來分析下微型連接器的應用市場

微型連接器的應用領域十分廣泛,從計算機、通信設備到工業測試儀器,從工防i.裝備到新型電子消費品等都對微型連接器產品提出了不同程度的需求。

筆記本電腦對微型連接器的需求量最大。在未來十年,筆記本電腦、掌上型電腦將成為PC機主流,一部輕便筆記本電腦需要大量不同類型微型連接器,包括元件一基板、越板一基板、子系統一子系統、基板-1/O端等互連產品如IC插座、FPC、PBC、D-Sub等類型連接器,這些產品絕大多數屬于間距1.27mm以下的微型產品

通信設備用連接器也同樣朝小型化方向發展,應用到微型連接器的主機是傳呼機、移動電話等。現代通信技術日新月異,相信微型連接器在新的通潔科技下.應用將越來越廣泛。

在工防方面,由于國際形式的變化,工防連接器市場不斷縮小,對微型連接器的需求可能會放慢速度,但是適應工防電子沒備苛刻的使用環境和高可靠的要求是推動微型連接器技術發展的主要動力,各個時期高檔微型連接器產品往往是在航空、現代工防電子設備及新型武器等尖端工防裝備上得到最先使用,可以預測,在即將來到的22世紀,現代工防裝備將是微型連接器研發、應用的重要領域之一。

工程師淺談微型連接器產品種類市場

應用市場的需求推動了各種微型連接器產品市場的不l卻了擴大。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現了小型化。其中PCB、IC插座連接器的微型產品增長速度將最快(見表1)

PCB連接器大多用于機內接線,隨若電子設備的日趨便攜化,整機廠對它們的微型化要求日益提高1994年全世界連接器產品市場,PCB連接器以67.13億美元居榜首,據預測.PCB微塑連按器具有很大發展潛力,由于PCB連按器市場竟爭異常激烈,價格人幅度下跌,而微型PCB連接器價格比較穩定,廠家均在加強高檔微型PCB連按器的研制。日前,美、日已大量生產間距0.8mm , 0.5mm的PCB連接器產品,包括世界上最大的PCB連接器供應地我國臺灣在內的亞洲國家也在朝此方面發展(見表2、表3)

IC插座也是廠家開發微型產品的重點,微處理器競爭激烈,芯片不斷升級,SPAM.DRAM VRAM等存儲器ic的高速增長,都促進了微型ic插座的發展,目前,集成電路封裝件的芯數正在逐步增加,引線間距縮小,國外已經出現了芯數超過2000芯的超大規模集成電路插座,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插座的應用也日益廣泛,還有一種新型LGA插座由于它是一種無針的陶瓷網絡陣列,接觸件不是針而是盤,他不需焊在PCB,因此能達到較小的間距,適合表面安裝

熱評:微型連接器的技術發展趨勢

窄間距

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

高密度窄間距的實現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的插針、插孔結構,把彈性插針凹縮裝在絕緣體內而把插孔制成管狀,仲出絕緣體外,這種結構保護r相對脆弱的插針,并解決了插合時的對準問題。采用這種結構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用。

薄型化

現代電子設備對連接器提出一個新要求,即降低高度,實現薄型化。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展的一個重要方面。

目前的針孔接觸中插孔采用懸臂梁結構,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,其彈性臂要有相應的長度,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構,其插孔接觸件采用雙懸梁構造,每個臂由兩個互相垂直的彈性件構成,插孔固定在絕緣基座內。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等公司均有這種結構的產品問世。

目前,低矮型連接器的高度一般可達10mm以下,最低已達1.5mm,這是由Molex研制的間距0.5mm連接器產品。隨著科學技術的發展,特別是通過對性能更佳彈性材料的研制,連接器的薄型化、低高度還會獲得進一步發展。

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)結構在微型連接器上應用日益增多。沒有這些結構,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行插拔的特殊結構的產品,也就是在連接器插拔中,接觸體處于自由狀態。它的主要優點是插拔容易、不受芯數多少影響;壽命長,由于插拔時磨損極小,壽命可高達5萬次;節省貴金屬,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結構種類很多,如凸輪式、推動式、印制板移動式、杠桿自驅動式、手指撥動式、鋸齒雙楔式等,最常見的是凸輪式。據報道,國外還出現了焊料式、靜液壓式等新型結構ZIF連接器。

