連線器

連線器

連線器,即CONNECTOR。國內亦稱作接外掛程式、插頭和插座。一般是指電器連線器。即連線兩個有源器件的器件,傳輸電流或信號。

連線器是我們電子工程技術人員經常接觸的一種部件。它的作用非常單純:在電路內被阻斷處或孤立不通的電路之間,架起溝通的橋樑,從而使電流流通,使電路實現預定的功能。連線器是電子設備中不可缺少的部件,順著電流流通的通路觀察,你總會發現有一個或多個連線器。連線器形式和結構是千變萬化的,隨著套用對象、頻率、功率、套用環境等不同,有各種不同形式的連線器。例如,球場上點燈用的連線器和硬碟驅動器的連線器,以及點燃火箭的連線器是大不相同的。但是無論什麼樣的連線器,都要保證電流順暢連續和可靠地流通。 就泛指而言,連線器所接通的不僅僅限於電流,在光電子技術迅猛發展的今天,光纖系統中,傳遞信號的載體是光,玻璃和塑膠代替了普通電路中的導線,但是光信號通路中也使用連線器,它們的作用與電路連線器相同。

基本介紹

  • 中文名:連線器
  • 外文名:CONNECTOR
  • 別稱:接外掛程式、插頭和插座
  • 具體:電器連線器
  • 概念:連線兩個有源器件的器件
基本含義,使用理由,使用好處,連線器性能,基本性能,機械性能,電氣性能,環境性能,相關類別,型號命名,市場發展,發展方向,套用趨勢,消費市場,醫療市場,手機市場,汽車市場,電腦市場,USB,HDMI,IEEE,FPC,射頻同軸,光纖,電腦連線,五針,常見類型,

基本含義

連線器是我們電子工程技術人員經常接觸的一種部件。它的作用非常單純:在電路內被阻斷處或孤立不通的電路之間,架起溝通的橋樑,從而使電流流通,使電路實現預定的功能。連線器是電子設備中不可缺少的部件,順著電流流通的通路觀察,你總會發現有一個或多個連線器。連線器形式和結構是千變萬化的,隨著套用對象、頻率、功率、套用環境等不同,有各種不同形式的連線器。例如,球場上點燈用的連線器和硬碟驅動器的連線器,以及點燃火箭的連線器是大不相同的。但是無論什麼樣的連線器,都要保證電流順暢連續和可靠地流通。 就泛指而言,連線器所接通的不僅僅限於電流,在光電子技術迅猛發展的今天,光纖系統中,傳遞信號的載體是光,玻璃和塑膠代替了普通電路中的導線,但是光信號通路中也使用連線器,它們的作用與電路連線器相同。

使用理由

構想一下如果沒有連線器會是怎樣?這時電路之間要用連續的導體永久性地連線在 一起,例如電子裝置要連線在電源上,必須把連線導線兩端,與電子裝置及電源通過某種方法(例如焊接)固定接牢。這樣一來,無論對於生產還是使用,都帶來了諸多不便。 以汽車電池為例。假定電池電纜被固定焊牢在電池上,汽車生產廠為安裝電池就增加了工作量,增加了生產時間和成本。電池損壞需要更換時,還要將汽車送到維修站,脫焊拆除舊的,再焊上新的,為此要付較多的人工費。有了連線器就可以免除許多麻煩,從商店買個新電池,下線器,拆除舊電池,裝上新電池,重新接通連線器就可以了。這個簡單的例子說明了連線器的好處。它使設計和生產過程更方便、更靈活,降低了生產和維護成本。

使用好處

改善生產過程
連線器簡化電子產品的裝配過程。也簡化了批量生產過程;
易於維修
如果某電子元部件失效,裝有連線器時可以快速更換失效元部件;
便於升級
隨著技術進步,裝有連線器時可以更新元部件,用新的、更完善的元部件代替舊的;
提高設計的靈活性
使用連線器使工程師們在設計和集成新產品時,以及用元部件組成系統時,有更大的靈活性。
A2501A2501

