手機(jī)對(duì)連接器的要求

由于手機(jī)越來(lái)越微小型化，用戶群體越來(lái)越大眾化，生產(chǎn)越來(lái)越大量化，所以對(duì)手機(jī)使用的元器件，包括連接器在內(nèi)，提出越來(lái)越嚴(yán)格的要求。手機(jī)對(duì)連接器的要求主要表現(xiàn)為以下幾點(diǎn)：

1、微小型化 手機(jī)尺寸和重量顯著減小，功能增多，需要高密度裝配和互連。顯然要求其內(nèi)部的元器件（包括連接器在內(nèi)）必須尺寸越來(lái)越小，或是將它們集成到芯片或電路模塊去。微小型化是必由之路。

2、表面貼裝 隨著小型化和大量生產(chǎn)的自動(dòng)化高速組裝技術(shù)的發(fā)展，以及降低連接部份占用的空間，表面貼裝的連接器得以迅速發(fā)展，逐漸代替穿孔式插裝的連接器。目前生產(chǎn)的表面貼裝連接器（SMC）其引線（出腳）間距已經(jīng)由原來(lái)的2.00mm、1.27mm發(fā)展到0.8mm、0.5mm，甚至推出了0.3mm的柔性印制板連接器。安裝高度也由10mm降低到現(xiàn)在的2mm，甚至推出1.5mm的板到板連接器。

3、標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化 為適應(yīng)手機(jī)大量生產(chǎn)的需要和方便，節(jié)省空間和便于設(shè)計(jì)，手機(jī)內(nèi)電路和元件，包括連接器在內(nèi)，已經(jīng)迅速模塊化，并且強(qiáng)烈需要形成統(tǒng)一的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)然，這樣做會(huì)影響各個(gè)廠家生產(chǎn)具有不同個(gè)性和特色、形態(tài)的手機(jī)，但這個(gè)問(wèn)題并不難解決。
 
4、多功能接口 為用戶使用方便，也為設(shè)計(jì)和制造手機(jī)簡(jiǎn)化，手機(jī)對(duì)外的接口數(shù)目越少越好。這樣不會(huì)使用戶面對(duì)眾多的各種接口而無(wú)所適從。所以要求手機(jī)上的對(duì)外接口連接器多功能化，它可以將低頻觸點(diǎn)、高頻同軸口和其它具有不同特性的接口復(fù)合于一體，滿足不同用途的連接要求。目前，手機(jī)下端的一個(gè)接口已經(jīng)可以用于連接充電器、麥克風(fēng)、耳機(jī)或免提支座等不同外接設(shè)備。

5、操作簡(jiǎn)單 用戶群的普及，要求手機(jī)的使用必須簡(jiǎn)單明了，必須直觀，對(duì)連接器也有同樣的要求。例如安裝SIM卡、安裝電池、連接充電器等必須操作簡(jiǎn)單，一看就會(huì)。同時(shí)還要安全，防止誤操作，防止插反或插錯(cuò)孔。然而，這些接口對(duì)用戶越是簡(jiǎn)單，對(duì)連接器的設(shè)計(jì)和制造技術(shù)要求越高和越復(fù)雜。

6、 高速傳輸與電磁兼容 由于手機(jī)的功能發(fā)展，從單一的語(yǔ)言通信工具，逐漸發(fā)展成為數(shù)據(jù)設(shè)備，有些用戶希望手機(jī)不僅能進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)通信，還要能與其它設(shè)備如電腦、PDA（個(gè)人數(shù)字助理）、打印機(jī)等一起使用。這些都要求更高的數(shù)據(jù)傳輸速度和良好的抗干擾性。傳統(tǒng)的接口連接器滿足不了這些要求。近年來(lái)出現(xiàn)的速度較高的USB（通用串行總線）和IEEE1934接口的連接器，使手機(jī)與電腦及其它設(shè)備的連接變得比較容易。