LIF連接器是一種只用很小的外力進行插拔的產品。實現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展概況

表面安裝技術((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展。如日本的表而安裝連接器在九十年代增長率高達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20% , 15%,美國在強大信息產業推動下,表面安裝連接器需求量不斷上升,廠家紛紛投入此領域的研發(見表4),九十年代其面安裝連接器增長率達38%。據稱歐洲的表面安裝連接器也己大量投放市場據預測,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現了表而安裝化,特別是PCB , FPC連按器已順利過渡到表面安裝塑,0.8mm , 0.5mm間距的表面安裝產品已得到大量生產并廣泛應用到計算機業中‘據報

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展中必須解決的技術難題

目前,連接器的片式化率僅為10%左右、遠遠滯后于電阻、電容等元器件。表面安裝連接器在發展中必須解決以下技術問題才能得以騰飛。

1)制定統一標準。連接器屬外形不規則元牛,種類繁多且還有許多定制產品,給組裝帶來許多困難。解決標準化方而的諸多問題,才能使連接器的安裝由專用設備向通用沒備的方向發展。

2)保證焊接部位的強度。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致間距減小,微型接觸體的設計及制造對縮小間距具有關鍵作用。

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,共面性對生產效率和焊接點的可靠性于分重要,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備的抓起。當然還有其它技術問題,如包裝形式應適含貼裝機等。

連接器已成為提高電子設備表面安裝率的主要障礙之一。連接器、SMT設備及整機廠家均為此付出不懈努力并取得一些進展。如采用機械安裝增強牢固性;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。貼裝機本身也在改進,設法滿足連接器的特殊需求,如松下公司生產的CM95R-M高效率新型多功能貼片機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到一個嶄新的階段。

新能源汽車安全的關鍵部件將是連接器

據泰科電子(TE)調查發現,對于汽車造成的空氣污染,絕大部分是來自重型發動機。從公共交通著手開展新能源汽車項目,可以顯著降低排放,而且由于公共交通行車路線固定的特點,在新能源技術方面更容易操作和實現。當然,新能源的公共交通和轎車相比,有很大的區別。比如,公共交通的電壓體系非常高,一般在750伏到1000伏之間,這是一個非常大的技術難點,目前國內市場現有的主流新能源產品都無法滿足。高電壓高電流環境下對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成為新能源汽車整車安全的核心和關鍵。

TE順應新能源汽車發展的需求,設計開發了多種適用于新能源汽車的產品和解決方案。例如,TE近期開發了適用于電動汽車的智能高壓配電盒,其中80% 以上的高壓零組件是TE專門為新能源汽車開發以滿足高壓安全標準的高壓連接及開關產品。整個配電盒采用散熱及耐振動優良的鋁合金殼體,具有較高的安全及密封防水等級,在壽命、功耗、體積及重量上也有較大的優勢。此外,TE還提供電池內部電芯的連接技術,提升電池效率,助力新能源車行駛續航能力的提升。TE的濕度傳感器、電流傳感器以及電路保護系統的應用,可為新能源車的電池制造商提供可靠安全的連接方案。

在客車領域,TE的產品早在多年前就被德國MAN混合動力客車采用,并已把該成功應用引進到中國,積極投入到與本地廠商的合作中,并緊密跟隨相關國家政策和行業標準的發展,不斷推出面向中國新能源汽車廠和零部件企業的更靈活、更可靠的著眼于系統的技術、產品和服務。

TE工業和商業運輸事業部高級副總裁兼總經理Derrill Rice表示,“近年來,隨著新能源的迅速發展,由新能源規模化帶來的的安全隱患以及效率問題日益增加,TE一直致力于通過全方位的產品和定制化的解決方案幫助行業內的客戶解決這些嚴峻的挑戰。依托TE強有力的全球資源,憑借我們專業的本地團隊,我們堅信我們工業商業運輸事業部一定能更好地為我們的客戶提供一流的產品和解決方案,助力中國新能源汽車事業的騰飛發展。”