連線器性能

基本性能

連線器的基本性能可分為三大類:即機械性能、電氣性能和環境性能。
連線器

機械性能

機械性能就連線功能而言,插拔力是重要地機械性能。插拔力分為插入力和拔出力(拔出力亦稱分離力),兩者的要求是不同的。在有關標準中有最大插入力和最小分離力規定,這表明,從使用角度來看,插入力要小(從而有低插入力LIF和無插入力ZIF的結構),而分離力若太小,則會影響接觸的可靠性。
另一個重要的機械性能是連線器的機械壽命。機械壽命實際上是一種耐久性(durability)指標,在國標GB5095中把它叫作機械操作。它是以一次插入和一次拔出為一個循環,以在規定的插拔循環後連線器能否正常完成其連線功能(如接觸電阻值)作為評判依據。連線器的插拔力和機械壽命與接觸件結構(正壓力大小)接觸部位鍍層質量(滑動摩擦係數)以及接觸件排列尺寸精度(對準度)有關。

電氣性能

電氣性能連線器的主要電氣性能包括接觸電阻、絕緣電阻和抗電強度。
連線器連線器
①接觸電阻高質量的電連線器應當具有低而穩定的接觸電阻。連線器的接觸電阻從幾毫歐到數十毫歐不等。
②絕緣電阻衡量電連線器接觸件之間和接觸件與外殼之間絕緣性能的指標,其數量級為數百兆歐至數千兆歐不等。
③抗電強度或稱耐電壓、介質耐壓,是表征連線器接觸件之間或接觸件與外殼之間耐受額定試驗電壓的能力。

