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第五講 手機(jī)連接器應(yīng)用案例

發(fā)布時(shí)間:2011-02-23

中心議題:FCI內(nèi)容贊助

  • 手機(jī)連接器的五種類型
  • 手機(jī)連接器的發(fā)展變化
  • 適應(yīng)市場(chǎng)需求的手機(jī)連接器實(shí)例



本講從手機(jī)連接器的五種主要產(chǎn)品類型(FPC連接器、板對(duì)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(jī)連接器產(chǎn)品的發(fā)展變化,深入解析手機(jī)連接器在小型化、薄型化和高性能化等方面的技術(shù)進(jìn)步和手機(jī)連接器的市場(chǎng)變化,最后圍繞如何把這種變化融入實(shí)際的應(yīng)用當(dāng)中,給出了適應(yīng)市場(chǎng)需求的手機(jī)連接器實(shí)例。

手機(jī)連接器是手機(jī)中重要的電子元器件,它們的好壞直接關(guān)系到手機(jī)的質(zhì)量和其使用的可靠性。在手機(jī)中連接器的主要元件包括:薄膜按鍵、超小型按鈕開關(guān)、滑動(dòng)開關(guān)、手機(jī)內(nèi)置天線、PDA智能電話線、I/O系統(tǒng)連接器、數(shù)據(jù)及聲音I/O系統(tǒng)連接器、SIM卡卡座、手機(jī)電池連接器、RF連接器、彈簧式連接器、帶耳機(jī)連線插頭、充電插孔、矩形連接器、手機(jī)附件用線纜與插塞插孔、接口等等。

連接器的錯(cuò)誤選擇和使用,可造成系統(tǒng)無(wú)法正常工作,并引發(fā)產(chǎn)品召回、電路板損壞、返工維修等一系列連鎖反應(yīng)。目前,手機(jī)絕大部分的售后質(zhì)量問(wèn)題大多與連接器相關(guān)。

手機(jī)所使用的連接器種類根據(jù)其產(chǎn)品的不同而略有差異,平均使用數(shù)量約在6~9個(gè)之間,產(chǎn)品種類主要分為五種:FPC連接器、板對(duì)板連接器、I/O連接器、卡連接器和電池連接器。

對(duì)于FPC連接器,F(xiàn)PC連接器用于LCD顯示屏到驅(qū)動(dòng)電路(PCB)的連接,目前以0.4mmpitch產(chǎn)品為主,0.3mmpitch產(chǎn)品也已大量使用。隨著LCD驅(qū)動(dòng)器被整合到LCD器件中的趨勢(shì),F(xiàn)PC的引腳數(shù)相應(yīng)減少。將來(lái)FPC連接器有望實(shí)現(xiàn)與其它手機(jī)部件一同整合在手機(jī)或其LCD模組的框架上。

手機(jī)中板對(duì)板連接器的發(fā)展趨勢(shì)是引腳間距和高度越來(lái)越小,目前主要以0.4mmpitch為主,會(huì)逐步發(fā)展到0.35mm甚至更小,后續(xù)要求高度更低和具有屏蔽效果。同時(shí)BTB(板到板連接器)的高度也逐漸降低至0.9mm。

I/O連接器是手機(jī)中最重要的進(jìn)出通道之一,包含電源及信號(hào)兩部份之連接,體積的減小和產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化將是未來(lái)發(fā)展的主要方向。其經(jīng)常安排在手機(jī)的下部,要求具有長(zhǎng)的拔插壽命,多功能、具有多種形式的端子,并可根據(jù)客戶的要求定制?,F(xiàn)在較多采用的是圓形和MiniUSB連接器等,手機(jī)用MicroUSB連接器在歐盟和GSM協(xié)會(huì)的推動(dòng)下而日漸形成標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展,當(dāng)前市場(chǎng)主流是5pin。
 
卡連接器以6pinSIM卡連接器和T-flash連接器為主,今后的發(fā)展方向主要是在與SIM卡連接器屏蔽功能和厚度方面作改進(jìn),達(dá)到最低0.50mm的超低厚度,同時(shí)卡連接器產(chǎn)品面向多功能發(fā)展,市場(chǎng)上已出現(xiàn)SIM卡連接器+T-flash連接器二合一的產(chǎn)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(shù)趨勢(shì)主要為小型化,新電池界面,低接觸阻抗和高連接可靠性。