TE致力于非接觸式位移傳感器的開發和推廣,其產品廣泛應用于發動機、變速箱、離合器、剎車、啟停及車身底盤等系統中,為汽車提供可靠的定制化系統級集成傳感器解決方案。目前TE在全球范圍內為商用車主流AMT系統提供傳感器模塊。2014年TE收購全球領先的傳感器和基于傳感器系統的設計和制造商MEAS 傳感器公司,使 TE 在今天這個連接日益緊密的世界上,能夠為客戶提供無與倫比的連接和傳感器解決方案。借助MEAS在壓力、濕度、溫度、電流等領域的傳感器解決方案,TE大大提升了在新能源傳感器領。

小型連接器趨勢是什么

微型連接器盡管尺寸較小,但是增長極為迅速,其中包含超小型、微小型及超微小型版本。包括移動技術、航天與工防 (A&D) 以及醫療行業在內的多個主要市場都在大力推動著這一增長趨勢。

從電視上的很多手機廣告中可以發現,手機市場正處于蓬勃的發展期。這些手機以及其他手持設備都需要尺寸與外形越來越小的各種組件,其中就包括能夠提供極高的數據傳輸速度的微型連接器。比如說,10 Gbps 的板對板連接器比較常見,而一些先進的微型板對板連接器則可以處理高達 20 Gbps 的速率。

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

手機和其他應用中的微型連接器還必須做到簡便易用。舉例來說,Molex 在一些板對板連接器上添加了金屬蓋釘,提高連接器外殼的強度,并使裝配過程中發生斷裂的可能性降低,從而提供進一步的保護。此外,在插入連接器時,具有更大程度引入對齊功能的微型連接器可協助裝配人員找到最有效的插入點。

航天與工防是另一個重要的市場,主要使用輕量級的高頻射頻微型連接器之類的產品。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) 連接器已經廣泛用于各種板對板和線對板應用當中。SMPM 連接器的體積比 SMP 連接器小 30%。

航天與工防應用包括陸基雷達與飛機通信系統。此外,射頻連接器在低功率設置中也極其有效,信噪比極低,還能夠傳輸復信號。

在醫療市場上,微型連接器可用于顯微和探頭之類的設備。這類連接器必須做到無磁性,這就需要將連接器傳統上使用的鎳鍍層替換為無電鍍鎳磷。其他應用還包括核磁共振儀和電腦斷層掃描儀之類的醫療器械,但是這類設備一般采用的是更大的連接器。

設計與裝配含有微型連接器的設備會構成一定的挑戰,而裝配方面的專業知識則可以簡化這一流程。在設備體積不斷縮小的同時,設計人員需要進一步深入了解當今的微型連接器技術,并且充分利用其中的優點。

閱讀完上述內容之后,您對于“小型連接器趨勢”應該有一個基本認識了,更多“小型連接器趨勢”的知識,我們的工程師會陸續在官網上更新,您可以定期登錄我們的官網進行瀏覽。當然,如若需要采購“小型連接器趨勢”連接器相關產品,也可以直接進入我們的產品頻道查看每一款的產品詳情資料。十三年連接器產品的生產經驗,全方位滿足您的“小型連接器趨勢”定制需求,交期可控,一年質保,快來下單吧。

簡單介紹小型化非密封線對板連接器

小型化非密封線對板連接器系統Min i50是業界最小的汽車等級非密封系統,是一款通過了USCAR認證的用于非密封運輸車輛環境的接口產品。

USCAR (the US C ouncil forA utom otive R esearch)支持先進汽車技術的合作研究和開發,與傳統的L SCAR 0.64mm連接器相比,M in i50L USCAR050認證接口提供了50%的空問節省,具有最小的端子以適合在車廂內的非密封運輸車輛環境中的低電流電路。與傳統的0.64m m終端系統相比,通過允許線束客戶壓接和處理更小的線規,它們可以減少總體線束重量。M in i50連接系統具有獨立的二次鎖定(ISL)裝置,作為外殼的一部分,減少了元器件數目。此外,PCB接頭具有垂直和直角導向,以便提供線材路由和模塊設計靈活性。它們還使用能夠耐受紅外(i R)和無鉛波峰焊處理的高溫熱塑性塑料外殼,最高溫度為于2600C.