環境性能

環境性能常見的環境性能包括耐溫、耐濕、耐鹽霧、振動和衝擊等。
連線器
①耐溫目前連線器的最高工作溫度為200℃(少數高溫特種連線器除外),最低溫度為-65℃。由於連線器工作時,電流在接觸點處產生熱量,導致溫升,因此一般認為工作溫度應等於環境溫度與接點溫升之和。在某些規範中,明確規定了連線器在額定工作電流下容許的最高升。 ②耐濕潮氣的侵入會影響連線h絕緣性能,並鏽蝕金屬零件。恆定濕熱試驗條件為相對濕度90%~95%(依據產品規範,可達98%)、溫度+40±20℃,試驗時間按產品規定,最少為96小時。交變濕熱試驗則更嚴苛。③耐鹽霧連線器在含有潮氣和鹽分的環境中工作時,其金屬結構件、接觸件表面處理層有可能產生電化腐蝕,影響連線器的物理和電氣性能。為了評價電連線器耐受這種環境的能力,規定了鹽霧試驗。 它是將連線器懸掛在溫度受控的試驗箱內,用規定濃度的氯化鈉溶液用壓縮空氣噴出,形成鹽霧大氣,其暴露時間由產品規範規定,至少為48小時。 ④振動和衝擊耐振動和衝擊是電連線器的重要性能,在特殊的套用環境中如航空和航天、鐵路和公路運輸中尤為重要,它是檢驗電連線器機械結構的堅固性和電接觸可靠性的重要指標。在有關的試驗方法中都有明確的規定。衝擊試驗中應規定峰值加速度、持續時間和衝擊脈衝波形,以及電氣連續性中斷的時間。⑤其它環境性能根據使用要求,電連線器的其它環境性能還有密封性(空氣泄漏、液體壓力)、液體浸漬(對特定液體的耐惡習化能力)、低氣壓等。
連線器產品的“微型化”、“高速移動化”和智慧化是未來發展的趨勢。
行業未來的技術創新主要集中在以下方向
1.連線器的微型化開發技術
該技術主要針對連線器微型化趨勢而開發,可套用於0.3mm以下微小型連線器上,屬於MINI USB系列產品新品種。可用於多接點擴充卡槽連線器,能達到並超越多接點表面黏著技術對接點共面的嚴格要求,精確度高、成本低。
2、高頻率高速度無線傳輸連線器技術
該技術主要針對多種無線設備通訊套用,套用範圍較為廣泛。
3、模擬套用技術研究
模擬技術是以多種學科和理論為基礎,以計算機及其相應的軟體如AutoCAD、Pro/E program 應力分析軟體為工具,通過建立產品模型和相應的邊界條件,對其機械、電氣、高頻等性能進行仿真分析確認,從而減小因材料選擇、結構不合理等因素造成的產品開發失敗的成本,提高開發成功率,有助於為產品實現複雜系統套用提供支持。
4、連線器智慧化技術
該技術主要使用在DC系列電源連線器產品上,在傳輸電源前可以進行智慧型訊號偵測,以確保插頭插入到位後才導通正負極並啟動電源,可避免因插頭插入時未到位即導通接觸而造成電弧擊傷、燒機的不良後果,未來企業需開發其它產品的類似智慧型化的技術。
5、精密連線器技術
精密連線器涉及產品設計、工藝技術和質量控制技術等諸多環節,主要技術包括以下幾個方面:
(1)精密模具加工技術:採用CAD、CAM等技術,引進業界高精密加工設備,利用人員生產經驗和先進設備技術手段以實現高精度的優質模具產品。
(2)精密衝壓和精密注塑成型技術:實現各類衝壓件和注塑件精密、高效、穩定的全方位控制及完類型美的表面質量,確保產品質量。
(3)自動化組裝技術:通過套用精密控制技術、半自動檢測機技術等的套用,克服精密產品人工操作的難題,提高核心競爭力。
汽車產業、電腦通訊產業等套用領域的不斷發展,讓連線器的市場容量逐步擴大,年均增長率在兩位數以上,市場發展潛力較大。我國已經成為全球連線器增長最快和容量最大的市場。
全球連線器銷售位居前五位的套用領域分別是:汽車、電腦及其外設、通信、工業設備和航天及軍用,而增幅位居前五的套用則是消費電子、交通電子、醫療電子、通信電子、計算機及外設。其中,醫療電子成為連線器套用新的增長點,隨著我國新醫改的實施和醫療信息化水平的不斷提升,我國醫療領域連線器市場需求容量不斷增加。
我國連線器主要以中低端為主,高端連線器占比較低,但需求增速較快。目前我國連線器發展正處於生產到創造的過度時期,在高端連線器領域,計算機及周邊設備占有最大的市場份額,汽車、醫療設備連線器市場也占據較高份額,國內汽車連線器市場份額約占20%,而3G手機快速普及使得高端連線器需求快速增長。
隨著連線器製造行業競爭的不斷加劇,大型連線器製造企業間併購整合與資本運作日趨頻繁,國內優秀的連線器製造企業愈來愈重視對行業市場的研究,特別是對產業發展環境和產品購買者的深入研究。正因為如此,一大批國內優秀的連線器品牌迅速崛起,逐漸成為連線器製造行業中的翹楚!
由於連線器的結構日益多樣化,新的結構和套用領域不斷出現,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。儘管如此,一些基本的分類仍然根據電子設備內外連線的功能,互連(interconnection)可分為五個層次。
連線器連線器
① 晶片封裝的內部連線
② IC封裝引腳與PCB的連線。典型連線器IC插座。
③ 印製電路與導線或印製板的連線。典型連線器為印製電路連線器。
④ 底板與底板的連線。典型連線器為機櫃式連線器。
⑤ 設備與設備之間的連線。典型產品為圓形連線器。
第③和④層次有某些重疊。在五個層次的連線器中,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
按照國際電工委員會(IEC)的分類,連線器屬於電子設備用機電元件,其規格層次為:
門類(family)例:連線器
分門類(sub-family)例:圓形連線器
類型(type)例:YB型圓形連線器
品種(style)例:YB3470
規格(variant
在我國的行業管理中,把連線器與開關、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。