7、 提高存儲(chǔ)容量 隨著手機(jī)功能提高，要求容量更大的存儲(chǔ)器。目前已有符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的小封裝可裝卸存儲(chǔ)卡，如MMC（多媒體卡）、SD（安全數(shù)據(jù)）卡或Sony公司的記憶棒。但它們都需要連接到手機(jī)電話電路的印制板上，如何設(shè)計(jì)連接器使之經(jīng)濟(jì)、可靠、節(jié)省空間等，滿足多種式樣的存儲(chǔ)卡的連接要求，是連接器廠家所面臨的挑戰(zhàn)。
[page]
手機(jī)連接器的分類(lèi)


1、FPC連接器

FPC連接器用于LCD顯示屏到驅(qū)動(dòng)電路(PCB)的連接，目前以0.4mm pitch產(chǎn)品為主，0.3mm pitch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)會(huì)相應(yīng)減少，市場(chǎng)上已經(jīng)有相關(guān)的產(chǎn)品出現(xiàn)。從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的方向看，將來(lái)FPC連接器將有望實(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。

2、板對(duì)板連接器

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0.4mm pitch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。

3、I/O連接器

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。采用的是圓形和MiniUSB連接器，手機(jī)用Micro USB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，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)，同時(shí)耳機(jī)插作連接器也曾相同的發(fā)展態(tài)勢(shì)，2012年國(guó)外主要采用MicroUSB作為充電的標(biāo)準(zhǔn)接口, Nokia、Moto和SEMC等手機(jī)廠商已經(jīng)開(kāi)始邁出實(shí)質(zhì)性的步伐。再往后要求連接器更薄、具有視覺(jué)效果和防水功能等。

4、卡連接器

卡連接器以6pin SIM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。

5、電池連接器

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。

在Camera Socket連接器方面，國(guó)外大廠如Nokia等廣泛使用, Camera Socket連接器可以對(duì)攝像頭模組提供良好的電磁屏蔽, 方便對(duì)攝像頭模組進(jìn)行維修, 后續(xù)一段時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)化和定制化并存。同時(shí)在手機(jī)連接器生產(chǎn)、檢測(cè)過(guò)程中，對(duì)連接器產(chǎn)品耐插拔和電磁兼容性都提高了要求。

6、天線連接器Antenna

作為手機(jī)最重要的功能---通話，就不能不提及連接手機(jī)天線（負(fù)責(zé)信號(hào)收發(fā)的裝置，老式手機(jī)外置，現(xiàn)在一般都內(nèi)置） 的連接器，行內(nèi)稱(chēng)Antenna Connector。其功能為連接手機(jī)PCB與天線，其形狀會(huì)影響天線的高頻性能，導(dǎo)致信號(hào)的變化，如信號(hào)差、不穩(wěn)定等等。這種連接器，對(duì)高頻性能要求高。所以，很多雜牌機(jī)，未經(jīng)過(guò)正規(guī)檢測(cè)，其信號(hào)收發(fā)有的好，有的壞。
[page]
USB連接器的特性

由于成本低廉且具有熱插拔功能，通用串行總線 (USB) 連接器一直是個(gè)人電腦 (PC) 行業(yè)中最流行的 I/O 連接器之一。電腦對(duì)設(shè)備共享期間的數(shù)據(jù)訪問(wèn)和集成順暢無(wú)虞。帶極性的外殼設(shè)計(jì)可避免插接過(guò)程中的錯(cuò)誤，方便易用。

USB連接器一般分為USB A型連接器，USB B型連接器，mini-USB，Micro-USB以及工業(yè)USB連接器等。按標(biāo)準(zhǔn)分又可分為USB2.0，USB3.0，目前USB3.0比較流行。

Micro-USB 連接器


Micro-USB 連接器的體積比 Mini-USB 連接器的體積減少了 50%，是所有 USB 互連中占用空間最小的連接器，因此顯著節(jié)省了便攜式設(shè)備中的印刷電路板空間。這包括移動(dòng)電話、MP3 播放器、數(shù)字視頻及相機(jī)、PDA、全球定位系統(tǒng)、照片打印機(jī)、鼠標(biāo)、鍵盤(pán)及閃存驅(qū)動(dòng)器。