閱讀完上述內容之后,您對于“小型化非密封線對板連接器”應該有一個基本認識了,更多“小型化非密封線對板連接器”的知識,我們的工程師會陸續在官網上更新,您可以定期登錄我們的官網進行瀏覽。當然,如若需要采購“小型化非密封線對板連接器”連接器相關產品,也可以直接進入我們的產品頻道查看每一款的產品詳情資料。十三年連接器產品的生產經驗,全方位滿足您的“小型化非密封線對板連接器”定制需求,交期可控,一年質保,快來下單吧。

本文來源:http://www.jinyangli.cn/xianduiban/979/

選擇和成功安裝連接器的方法以及注意事項詳解

在設計利用高速互連的應用時,在信號路徑上瀏覽所有潛在的減速帶是至關重要。必須了解并掌握以下因素:疊層、公差、通孔設計、跡線寬度、鍍層和銅蝕刻,以實現最佳信號路徑。 任何設計清單都應該包含連接器,而這些連接器往往被忽略。如果沒有仔細檢查,連接器可能會嚴重影響系統的信號完整性。

正確的連接器應該提供幾個關鍵要素:

在目標帶寬上配接阻抗

低于目標帶寬的插入損耗

可靠連接到PCB

可靠連接到電纜系統

為了確保連接器可以為信號提供低損耗和配接阻抗,必須查看散射或s參數。S參數詳細說明了線性電網的特性,并確定了帶寬和電路損耗,從而揭示了其性能潛力。S參數數據由制造商提供,作為表征其連接器的一種方式,并應成為設計高速連接器時首先考慮的標準。設計師還應該在時域中轉換并觀察s參數,以及時域反射(TDR)圖,并查看內部阻抗曲線。

由于連接器有很多種類(例如,端子類型、內部信號長度、材料等),設計人員需要了解s參數文件是如何創建的。在盲目地將touchstone文件放入仿真并相信結果之前,詢問供應商幾個問題是很重要的,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.在提供的數據中使用了什么樣的布局?

4.有沒有殘端?

5.用于表征的端子類型是什么?(例如電鍍通孔、表面安裝、壓接)

6.夾具如何嵌入或測量中包含什么?

7.這是我需要的準確零件號嗎?

優質供應商為每個客戶的預期用途提供仿真和與測量相關的數據,從而為他們提供更準確的連接器對設計影響的評估,并增強他們在仿真數據中的置信度。

選擇連接器時的另一個重要標準是PCB端接選項。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),每種形式都有其獨特的優缺點。壓接端子結構非常堅固,可為PCB提供最大的保持力和連接性,但對高速應用也提出了嚴峻的挑戰。從高密度壓合連接器發送信號可能需要高層數PCB,從而通過電鍍孔向上延伸得到最長路徑,以到達連接器。鉆孔的細長路徑和固定直徑可能會對較高頻率的信號產生明顯的不連續性,并可能阻礙高數據速率。

表面貼裝端接更適合高速設計,并連接器發射點的配接阻抗可獲得最大的靈活性。設計人員可以直接進入連接器的焊盤或使用選擇的鉆孔來提供通過PCB的路徑。此外,導通孔可以埋入PCB內,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。這種端接方法為高頻設計提供了最大的好處,但不一定是穩健的。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端接是前兩種風格之間的混合。與壓接類似,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。主要區別在于它的插針短得多,可以對鉆孔進行反鉆以去除信號上多余的殘端。這種高密度連接器要做入PCB仍然存在挑戰。選擇供應商提供這些短至10mm的插針,可以提供改進的高頻響應和與PCB的堅固連接。在從PCB轉換到連接器時,每種端接類型都存在一些信號阻抗不連續性,并且每種端接類型都使得設計人員能夠改變自由度以最小化不連續性對信號完整性的影響。

選擇用于高速設計的連接器時,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,每種方法都有其獨特的一系列優點和局限,從而影響整體設計的信號完整性。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焊盤滑動的彈簧指,可以在單一點處進行電氣接觸,從而使信號的間斷性最小,但在高沖擊和振動應用中可能有害(或需要額外的保持方法)。許多MSA標準設計(例如SFP、SFP +和QSFP)都使用這種類型的電氣接口。

