電連接器
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航空插頭的技術發展趨勢
  發布時間:2016/10/19    文章來源:    點擊:825
  接觸體間距減小.可將單位面積的接觸件數成倍增長 .因此間距是恒雖高密度微型化的重要指標之
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,薄型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,為解決航空插頭插拔力過大問題,ZIF(零插入力)、LIF(低插入力)結構在航空插頭上應用日益增多。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的連接器都回用到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九十一年代增長率高達49.4% ,表面安裝連接器在無繩電話、筆記本電腦上的使用率分別達20% ,15%美I在強大信息產業推動下、表面安裝連接器需求峨不斷上升,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、DITI, 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連接器已順利過渡到表面安裝型,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to%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件,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山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。
此外近幾年為適應微型化發展而出現的新型互連技術一彈性體壓貼的應用也日益廣泛。彈性體的基體材料址硅象膠這種互連技術是通過特定的方法使之具有導電性,然后用無引線機械壓貼彈性體來實現電氣連接的這種特殊結構的產品稱為彈性連接器。
報初的彈性連接器,是把碳或銀摻入硅橡膠中,形成多種多徉的異電訊粒。而目前最常用的技術是把導電的和非詳電的IiL酮像膠層‘每英寸多達500多層)交替疊成整體國外一些公司還采用了MOE技術(MOE,Metal onElastic)把細金屬導線(一般為鎳或金)做在硅橡膠表面而形成,也氣連接?贗孫,ZAF技術(ZAF,Z-axis  AdhesionFilm)也得以應川,此技術用的是一種內含導電顆粒的特殊剩粘性薄膜,此膜在受到垂直于膜面的壓力,即在該方向(Z向)導t位,社i在X, Y方向絕緣。ZAF被稱為下一代互聯技術。、
彈性連接器具有體積小,封裝密度高、結構簡單、耐腐蝕、耐沖擊震動和順應性好等特點,最初只是用于液晶手表的彈性連接器,近幾年,它的應用已擴展到蜂窩電話,磁盤驅動器,存儲器組件等中。
大力發展我國高檔航空插頭產品
高密度航空插頭的發展引起了世界各國的高度重視,美、日發達國家在加強高檔微型產品研發的同時,并把其生產逐步向包括中國在內的發展中國家滲透。近幾年,我國社會、經濟信息化迅速發展,高檔電子設備需求旺盛,航空插頭市場逐步擴大,連接器三資企業日益增多。為提高竟爭能力,我國連接器行業應積極加強高檔航空插頭的研制。針對我國航空插頭研發剛剛起步、技術基礎差、資金短缺等現狀,我們認為應采取以下對策。
(1)建立規模經濟,形成集團
現代高密度航空插頭的研發,沒有一定的規模經濟是行不通的。因此應將當前重復、分散、小生產的產業格局引向聯合,并逐步實現聯合投資,集約經營。把上規模經濟作為產業結構調整重點,按照現代企業制度的
要求,建立具有世界水平能與國外強手競爭的大集團公司,以適應國際市場競爭激烈的需求。
(2)重視技術、人才方面的投入
必須依靠科技進步,優化技術結構,加大技術改造的力度,加強工藝技術裝備的更新。引進國外生產高密度航空插頭先進技術的同時,要加強消化、吸收,增強自主開發的能力。也要注意人才的培養、利用,充分調動科技人員積極性。
(3)產品要爭取上檔次
全面提高產品質量,廣泛采用國際標準,努力發展高新技術和尖端高可靠產品,創名、優、特產品。以高新關鍵技術如SMT為開發重點,以生產高中檔航空插頭為主攻方向,帶動整體水平的提高。
(4)確定重點服務領域
研制航空插頭首先要滿足國民經濟、國家重點工程及軍事裝配的需要。加強為投資類設備及新一代整機配套產品的研發,尤其要重點為推進國民經濟信息化服務,如金融管理計算機網絡化等。要改變我國連接器行業以消費類中低檔產品為主和投資類產品國產化率低的現狀,以國產化逐步取代進口為最終目的。
(5)面向國際、國內兩個大市場
樹立大市場觀念,參與國際競爭,廣泛采用國際標準,與國際接軌。根據市場需求,在滿足國內配套的同時,強化出口意識,提高出口份額,努力開展國外銷售服務的建設,擴大高檔航空插頭的國際市場占有率。
世界航空插頭市場及技術飛快地向前發展,面對機遇,通過努力,我國航空插頭的研制一定能夠取得實質性地進展。并由此帶動我國高檔連接器生產能力的全面提高,逐步縮小與先進國家的差距,使我國成為一個真正的生產連接器的強國。


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