Micro-USB 技術(shù)由推動(dòng) USB 技術(shù)的獨(dú)立非盈利組織 USB Implementers Forum, Inc. (USB-IF) 開(kāi)發(fā)。與 Mini-USB 相比，Molex 的 Micro-USB 連接器具有尺寸更小和耐用性更高的優(yōu)點(diǎn)。Micro-USB 連接器允許制造商突破更薄、更輕移動(dòng)設(shè)備的極限，獲得更圓滑的設(shè)計(jì)和更佳的便攜性。

Micro-USB 取代目前使用的大部分 Mini-USB 插頭和插座。Micro-USB 的規(guī)格支持當(dāng)前的 USB 隨身攜帶型 (OTG) 附錄，使得便攜式設(shè)備無(wú)需主機(jī)即可直接相互通訊，從而提供總體的移動(dòng)互連性。

Molex 已經(jīng)開(kāi)發(fā)出七大系列的 Micro-USB“B”型和“AB”型插座，可選擇頂部、底部和中安裝版，以及全新系列的 USB “A”至 Micro-USB“B”電纜組件。這些連接器包含設(shè)計(jì)在連接器外殼中的引導(dǎo)功能，便于插座與插頭進(jìn)行盲插。

Micro-USB連接器體具有獨(dú)特的激光焊接金屬防護(hù)設(shè)計(jì)，增強(qiáng)機(jī)械接縫強(qiáng)度，同時(shí)可防止由于垂直或水平（扳緊）壓力而損壞插頭或插座。該產(chǎn)品的其它關(guān)鍵特性包括 10,000 多次插入循環(huán)的高耐用性以及無(wú)源鎖定機(jī)制，可在對(duì)便攜設(shè)備進(jìn)行同步和充電時(shí)增大拔出力而不影響 USB 的易用性。

Micro-USB 連接器接口定義



Micro-USB 連接器性能測(cè)試

[page]
USB3.0連接器

USB 3.0是最新的USB規(guī)范，理論上最大傳輸帶寬高達(dá)5.0Gbps，也就是640MB/s，相當(dāng)于USB2.0傳輸速率的10倍。實(shí)際上該接口的傳輸速率大約是3.2Gbps，即400MB/S。

USB3.0 引入全雙工數(shù)據(jù)傳輸。5根線路中2根用來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)，另2根用來(lái)接收數(shù)據(jù)，還有1根是地線。也就是說(shuō)，USB 3.0可以同步全速地進(jìn)行讀寫(xiě)操作。以前的USB版本并不支持全雙工數(shù)據(jù)傳輸。

USB3.0存儲(chǔ)端設(shè)計(jì)三大要點(diǎn)

以目前市場(chǎng)上效能最高的產(chǎn)品ASM1051E為例，主要對(duì)外的兩個(gè)接口分別為USB 3.0端與SATA 6G端，根據(jù)目前客戶端量產(chǎn)狀況，成功設(shè)計(jì)USB 3.0模塊主要有三個(gè)要點(diǎn)。

保持高速信號(hào)的完整性

信號(hào)的質(zhì)量關(guān)系到數(shù)據(jù)的傳輸是否完整或U盤(pán)的可靠性。根據(jù)信號(hào)完整性制定出電路板的設(shè)計(jì)規(guī)范及組件的擺放位置，差動(dòng)傳輸線阻抗控制，減少阻抗在電路板上所造成的不連續(xù)，而引起的信號(hào)多重反射及損失，干擾控制與抑制等，確保符合USBIF兼容測(cè)量結(jié)果。