相關類別

連線器產品類型的劃分雖然有些混亂,但從技術上看,連線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)。
連線器CJT-A2541連線器CJT-A2541
按照上述劃分,同軸連線器屬於圓形,印製電路連線器屬於矩形(從歷史上看,印製電路連線器確實是從矩形連線器中分離出來自成一類的),而流行的矩形連線器其截面為梯形,近似於矩形。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。
至於其它按用途、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,並常常出現在刊物和製造商的宣傳品中,但一般只是為了突出某一特徵和用途,基本分類仍然沒有超出上述的劃分原則。
考慮到連線器的技術發展和實際情況,從其通用性和相關的技術標準,連線器可劃分以下幾種類別(分門類):①低頻圓形連線器;②矩形連線器;③印製電路連線器;④射頻連線器;⑤光纖連線器。

型號命名

連線器連線器
連線器的型號命名是客戶採購和製造商組織生產的依據。在國內外連線器行業中,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於識別,但排列太長,過於複雜,隨著連線器的小型化,給列印帶來很多困難。目前國內仍流行這種方式,並在某些行業標準甚至國標中作出了規定,如SJ2298-83(印製電路連線器)、SJ2297-83(矩形連線器)、SJ2459-84(帶狀電纜連線器)、GB9538-88(帶狀電纜連線器)等。由於連線器結構的日益多樣化,在實踐中用一種命名規則覆蓋某一類連線器越來越困難。另一種思路是用阿拉伯數字組合。這種方式的好處是簡潔,便於計算機管理和小型產品的標誌列印。國際上主要的連線器製造商目前均採用這種方式。可以預計由各製造商制訂反映自身特色的命名辦法將會逐漸取代在計畫經濟體制下由全行業統一規定某種命名規則的辦法。

市場發展

隨著消費電子、汽車電子、通信終端市場的快速增長以及全球連線器生產能力不斷向亞洲及中國轉移,亞洲已成為連線器市場最有發展潛力的地方,而中國將成為全球連線器增長最快和容量最大的市場。據估計,未來中國連線器市場的成長速度將繼續超過全球平均水平,未來5年內,中國連線器的市場規模年均增速將達到15%,到2010年,中國的連線器市場容量將達257億元。
電連線器的主要配套領域有交通通信網路、IT、醫療、家電等,配套領域產品技術水平的快速發展及其市場的快速增長,強有力地牽引著連線器技術的發展。到目前為止,連線器已發展成為產品種類齊全、品種規格豐富、結構型式多樣、專業方向細分、行業特徵明顯、標準體系規範的系列化和專業化的產品。
總體上看,連線器技術的發展呈現出如下特點:信號傳輸的高速化和數位化、各類信號傳輸的集成化、產品體積的小型化微型化、產品的低成本化、接觸件端接方式表貼化、模組組合化、插拔的便捷化等等。以上技術代表了連線器技術的發展方向,但需要說明的是:以上技術並不是所有連線器都必需的,不同配套領域和不同使用環境的連線器,對以上技術的需求點是完全不一樣的。
CJT-A2012CJT-A2012

發展方向

連線器的發展應向小型化(由於很多產品面對更小和輕便的發展,針對間距和外觀大小,高度都有一定的要求,這對產品的要求就會更加精密,如線對板的最良好選擇小間距0.6mm和0.8mm)、高密度、高速傳輸、高頻方向發展。小型化是指連線器中心間距更小,高密度是實現大芯數化。高密度PCB(印製電路板)連線器有效接觸件總數達600芯,專用器件最多可達5000芯。高速傳輸是指現代計算機、信息技術及網路化技術要求信號傳輸的時標速率達兆赫頻段,脈衝時間達到亞毫秒,因此要求有高速傳輸連線器。高頻化是為適應毫米波技術發展,射頻同軸連線器均已進入毫米波工作頻段。
電連線器電連線器

套用趨勢

根據 Global Industry 預測,受中國以及亞洲、東歐、拉丁美洲地區的經濟推動,連線器市場將迎接下一個 5 年的巨大增長期,2012 年全球連線器的需求將達600 億美元。據 Global Industry 報告顯示,亞洲連線器市場在 2010 年達到 64億美元,中國 2015 年市場增速將達到 20%。
· 工研院估計 2010 年全球連線器市場規模將達到 498 億美元,創歷史新高
· 工研院預估,2011 年全球車用連線器市場規模將達 134 億美元
· 2011 年全球計算機及外圍連線器市場規模將達 125 億美元
· 2011 年全球電信數據連線器市場規模將達 100 億美元
· 消費性連線器在數字家庭、遊戲機等熱潮帶動下也將持續成長

