第五講 手機連接器應用案例
發布時間:2011-02-23
中心議題:
- 手機連接器的五種類型
- 手機連接器的發展變化
- 適應市場需求的手機連接器實例
本講從手機連接器的五種主要產品類型(FPC連接器、板對板連接器、I/O連接器、卡連接器和電池連接器)入手,介紹了手機連接器產品的發展變化,深入解析手機連接器在小型化、薄(bo)型(xing)化(hua)和(he)高(gao)性(xing)能(neng)化(hua)等(deng)方(fang)麵(mian)的(de)技(ji)術(shu)進(jin)步(bu)和(he)手(shou)機(ji)連(lian)接(jie)器(qi)的(de)市(shi)場(chang)變(bian)化(hua),最(zui)後(hou)圍(wei)繞(rao)如(ru)何(he)把(ba)這(zhe)種(zhong)變(bian)化(hua)融(rong)入(ru)實(shi)際(ji)的(de)應(ying)用(yong)當(dang)中(zhong),給(gei)出(chu)了(le)適(shi)應(ying)市(shi)場(chang)需(xu)求(qiu)的(de)手(shou)機(ji)連(lian)接(jie)器(qi)實(shi)例(li)。
手機連接器是手機中重要的電子元器件,它們的好壞直接關係到手機的質量和其使用的可靠性。在手機中連接器的主要元件包括:薄膜按鍵、超小型按鈕開關、滑動開關、手機內置天線、PDA智能電話線、I/O係統連接器、數據及聲音I/O係統連接器、SIM卡卡座、手機電池連接器、RF連接器、彈簧式連接器、帶耳機連線插頭、充電插孔、矩形連接器、手機附件用線纜與插塞插孔、接口等等。
連接器的錯誤選擇和使用,可造成係統無法正常工作,並引發產品召回、電路板損壞、返工維修等一係列連鎖反應。目前,手機絕大部分的售後質量問題大多與連接器相關。
手機所使用的連接器種類根據其產品的不同而略有差異,平均使用數量約在6~9個之間,產品種類主要分為五種:FPC連接器、板對板連接器、I/O連接器、卡連接器和電池連接器。
對於FPC連接器,FPC連接器用於LCD顯示屏到驅動電路(PCB)的連接,目前以0.4mmpitch產品為主,0.3mmpitch產品也已大量使用。隨著LCD驅動器被整合到LCD器件中的趨勢,FPC的引腳數相應減少。將來FPC連接器有望實現與其它手機部件一同整合在手機或其LCD模組的框架上。
手機中板對板連接器的發展趨勢是引腳間距和高度越來越小,目前主要以0.4mmpitch為主,會逐步發展到0.35mm甚至更小,後續要求高度更低和具有屏蔽效果。同時BTB(板到板連接器)的高度也逐漸降低至0.9mm。
I/O連(lian)接(jie)器(qi)是(shi)手(shou)機(ji)中(zhong)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)進(jin)出(chu)通(tong)道(dao)之(zhi)一(yi),包(bao)含(han)電(dian)源(yuan)及(ji)信(xin)號(hao)兩(liang)部(bu)份(fen)之(zhi)連(lian)接(jie),體(ti)積(ji)的(de)減(jian)小(xiao)和(he)產(chan)品(pin)標(biao)準(zhun)化(hua)將(jiang)是(shi)未(wei)來(lai)發(fa)展(zhan)的(de)主(zhu)要(yao)方(fang)向(xiang)。其(qi)經(jing)常(chang)安(an)排(pai)在(zai)手(shou)機(ji)的(de)下(xia)部(bu),要(yao)求(qiu)具(ju)有(you)長(chang)的(de)拔(ba)插(cha)壽(shou)命(ming),多(duo)功(gong)能(neng)、具有多種形式的端子,並可根據客戶的要求定製。現在較多采用的是圓形和MiniUSB連接器等,手機用MicroUSB連接器在歐盟和GSM協會的推動下而日漸形成標準化發展,當前市場主流是5pin。
卡連接器以6pinSIM卡連接器和T-flash連接器為主,今後的發展方向主要是在與SIM卡連接器屏蔽功能和厚度方麵作改進,達到最低0.50mm的超低厚度,同時卡連接器產品麵向多功能發展,市場上已出現SIM卡連接器+T-flash連接器二合一的產品。
而電池連接器可分為彈片式和閘刀式。電池連接器的技術趨勢主要為小型化,新電池界麵,低接觸阻抗和高連接可靠性。
上述各種手機連接器,在手機更新換代發展的促進下,也在不斷產生新的發展和變化,下麵是對手機連接器發展狀況的一個小結。
手機連接器的發展變化
目前智能手機及便攜式智能移動終端發展迅猛,對連接器廠商提出更高的要求:輕、薄、短、小,在集成化方麵要求也越來越高。比如,目前3G手機使用的連接器腳距僅為0.3mm,甚至0.25mm。