壓接連接更加廣泛地用于堅固的應用中。這個相當基本的系統由一個帶插座的母頭和一個帶彈簧插針的公頭組成。這種配接類別有兩個或兩個以上的接觸點,與邊緣安裝配接系統提供的單點接觸相比,可以提供多種優勢。特別為高可靠性、高速度產品設計,圖1所示的多個接觸點可實現較低的接觸電阻和信號電感,以及可靠耐用的連接,可承受極端振動。但是,插針和插座觸點可能比邊緣接觸長,如果設計不當,可能會出現較大的不連續點。因此,研究制造商提供的s參數和阻抗圖是至關重要的。

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

另外,在速度設計方面,重要的是要考慮相對于占地面積的吞吐量。圖2比較了兩個基本系統:一個采用25G /通道QSFP連接器,另一個采用10G /通道HD4連接器。由此產生的輸出(4320Gbps與3600Gbps)表明,通過連接器設計實現的卓越密度,在相同托架系統中,與更高速度的25G QSFP連接器相比,10G HD4連接器可以產生更高的數據吞吐量,從而節省組件和能源成本,并且甚至數據中心平方英尺更具潛力。

圖2:針對高密度設計的AirBorn 10GHD4?連接器可在同一托架系統內提供比25G QSFP連接器更高的吞吐量,從而實現組件和能源成本節省。

最終,設計師需要從A點到B點獲得一個強大而不受干擾的信號,而正確的連接器是這段旅程的關鍵要素。畢竟,即使是最高速度的連接器如果經歷間歇性打開,也是不利的。最優質的供應商提供多種連接器,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估他們的個別需求,并以最小的信號衰減開發最佳互連解決方案。設計師有多種連接器可供選擇,因此應密切關注關聯數據并明智地選擇。

高速連接器的信號完整性分析都在這里了

研究背景

隨著電子通訊技術的快速發展,集成電路的封裝與板上互連,對信號傳輸的帶寬要求越來越高。與此同時,互連通道傳輸的速率越來越快,邏輯門的判決時間窗口也越來越小。因此,信息化技術的發展直接導致互連通道中的集成電路封裝、傳輸線以及連接,從開始的“集總參數模型”,發展到了“分布參數模型”。相對于集成電路的封裝,印制電路板上的傳輸線以及連接器,由于幾何尺寸相對較大,更容易進入“分布參數模型”,即高速信號互連通道。PCB互連線、連接器以及布置在上的元件構成了電子設備互連系統的主要組成部分,信號通過印制板互連線以及連接器擴展到其他的印制板上,從而構成了整個背板系統。連接器作為整個互連系統的關鍵部位,已經成為提高系統傳輸速率的瓶頸,因此,研制滿足高速率傳輸性能的連接器,是提升系統高速互連性能的主要手段,也是解決信息化系統高速互連問題的關鍵因素。

上世紀九十年代初,在信息技術的強勁推動下,用于連接和傳輸高速數字信號的高速連接器開始發展起來了。當前,國外的高速連接器傳輸速率己經達到10Gbps,同時正在向40Gbps發展。早在2005年,世界著名連接器生產廠商FCI就與朗訊貝爾實驗室合作,利用FCI的高速連接器AirMaxVS和貝爾實驗室的信號傳輸架構成功的實現了高達25Gbps傳輸速率的信號傳輸,再次提高了高速連接器的性能。

在信息化裝備技術的推動下,通訊、鐵路交通、宇航、醫療儀器、高端武器等領域的數字信息化裝備將會對高速連接器產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,以滿足系統傳輸的模塊化、集成化、耐環境、抗干擾等各種應用需求。以往在電連接器的開發最主要考慮因素為機械特性,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。但隨著高速通訊時代的來臨,對電連接器的性能要求更加茍刻,其高速傳輸引發的傳輸線效應不可忽略,解決高速連接器的信號完整性問題成為連接器設計的關鍵因素。