消費市場

調研顯示連線器市場在消費性電子產品遊戲機、MP3、手機、LCD TV、數位相機等需求暢旺帶動下,業績持續上升。In-Stat指出,2014 年全球電視機頂盒市場價值將達 13 億美金。根據 DisplaySearch 調查報告顯示,2010 年全球電視出貨將超過 2.42 億台,同比增長 15%,預計到 2014 年將超過 2 億 6 千萬台。
我國連線器行業為充分實現市場化競爭,各企業面向市場自主經營。國際市場上,連線器全球前十大廠商一直為美國、日本、法國、台灣四個國家和地區的廠商所占據,從競爭格局來看,泰科電子、安費諾、莫仕等3家外資企業占據了中國移動通信終端和數碼產品微小型精密連線器近80%的市場空間。
在中國大陸地區,連線器製造廠商有1,000餘家,其中外商投資企業約為300家,本土製造廠家700餘家,主要分布於長江三角洲和珠江三角洲地區。國內本土連線器廠商普遍規模不大,實力較弱;部分軍工企業技術研發具有優勢,但產品套用領域多集中軍工產品,大批量生產能力不足,與公司針對的細分市場不同,不構成實質性的競爭。

醫療市場

研究機構 BCC Research 調查報告指出,全球家用醫療設備市場規模至 2012年增長到 204 億美元,年增長率將達 6.8%。醫療電子將成為連線器套用新的增長點。市場預測到 2011 年,醫療領域的連線器市場將達到 16.3 億美元。

手機市場

連線器是手機中最重要的器件之一,平均來看,每部手機需要的連線器數量達到 8 個。根據 Coda Research 報告顯示,2010 至 2015 年期間,全球智慧型型手機出貨量將達 25 億支,年複合增長率為 24%。數據顯示,2010年第一季度中國 3G 手機銷量達 611.3 萬部,環比增加高達 65.97%。隨著手機市場發展的持續向好。手機連線器市場必將繼續順勢上行。
· 手機所使用的連線器產品種類分為內部的 FPC 連線器與板對板連線器;外部連線的 I/O 連線器,以及電池、SIM 卡連線器和 Camera Socket 等
· 受 3G 手機和智慧型手機需求市場影響,手機連線器當前發展方向為:低高度,小 pitch,多功能,良好的電磁兼容性,標準化和定製化並存

汽車市場

汽車連線器市場是最大的連線器細分市場,一輛典型輕型汽車大約有 1,500 個連線點。根據 Bishop & Associate 統計,預計汽車連線器市場將持續成長,至2011 年將達到 134 億美元市場規模。

電腦市場

市場調研公司 In-Stat 的報告顯示,到 2014 年全球包括平板電腦、上網本、智慧型本和筆記本電腦的移動計算設備出貨將保持 19.1% 的年複合增長率。全球筆記本電腦出貨在 2014 年將達到 2.91 億台。連線器在電腦中的套用約為5-12 套每台,電腦市場的穩步發展推動了連線器需求的持續增長。

USB

特點
· 高傳輸量,USB 3.0又叫做超高速 USB,其傳輸速度較前一代的USB 2.0整整快上 10 倍,由 480 Mbps 提升至 4.8 Gbps
· 高供電量,使用 USB 3.0 充電接頭的電子用品,充電時間將可節省近一半以上
· “高耗能”,USB 3.0 控制晶片導入智慧型型節能設計,使其具備綠色的“電源管理”概念
· 完全支持舊標準裝置,USB 3.0 可向下兼容至 USB 2.0 接口
套用
USB 3.0 的套用將從外接式存儲裝置搶占市場,包括外接式硬碟、固態硬碟、移動硬碟、存儲卡等產品,接下來逐步擴散至筆記本電腦、桌面計算機、手機等其他裝置。
市場
據市場調研公司預測,到 2013 年全球 USB 3.0 接口將達到 10 億個,占全球USB 市場的 25%。Digitimes Research 也預估,2015 年全球 USB 3.0 的出貨量將挑戰 23 億顆,年複合成長率將達 89%。
主要廠商對 USB 3.0 的支持
· 2011 年底左右或 2012 年,預計 USB 3.0 市場將規模啟動,英特爾將在2012 年左右推出支持 USB 3.0 接口產品
· 華碩 2010 年底其支持 USB 3.0 的主機板出貨量有望達到 500 萬塊, 占公司整體主機板出貨量的 25% 至 35%
· 希捷、朗科、PQI 已陸續發布 USB 3.0 移動硬碟