隨著手機向小型化、薄型化和高性能化方向的發展,顯示屏組件與基板的連接更加複雜。在這種背景下,基板對基板的連接器、FPC連接器的窄間距、低背、多極化需求更加迫切,特別是手機的極薄化需求對機內連接器的超低背化要求越發急切。手機連接器以前是以0.4mm為主力,在高度方麵,在0.4mm/0.5mm腳距地連接器之前皆是以1.5mm高度為主流,但0.4mm腳距連接器已轉向高0.9mm的趨勢,而0.4mm腳距高0.8mm的連接器,發展到0.4mm甚至更小。在FPC連接器方麵,目前0.5mm及0.3mm腳距的連接器需求倍增,0.25mm及0.2mm腳距連接器已相繼生產,0.9mm及0.85mm高度連接器的需求量強勁逐漸成為市場主流。
其次,由於各手機廠家有各自的手機方案,使Micro USB連接器出現標準化和定製化相結合的發展趨勢,現在業內普遍認為手機接插元件要盡量實現標準化,特別是I/0連接器的標準化,各種接口要向標準化靠攏以保證不同機型的通用性。同時還可以控製成本,降低批量生產的風險。
再次,手機的更新換代的頻率加快,使環保問題出現在公眾麵前。手機連接器的原材料選擇成為關鍵。材質的輕、薄、柔性、高(gao)密(mi)度(du)成(cheng)為(wei)重(zhong)要(yao)因(yin)素(su),同(tong)時(shi)導(dao)電(dian)性(xing)能(neng)要(yao)好(hao),保(bao)證(zheng)通(tong)話(hua)機(ji)拍(pai)照(zhao)質(zhi)量(liang),不(bu)可(ke)缺(que)略(lve)的(de)一(yi)點(dian),就(jiu)是(shi)環(huan)保(bao)。現(xian)在(zai)製(zhi)造(zao)的(de)手(shou)機(ji)連(lian)接(jie)器(qi)均(jun)采(cai)用(yong)銅(tong)合(he)金(jin)和(he)錫(xi)製(zhi)造(zao),以(yi)減(jian)少(shao)汙(wu)染(ran),適(shi)應(ying)無(wu)鉛(qian)化(hua)技(ji)術(shu)發(fa)展(zhan)的(de)需(xu)求(qiu)。同(tong)時(shi),根(gen)據(ju)連(lian)接(jie)方(fang)式(shi)的(de)不(bu)同(tong),應(ying)用(yong)材(cai)料(liao)發(fa)生(sheng)相(xiang)應(ying)地(di)改(gai)變(bian),例(li)如(ru)采(cai)用(yong)壓(ya)接(jie)技(ji)術(shu)時(shi),可(ke)應(ying)用(yong)PBT塑料;需要進行表麵貼裝時,則采用能承受280度高溫的LCP材料。
另外,隨著連接器越做越精密,PITCHyuelaiyuexiao,guoqukaoyanjinglaikande,xianzairuguomeiyouxunlianyousuderenyuanjiyanmideguochengguanli,yijifuzhubijiaogaoduandejianceshebei,tadepinzhijiuhennanwending。
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連(lian)接(jie)器(qi)曾(zeng)經(jing)是(shi)國(guo)外(wai)和(he)台(tai)灣(wan)廠(chang)商(shang)的(de)天(tian)下(xia),迄(qi)今(jin)為(wei)止(zhi),這(zhe)種(zhong)現(xian)狀(zhuang)並(bing)沒(mei)有(you)大(da)的(de)變(bian)化(hua)。在(zai)連(lian)接(jie)器(qi)行(xing)業(ye),大(da)的(de)供(gong)應(ying)商(shang)主(zhu)要(yao)還(hai)是(shi)以(yi)台(tai)灣(wan)為(wei)主(zhu)。在(zai)技(ji)術(shu)和(he)製(zhi)造(zao)能(neng)力(li)方(fang)麵(mian),國(guo)內(nei)廠(chang)商(shang)仍(reng)有(you)很(hen)大(da)差(cha)距(ju)。將(jiang)來(lai)國(guo)內(nei)還(hai)將(jiang)湧(yong)現(xian)出(chu)一(yi)批(pi)連(lian)接(jie)器(qi)廠(chang)商(shang),但(dan)不(bu)會(hui)增(zeng)加(jia)太(tai)多(duo)。主(zhu)要(yao)的(de)供(gong)應(ying)商(shang)還(hai)將(jiang)是(shi)依(yi)靠(kao)進(jin)口(kou)為(wei)主(zhu),國(guo)內(nei)廠(chang)商(shang)倚(yi)重(zhong)台(tai)灣(wan)相(xiang)關(guan)技(ji)術(shu)支(zhi)持(chi)的(de)局(ju)麵(mian)暫(zan)不(bu)會(hui)改(gai)變(bian)。