國內外研究現狀

當前,連接器已經成為電子元件的第二大支柱產業,根據最新的連接器權威研究機構Bishop& Associates公司統計的數據顯示,2013年中國市場連接器的銷售額已經達到136億美元,占全球市場份額的24%,中國己經成為連接器最大的銷售市場高速連接器的研發以及應用始于歐美發達國家,以莫仕、泰科、FCI等公司為首的國際大型連接器制造企業憑借技術和規模優勢,一直掌握著連接器制造產業的前沿技術,尤其是在要求解決高傳輸速度、耐環境、高可靠性、低串擾和低噪聲等問題的通訊和工防應用領域,國際大公司有著明顯的優勢,而且該領域的連接器產品利潤水平也相對較高。

隨著客戶對傳輸速度的要求越來越高,國外連接器供應商在其原有產品的基礎上,不斷采用新的設計技術及工藝以優化微調其產品,如采用軟干涉連接電路板技術(電路板的孔可以做得更小);用定制的塑膠來補償信號傾斜推薦在電路板擴孔等。為了滿足系統性能和可靠性要求,系統設計者仔細平衡傳輸速度、功率和封裝密度之間的關系。隨著互聯系統中對大數據量處理和傳輸的增長,不斷推動對傳輸速度的要求。國外高速通信系統的數據傳輸速率已由原來的6.25Gbps跳變至12.5Gbps,且向25Gbps普及推廣,將來數據傳輸速率會被提升到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展。

半導體技術的發展促使連接器生產企業設計研發更高速率的產品。背板連接器市場經歷了新世紀暴增時代,這些連接器是為了迎接新一代應用的競爭而準備。在這個領域主要有個廠商:Amphenol TCS、FCI、Molex、Tyco,他們均能供應25Gbps的連接器。目前幾乎沒有量產的領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系統更新的空間,對系統設計者很有吸引力。

高速背板連接器是新系統硬件的至關重要零件,一旦在系統設計初期被選上,很可能無法用別家的連接器替換。因為在10Gbps以上工作頻率,若連接器的內部結構不同,傳輸性能會大不樣。有鑒于此,國外設備廠商與其主要連接器供應商達成協議,要求連接器供應商共享設計和生產方面的知識產權,在設計和生產上具備足夠的一致性以保證界面的互換性及高速傳輸的兼容性。這種要求連接器供應商之間共賞連接器技術的做法是史上少見的,創了歷史先河,很可能是未來連接器產業的發展趨勢。材料和產品結構技術的發展拓寬電纜組件的帶寬和提高電纜組件的傳輸速度。采用被動和主動的信號調理技術,銅件電纜能夠提供速度高于10Gbps距離高達24m性價比優越的方案。通過近二十年的產品開發,形成了以泰科、安費諾、莫仕、FCI、ENRI等為主的高速連接器生產廠商,通過對基礎理論、材料研發等技術創新,完成了諸如HM 2mm、ZD、ExaMax、LRM等高端高速連接器的普及應用,如下圖所示連接器信號傳輸速率由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

在信號完整性設計方面,其具有完備的理論分析基礎,如《電磁場與微波技術》、《高速信號傳輸》、《高速數字系統的信號完整性和轄射發射》等經典著作;擁有多種的高速信號仿真分析軟件,如keysight 的ADS等;以及完備的信號完整性測試平臺,如信號發生器、頻譜分析儀、矢量網絡分析儀、示波器、時域阻抗測試儀、誤碼率分析儀以及、等配套分析軟件等。

國內專業的高速連接器生產廠商主要有航天電器、中航光電、四川華豐,相關的科研院所有北京航空航天大學、北京郵電大學、上海交通大學等。隨著近幾年工防武器型號的配套需要,國內各大連接器生產廠商通過仿制或改進國外相關的高速傳輸連接器產品,相繼開發了VITA46、LRM、JVPX、J599、1394等高速傳輸連接器,但該類連接器的傳輸一般不超過6.25Gbps。此外,部分廠家也開始配合用戶使用需求開始研制更高傳輸速率的連接器產品,并取得了一定成效。

總體來看,國內連接器發展起步較晚,在基礎理論、原材料、機械加工、產品測試等方面嚴重滯后于歐美發達國家。此外,由于國內各電子、航空、船舶、航天等系統對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,導致國內高速產品互不兼容,產品研發水平參差不齊,嚴重阻礙了高速產品的發展,與國外高速連接器的研制水平相比,國內高速連接器的研制主要有以下幾個方面的不足:

(1)在信號完整性理論研究方面,國內科研院所(如西安電子科技大學、上海交通大學、東南大學、工防科學技術大學、中國科學技術大學、南京航空航天大學、西南交通大學、中國科學院研究生院等)的研宄較為深入,但主要停留在理論研究及計算機仿真分析上面,真正的工程實用化較少。國內華為、中興等通信設備商也較早成立了自己獨立的信號完整性研究部門,具有較為完整的信號完整性測試平臺,但基本上還沒有以上的信號完整性問題方面的報道。國內各大武器型號研制及配套單位(如航天科工、航天科技、中電集團、中船重工、兵器集團等)雖在理論和工程實踐應用上達到了有機集合,但受各種因素限制,理論應用程度尚待深入。

(2)在原材料研制方面,國內的原材料生產廠商所生產的高速連接器用材料(如PPS、LCP、TPX、Rogers等)基本達不到實際使用要求,性能穩定性差,且有些材料甚至無法生產。國內高速連接器用材料基本依賴進口,從而對高速連接器的國產化及普及應用造成了嚴重的隱患。

(3)在零部件加工制造方面,因高速連接器的結構特點,很多零部件尺寸精度要求極高,國內的加工設備、模具及工藝方式方法尚無法滿足要求,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)在產品精密組裝方面,與國外的自動化一體式裝配相比,國內基本采用手工或是手工加半自動的裝配方式,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)在產品測試及驗證方面,國內目前還未有統一的高速連接器規范。各生產廠家的連接器測試規范、方法及指標互有差異,高速信號完整性測試平臺技術水平參差不齊,嚴重滯后了產品研發。

近幾年,國內各大連接器廠商和高校科研院所開始認識到這些不足,開始重視高速連接器信號完整性問題的研究,并取得了一些成果。北京郵電大學電接觸實驗室在良好的通信技術背景下,對高速連接器的信號完整信問題展開了一系列的研究,葉小蘭碩士研究了HDMI高速連接器的信號完整性并進行了優化,何晴研究了高頻電連接器的性能。電子科技大學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學擬合關系。

了解一下電子連接器種類

連接器是一種電機系統,其可提供可分離的界面用以連接兩個次電子系統,并且對于系統的運作不會產生不可接受的作用。 定義中關鍵詞是”電機系統”,”可分離的”和”不可接受的作用”。 連接器是一種電機系統是因為,它是通過機械方法產生的電性連接。如將要討論到的,機械式彈簧的偏向會在配合的兩部分間產生一個力量,這就使得接口配合面之間產生金屬性接觸。

應用連接器在首要地方的原因是配合接口具有可分離性。可分離性的需要性具有很多的原因。它可以使得獨立地制造部份或子系統而最后裝配可在一個主要的地方進行。可分離性也可以使得零件或子系統的維護或升級不必修改整體個系統。可分離性得以應用的另一個原因是可攜帶性和支持外圍設備的擴展。

另一方面,定義中的可分離性引入了一個額外的子系統間的界面,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間的信號退化,或者是通過連接器的電源損失,以毫伏損失計算的電源損失,將會成為功能性的主要設計標準,因此主機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用而定。

可分離 4 性包括配合周期的數目,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部連接器的幾十個周期到外圍設備的幾千個周期,比如 PCMCIA 型連接器。由于電路或功能的數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,其端子數從幾十到上千不等。

電子連接器分類

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

2、按外觀可分為:外部型和內部型

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

內部型有:

板對板

線對板

線對線

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

由于連接器的結構日益多樣化,新的結構和應用領域不斷出現,試圖用一種固定的模式來解決分類和命名問題,已顯得難以適應。盡管如此,一些基本的分類仍然是有效的。

1.互連的層次

根據電子設備內外連接的功能,互連(interconnecTIon)可分為五個層次。

① 芯片封裝的內部連接

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。典型連接器為機柜式連接器。

⑤ 設備與設備之間的連接。典型產品為圓形連接器。

第③和④層次有某些重迭。在五個層次的連接器中,市場額最高的是第③和第⑤層次的產品,而目前增長最快的是第③層次的產品。

2.連接器規格的層次。

按照國際電工委員會(IEC)的分類,連接器屬于電子設備用機電元件,其規格層次為:

門類(family)例:連接器

分門類(sub-family)例:圓形連接器

類型(type)例:YB型圓形連接器

品種(style)例:YB3470

規格(variant)

3.連接器在我國的定義。

在我國的行業管理中,把連接器與開關、鍵盤等統稱為電接插元件,而電接插元件與繼電器則統稱機電組件。

4.連接器的產品類別。

連接器產品類型的劃分雖然有些混亂,但從技術上看,連接器產品類別只有兩種基本的劃分辦法:①按外形結構: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是從矩形連接器中分離出來自成一類的),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、特殊結構、特殊性能等還可以劃分出許多不同的類型,并常常出現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,基本分類仍然沒有超出上述的劃分原則。

考慮到連接器的技術發展和實際情況,從其通用性和相關的技術標準,連接器可劃分以下幾種類別(分門類):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.連接器的型號命名。

連接器的型號命名是客戶采購和制造商組織生產的依據。在國內外連接器行業中,產品型號命名有兩種思路:一種是用字母代號加數字的辦法,力求在型號命名中反映產品的主要結構特點。這種方式的好處是易于識別,但排列太長,過于復雜,隨著連接器的小型化,給打印帶來很多困難。目前國內仍流行這種方式,并在某些行業標準甚至國標中作出了規定,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。由于連接器結構的日益多樣化,在實踐中用一種命名規則復蓋某一類連接器越來越困難。另一種思路是用阿拉伯數字組合。這種方式的好處是簡潔,便于計算機管理和小型產品的標志打印。國際上主要的連接器制造商目前均采用這種方式。可以預計由各制造商制訂反映自身特色的命名辦法將會逐漸取代在計劃經濟體制下由全行業統一規定某種命名規則的辦法。

電子連接器發展趨勢

2012年的數據記載,互連行業在2011年取得中等個位數增長,實現480億美元左右的年銷售收入,再創歷史新高!同時,2011年亦是全球互連行業最值得記憶的一年,中國互連企業開始高速發展,全球互連產業也開始轉“增長模式”。

親測,連接器選哪種最好用

連接器,垂釣過程中的重要配件,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鉤,節省時間,保護主線,避免纏繞線組等。

最常見的兩端閉口八字環(8字環)連接器,形如數字8,因而得名,其結構簡單,易操作,兩端圓環一樣,都能快速轉動,在溜魚的過程中,能有效避免線組扭曲,損傷線組而造成跑魚,缺點是更換子線比較麻煩,需要把原來的子線剪下來,再把新的子線綁上去,略顯費時。

開口八字環,功能和閉口八字環一樣,區別在于,這種需要搭配O型圈使用,見下圖

開口八字環的優點在于更換子線更加便捷,因為子線已經事先和O型圈綁好了,更換的時候,只需要把原來的O型圈取下來,把新的掛進去就行了,而且,O型圈的彈力分擔了一部分線組和魚竿的壓力,更適宜釣大魚,為了避免變形,開口部分都比較粗壯,而閉口部分正常大小。

普通八字環的進階產品,雙聯高速八字環,呃,廠商吹得比較厲害,各種好,其實小編本人不太喜歡這種,第一是重量增加了,再就是用過幾次,優點沒感覺到,反而有時候子線會夾進兩個圓柱體中間的位置,所以后來就不再用了。

快速子線夾,和開口八字環類似的效果,省掉了O型圈,在釣體形不太大的魚的時候,非常方便,子線事先打好結,更換的時候,掛進彎鉤里面再把橡膠護套拉下來,如下圖

以上幾種是我們臺釣過程中常用的,每種都有自己的優勢,新釣友可以根據自己的喜好和習慣來選擇,都能很好的體驗。

最后講一下這種,我看到很多新手朋友在釣手竿的時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,看起來很方便,別針一扣就行了,其實,是不對的,這種連接器非常不適用于手竿線組,第一自重大,第二別針和八字環連接處空間太大,影響線組的靈敏度,再就是容易