USB 3.0設(shè)計(jì)建議如下：差動(dòng)特征阻抗為85Ω。印刷電路板的貫孔不能多于二個(gè)，以減少信號(hào)的衰減。一個(gè)信號(hào)的貫孔約增加1dB的損失。差動(dòng)信號(hào)長(zhǎng)度不超過(guò)1.5英寸，預(yù)防主控端印刷電路板可能導(dǎo)致的信號(hào)損失及USB 3.0連接器與電纜的良莠不齊，以達(dá)到最佳的效能。差動(dòng)信號(hào)之間的間距最好多加地信號(hào)，以減少信號(hào)之間的干擾，如信號(hào)旁邊為頻率信號(hào)或是切換式電源信號(hào)，即再加大3～4倍的間距。在信號(hào)交流耦合電容選用0402大小封裝及NPO或是X7R材質(zhì)，且擺放至接近連接器的位置。如有ESD及EMI組件的選用及擺放，則將組件位置也放在接近連接器的位置，建議的順序?yàn)?ldquo;連接器、ESD、EMI、交流耦合電容、ASM1051E”，注意ESD及EMI的零件選用都要能夠符合要求，差動(dòng)特征阻抗及信號(hào)損失非常低。


電源及導(dǎo)熱管理

在新的USB 3.0系統(tǒng)設(shè)計(jì)上，由于高速傳輸?shù)年P(guān)系，其瞬間耗電量較USB 2.0更大，如何能平均傳導(dǎo)熱能，除了需慎重選擇芯片廠商外，在模塊的設(shè)計(jì)上也有其需要加強(qiáng)之處。

設(shè)計(jì)建議如下：最好使用線性穩(wěn)壓器(LDO)，以減少切換式電源噪聲干擾及EMI問(wèn)題，但相對(duì)會(huì)有轉(zhuǎn)換效率較差的問(wèn)題及散熱需要考慮;電源穩(wěn)壓電容請(qǐng)參照廠商的設(shè)計(jì)建議，芯片旁的穩(wěn)壓電容只需要選用0402大小封裝的0.1μF;ASM1051E已內(nèi)置一組線性穩(wěn)壓器，采用QFN封裝，熱阻較小，有利于散熱，印刷電路板上散熱貫孔的安排，零件層上銅箔裸露均利于將熱傳導(dǎo)至印刷電路板上;注意設(shè)計(jì)應(yīng)在不影響量產(chǎn)組裝的前提下實(shí)行。

整體BOM成本

設(shè)計(jì)建議如下：使用線性穩(wěn)壓器;二層印刷電路板即可達(dá)到預(yù)定的效能;使用普通SATA 1.5G/3Gbps的連接器即能實(shí)現(xiàn)6Gbps的效能;單面打件。

除了芯片及USB 3.0標(biāo)準(zhǔn)連接器之外，所有零件包括二層的PCB板都與USB 2.0時(shí)相同。

由于USB 3.0比USB 2.0速度高出數(shù)倍的產(chǎn)品，在固件、主控端芯片、線纜、接口等方面都有可能因?yàn)樾盘?hào)的微小差異而導(dǎo)致不兼容的結(jié)果。其系統(tǒng)設(shè)計(jì)思維也與2.0大不相同，如何兼顧信號(hào)質(zhì)量與成本將會(huì)是研發(fā)人員的一大考驗(yàn)。
[page]
手機(jī)連接器的市場(chǎng)

隨著全球連接器生產(chǎn)市場(chǎng)不斷轉(zhuǎn)移，亞洲已成為連接器市場(chǎng)最有發(fā)展?jié)摿Φ牡貐^(qū)，而中國(guó)將形成全球連接器增長(zhǎng)最快和容量最大的市場(chǎng)。據(jù)估計(jì)，未來(lái)中國(guó)連接器市場(chǎng)的增長(zhǎng)速度將繼續(xù)超過(guò)全球平均水平，到2010年，中國(guó)的連接器市場(chǎng)容量將達(dá)257億元。在未來(lái)5年內(nèi)，中國(guó)連接器的市場(chǎng)規(guī)模年均增速將達(dá)到15%。

連接器是手機(jī)中最重要的器件之一，平均來(lái)看，每部手機(jī)需要的連接器數(shù)量達(dá)到8個(gè)，隨著手機(jī)市場(chǎng)發(fā)展的持續(xù)向好，手機(jī)連接器市場(chǎng)必將繼續(xù)順勢(shì)上行。