上述各種手機(jī)連接器,在手機(jī)更新?lián)Q代發(fā)展的促進(jìn)下,也在不斷產(chǎn)生新的發(fā)展和變化,下面是對(duì)手機(jī)連接器發(fā)展?fàn)顩r的一個(gè)小結(jié)。

手機(jī)連接器的發(fā)展變化

目前智能手機(jī)及便攜式智能移動(dòng)終端發(fā)展迅猛,對(duì)連接器廠商提出更高的要求:輕、薄、短、小,在集成化方面要求也越來(lái)越高。比如,目前3G手機(jī)使用的連接器腳距僅為0.3mm,甚至0.25mm。

隨著手機(jī)向小型化、薄型化和高性能化方向的發(fā)展,顯示屏組件與基板的連接更加復(fù)雜。在這種背景下,基板對(duì)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(jī)的極薄化需求對(duì)機(jī)內(nèi)連接器的超低背化要求越發(fā)急切。手機(jī)連接器以前是以0.4mm為主力,在高度方面,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(zhuǎn)向高0.9mm的趨勢(shì),而0.4mm腳距高0.8mm的連接器,發(fā)展到0.4mm甚至更小。在FPC連接器方面,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(chǎn),0.9mm及0.85mm高度連接器的需求量強(qiáng)勁逐漸成為市場(chǎng)主流。

其次,由于各手機(jī)廠家有各自的手機(jī)方案,使Micro USB連接器出現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和定制化相結(jié)合的發(fā)展趨勢(shì),現(xiàn)在業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為手機(jī)接插元件要盡量實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化,特別是I/0連接器的標(biāo)準(zhǔn)化,各種接口要向標(biāo)準(zhǔn)化靠攏以保證不同機(jī)型的通用性。同時(shí)還可以控制成本,降低批量生產(chǎn)的風(fēng)險(xiǎn)。

再次,手機(jī)的更新?lián)Q代的頻率加快,使環(huán)保問(wèn)題出現(xiàn)在公眾面前。手機(jī)連接器的原材料選擇成為關(guān)鍵。材質(zhì)的輕、薄、柔性、高密度成為重要因素,同時(shí)導(dǎo)電性能要好,保證通話機(jī)拍照質(zhì)量,不可缺略的一點(diǎn),就是環(huán)?!,F(xiàn)在制造的手機(jī)連接器均采用銅合金和錫制造,以減少污染,適應(yīng)無(wú)鉛化技術(shù)發(fā)展的需求。同時(shí),根據(jù)連接方式的不同,應(yīng)用材料發(fā)生相應(yīng)地改變,例如采用壓接技術(shù)時(shí),可應(yīng)用PBT塑料;需要進(jìn)行表面貼裝時(shí),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,PITCH越來(lái)越小,過(guò)去靠眼睛來(lái)看的,現(xiàn)在如果沒(méi)有訓(xùn)練有素的人員及嚴(yán)密的過(guò)程管理,以及輔助比較高端的檢測(cè)設(shè)備,它的品質(zhì)就很難穩(wěn)定。
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連接器曾經(jīng)是國(guó)外和臺(tái)灣廠商的天下,迄今為止,這種現(xiàn)狀并沒(méi)有大的變化。在連接器行業(yè),大的供應(yīng)商主要還是以臺(tái)灣為主。在技術(shù)和制造能力方面,國(guó)內(nèi)廠商仍有很大差距。將來(lái)國(guó)內(nèi)還將涌現(xiàn)出一批連接器廠商,但不會(huì)增加太多。主要的供應(yīng)商還將是依靠進(jìn)口為主,國(guó)內(nèi)廠商倚重臺(tái)灣相關(guān)技術(shù)支持的局面暫不會(huì)改變。