目mu前qian,中zhong國guo是shi全quan世shi界jie手shou機ji連lian接jie器qi產chan品pin生sheng產chan的de大da國guo,國guo內nei的de手shou機ji連lian接jie器qi行xing情qing的de變bian化hua嚴yan重zhong影ying響xiang著zhe各ge國guo手shou機ji連lian接jie器qi市shi場chang的de供gong求qiu,隨sui著zhe連lian接jie器qi呈cheng信xin號hao傳chuan輸shu的de高gao速su化hua、數字化、各類信號傳輸的集成化、模mo塊kuai組zu合he化hua發fa展zhan的de今jin天tian,把ba握wo中zhong國guo連lian接jie器qi市shi場chang行xing情qing也ye成cheng為wei各ge大da手shou機ji連lian接jie器qi生sheng產chan廠chang商shang所suo必bi須xu的de策ce略lve。下xia麵mian針zhen對dui手shou機ji連lian接jie器qi市shi場chang,列lie舉ju出chu手shou機ji的de最zui新xin互hu連lian解jie決jue方fang案an實shi例li。
3G智能手機最新互連解決方案
智能手機對大部分內部和外部連接器的要求就是高度低密度高。
比如,對於低高度的需求,FCI最新推出高度最低的FFC/FPC連接器:0.5毫米間距,0.7毫米高度,反向觸發執行器ZIF(零插入力),用於背景燈和觸摸屏連接;0.2毫米間距,0.9毫米高度,零插入力,適用於顯示器,鍵盤和揚聲器連接。
又比如,對於高密度的需求,一種獨特的FFC/FPC電纜電源連接器正在開發之中,用於通過FFC/FPC電纜進行嵌入式電池連接,每個接點功率分配超過1安培,小於1.00毫米間距的連接器。目前正在開發的規格為0.85毫米間距,4針連接器,每個接點能獲得1.2A。因此,4針的FFC/FPC ZIF連接器總共可達4.8A.如圖1

圖1 FFC/FPC電纜電源連接器
同時響應低高度需求的,還有鬆下電工將在2011年3月的慕尼黑上海電子展上展出展示的最新FPC連接器Y5B/Y5BW(0.5mm間距後鎖型)。具備四大特點:(1)由於是低高度,省空間的後鎖型,從而提高了鎖蓋的操作性;(2)可從較少的芯數開始對應;(3)采用了上下雙觸點構造,提高了設計的自由度;(4)連接器底部可自由布線,除此之外,還備有具備卓越保持力的功能升級產品Y5BW。
還有一款新推出的典型連接器,如圖2所示。該連接器為0.2毫米(錯位排列)連接間距,帶有0.4毫米導向位。目前可提供11針和29針,計劃最多達81針。連接器高度為0.9+/-毫米。其外殼材料為熱塑塑料(UL94V-0),固gu定ding調tiao整zheng片pian和he連lian接jie器qi的de銅tong合he金jin無wu鹵lu素su。作zuo為wei底di部bu接jie觸chu型xing產chan品pin,因yin此ci可ke最zui為wei廣guang泛fan地di適shi用yong於yu掀xian蓋gai式shi執zhi行xing器qi,很hen方fang便bian進jin行xing關guan門men操cao作zuo。就jiu連lian接jie器qi規gui格ge而er言yan,連lian接jie器qi可ke通tong過guo帶dai有you外wai殼ke開kai槽cao結jie構gou的de耳er式shi電dian纜lan分fen割ge結jie構gou提ti供gong電dian纜lan預yu持chi功gong能neng。要yao求qiu的de電dian纜lan厚hou度du是shi:0.2毫米+/-0.03

圖2 FPC連接器
手機的日趨小型化正推動著柔性連接器的設計向著更小間距,更低厚度的方向發展。基於此,FCI新推出的厚度0.90mm,間距0.20mm的柔性電路板(FPC)連接器也是一種選擇。這種FPC專為XL係列產品設計,可承受高保持力,其翻蓋致動器能夠通過卡式動作固定電纜組件,而XL係列設備可裝配電纜鎖。
為了使有限的基板空間得到更有效的利用,對安裝零部件進一步薄型化及小型化。2010年9月,京瓷ELCO開發出0.4mm間距板對板連接器“5803係列”,實現了業界最低配合高度0.5mm及業界最小寬度2.4mm。jinyibusuojianledianlubandeanzhuangmianji,qiejibanjiangaodudejianshaoweidianzichanpindejingjianhuazuochugongxian。lianjieqibeimianwujinshuluchu,quebaolelianjieqibeimianyujibandejueyuan,tigaolejibanbuxiandeziyoudu。qidutedejiechujianjiegou,nenggoupaichufeijiandezhuhanjiyijidianlubansuixiedengyiwudeyingxiang,shixianlegaodudejiechukekaoxing。
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