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。手機(jī)絕大部分的售后質(zhì)量問(wèn)題也大多與連接器相關(guān)。手機(jī)所使用的連接器種類(lèi)根據(jù)其產(chǎn)品的不同而略有差異，平均使用數(shù)量約在5～9個(gè)之間。

隨著以手機(jī)為首的移動(dòng)產(chǎn)品向小型化、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。因此，手機(jī)連接器的發(fā)展特點(diǎn)表現(xiàn)為：低高度，小pitch，多功能，良好的電磁兼容性，標(biāo)準(zhǔn)化和定制化并存。為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的低背化、窄間距、小型化、多極化以及高可靠性，我們愛(ài)銘訊手機(jī)連接器已經(jīng)采用數(shù)字技術(shù)進(jìn)行深入研究與開(kāi)發(fā)。

大陸今年已正式成為全球最大連接器市場(chǎng)，在中國(guó)大陸3C品牌抬頭的帶動(dòng)下，中國(guó)大陸本土連接器/線廠商崛起，產(chǎn)應(yīng)鏈體系快速成形，也逐步培育出部分大型本土Cable Assembly廠商，包括立訊精密、長(zhǎng)盈精密、中航光電、恩尼特克電子等中國(guó)本土廠商逐漸嶄露頭角。

根據(jù)統(tǒng)計(jì)，1999~2011年之間，中國(guó)連接器區(qū)域占有率自4%增至22.5%，成長(zhǎng)率近5倍，而今年在歐債風(fēng)暴持續(xù)延燒、美國(guó)失業(yè)率財(cái)政懸崖問(wèn)題仍未明朗下，中國(guó)成為全球相對(duì)穩(wěn)定的區(qū)域市場(chǎng)，并一躍成為最大連接器應(yīng)用區(qū)域，預(yù)估今年市占將達(dá)到24%水準(zhǔn)。

中國(guó)大陸崛起，主要來(lái)自于市場(chǎng)需求暢旺、ICT產(chǎn)品滲透率仍未飽和，更大的帶動(dòng)力量就是3C品牌逐漸抬頭。統(tǒng)計(jì)于2001年至2011年期間，中國(guó)區(qū)域PC市占率自5%攀升至19%，躍居最大PC市場(chǎng)，而中國(guó)市場(chǎng)崛起也帶動(dòng)本土品牌抬頭，聯(lián)想電腦今年第三季全球市占正式超越惠普，來(lái)到14%。中國(guó)大陸品牌/白牌智慧手機(jī)開(kāi)始興起，中興、華為全球市占率達(dá)6%。

中國(guó)成為最大的LCD TV市場(chǎng)，本土品牌占內(nèi)需市場(chǎng)7成比重，去年中國(guó)LCD TV市場(chǎng)占比超越2成，首度超越北美成全球最大市場(chǎng)，也帶動(dòng)海信、TCL全球排名分別進(jìn)入第七、第十名。整體來(lái)看，隨著中國(guó)3C品牌逐漸興起，進(jìn)一步帶動(dòng)本土連接器/線廠商躍起，聯(lián)想、華為等品牌孕育本土連接器/線廠下游出海口。

中國(guó)本土連接器/線場(chǎng)快速茁壯后，加速企業(yè)購(gòu)并、新興應(yīng)用、國(guó)際客戶布局腳步，中國(guó)本土連接器廠上市業(yè)者扮演領(lǐng)頭羊角色，逐步帶動(dòng)未上市業(yè)者串起下游應(yīng)用供應(yīng)鏈。

中國(guó)本土連接器產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈聚落也逐步成形，在各地政府政策扶植下，帶動(dòng)供應(yīng)鏈向外輻射形成多方聚落，包括吉林、河北、山東、江蘇、浙江、湖北、江西、廣西、廣東、四川等地區(qū)，多以長(zhǎng)三角、珠三角、中部省份最為完整。