目前,中國(guó)是全世界手機(jī)連接器產(chǎn)品生產(chǎn)的大國(guó),國(guó)內(nèi)的手機(jī)連接器行情的變化嚴(yán)重影響著各國(guó)手機(jī)連接器市場(chǎng)的供求,隨著連接器呈信號(hào)傳輸?shù)母咚倩?、?shù)字化、各類信號(hào)傳輸?shù)募苫?、模塊組合化發(fā)展的今天,把握中國(guó)連接器市場(chǎng)行情也成為各大手機(jī)連接器生產(chǎn)廠商所必須的策略。下面針對(duì)手機(jī)連接器市場(chǎng),列舉出手機(jī)的最新互連解決方案實(shí)例。

3G智能手機(jī)最新互連解決方案

智能手機(jī)對(duì)大部分內(nèi)部和外部連接器的要求就是高度低密度高。

比如,對(duì)于低高度的需求,F(xiàn)CI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(fā)執(zhí)行器ZIF(零插入力),用于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,適用于顯示器,鍵盤和揚(yáng)聲器連接。

又比如,對(duì)于高密度的需求,一種獨(dú)特的FFC/FPC電纜電源連接器正在開發(fā)之中,用于通過(guò)FFC/FPC電纜進(jìn)行嵌入式電池連接,每個(gè)接點(diǎn)功率分配超過(guò)1安培,小于1.00毫米間距的連接器。目前正在開發(fā)的規(guī)格為0.85毫米間距,4針連接器,每個(gè)接點(diǎn)能獲得1.2A。因此,4針的FFC/FPC ZIF連接器總共可達(dá)4.8A.如圖1
 圖1 FFC/FPC電纜電源連接器
                                                                    圖1 FFC/FPC電纜電源連接器

同時(shí)響應(yīng)低高度需求的,還有松下電工將在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間距后鎖型)。具備四大特點(diǎn):(1)由于是低高度,省空間的后鎖型,從而提高了鎖蓋的操作性;(2)可從較少的芯數(shù)開始對(duì)應(yīng);(3)采用了上下雙觸點(diǎn)構(gòu)造,提高了設(shè)計(jì)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(jí)產(chǎn)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(cuò)位排列)連接間距,帶有0.4毫米導(dǎo)向位。目前可提供11針和29針,計(jì)劃最多達(dá)81針。連接器高度為0.9+/-毫米。其外殼材料為熱塑塑料(UL94V-0),固定調(diào)整片和連接器的銅合金無(wú)鹵素。作為底部接觸型產(chǎn)品,因此可最為廣泛地適用于掀蓋式執(zhí)行器,很方便進(jìn)行關(guān)門操作。就連接器規(guī)格而言,連接器可通過(guò)帶有外殼開槽結(jié)構(gòu)的耳式電纜分割結(jié)構(gòu)提供電纜預(yù)持功能。要求的電纜厚度是:0.2毫米+/-0.03
            圖2  FPC連接器
                                                                              圖2  FPC連接器

手機(jī)的日趨小型化正推動(dòng)著柔性連接器的設(shè)計(jì)向著更小間距,更低厚度的方向發(fā)展。基于此,F(xiàn)CI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系列產(chǎn)品設(shè)計(jì),可承受高保持力,其翻蓋致動(dòng)器能夠通過(guò)卡式動(dòng)作固定電纜組件,而XL系列設(shè)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(duì)安裝零部件進(jìn)一步薄型化及小型化。2010年9月,京瓷ELCO開發(fā)出0.4mm間距板對(duì)板連接器“5803系列”,實(shí)現(xiàn)了業(yè)界最低配合高度0.5mm及業(yè)界最小寬度2.4mm。進(jìn)一步縮減了電路板的安裝面積,且基板間高度的減少為電子產(chǎn)品的精簡(jiǎn)化做出貢獻(xiàn)。連接器背面無(wú)金屬露出,確保了連接器背面與基板的絕緣,提高了基板布線的自由度。其獨(dú)特的接觸件結(jié)構(gòu),能夠排除飛濺的助焊劑以及電路板碎屑等異物的影響,實(shí)現(xiàn)了高度的接觸可靠性。

更多手機(jī)連接器設(shè)計(jì)案例:手機(jī)中的連接器設(shè)計(jì)
 

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