. 間距小于0.5mm的連接器都會用到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率高達(dá)49.4% ,表面安裝連接器在無繩電話、筆記本電腦I幾的使用率分別達(dá)20% , 15%,美國在強(qiáng)大信息產(chǎn)業(yè)推動下,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)(見表4),九十年代其面安裝連接器增長率達(dá)38%。據(jù)稱歐洲的表面安裝連接器也己大量投放市場據(jù)預(yù)測,至2000年,表面安裝連接器將占全球連接器市場的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)用到計算機(jī)業(yè)中‘據(jù)報

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,種類繁多且還有許多定制產(chǎn)品,給組裝帶來許多困難。解決標(biāo)準(zhǔn)化方而的諸多問題,才能使連接器的安裝由專用設(shè)備向通用沒備的方向發(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付這個問題。

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)計及制造對縮小間距具有關(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,對引腳共面性問題更敏感,共面性對生產(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,連接器長時間處于高溫下,絕緣體必須耐高溫。

6)形狀要適合自動安裝。這一點(diǎn)對提高安裝速度十分必要。如連接器中心必須有個吸合面以利于自動安裝設(shè)備的抓起。當(dāng)然還有其它技術(shù)問題,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時問高溫要求;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貼裝速度。隨著這一系列問題的解決,表面安裝連接器將達(dá)到一個嶄新的階段。

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