HDMI

HDMI 連線器廣泛套用於機頂盒、DVD 播放機、個人電腦、數位音響與電視機等家電設備中。據 HDMI Licensing 技術研討會統計,截至 2010 年 2 月 HDMI的採用廠商數量已達到 970 家,預計今年底將達到 1,000 家。In-stat 預測,到2010 年全球採用 HDMI 的設備將達到 4.7 億部以上,到 2013 年將增長至近8.2 億台。

IEEE

作為一種數據傳輸的開放式技術標準,IEEE-1394被套用在眾多的領域,包括數碼攝像機、高速外接硬碟、印表機和掃瞄器等多種設備。IEEE-1394 技術使用最廣的還是數字成像領域,支持的產品包括數位相機或攝像機等。三星電子預測,2015 年全球單眼相機銷量將達到 1,536 萬台,給 IEEE 連線器市場帶來商機。

FPC

由於尺寸較小和具有靈活性,FPC/FFC 連線器已經在辦公設備和家用電器中得到更多的使用。各種消費電子產品和相關的 LCD 部件,仍然是 FPC/FFC 連線器最重要的套用,隨著 3G 日益流行,手機產業也是其一大市場,除此之外,其套用範圍還已擴展到工業領域,如儀表、汽車電子、醫療設備和軍用器材等,來自新興套用的需求日益增加,將推動該產業以每年 8-10% 的速度增長。

射頻同軸

射頻同軸連線器的主要套用市場有無線通信設備、汽車電子設備、醫療器械、航空航天及軍事導航等領域。根據智多星顧問數據,受通信、軍事等下游套用領域市場需求增長的影響,2012 年全球射頻同軸連線器市場規模將達到 25.13億美元。

光纖

聯合市場調研報告稱,在中國大陸,通訊領域的增長是光纖連線器市場的支柱,約有 20 家製造商加入競爭。光纖連線器行業分析調研預測,2011 年的需求將增長 20%,但價格會下降 15~20%。並把北美作為主要的出口市場。

電腦連線

隨著電腦行業對 DisplayPort 產品的採用日益廣泛,將有效刺激 DisplayPort 產品的市場需求。受全球電腦及組件主要製造商的支持,液晶顯示器、筆記本和上網本都將帶有 DisplayPort 接口。iSuppli 公司預計,2012 年全球 DisplayPort連線器市場出貨量將達到 263,300 萬台。

五針

五針連線器為工業暖風機專用接連器外殼採用了優質的尼龍66材質,具有抗腐蝕、高強度及高阻燃特性;外掛程式部分採用了銅3602材質,擁有極佳的高彈性和導通性。該類產品非常適合在環境惡劣的工作條件下進行電源連線。25-200YT/GT三相五極插頭座,套用於野外移動電站與電纜及負載之間的電氣連線,並滿足(3P+N+PE)類型的電氣連線。具有連線快捷,電接觸可靠,防水防震,使用壽命長的優點。

常見類型

在我們的日常生活中經常使用的連線器可以分為以下的幾類:
1、條形/壓按式連線器
2、圓形連線器
3、矩形/重載連線器
五針連線器五針連線器
4、射頻同軸連線器
5、PCB/印刷電路板連線器
6、線對線連線器
7、FFC/FPC/薄膜電纜連線器
8、扁平電纜連線器
9、電腦設備連線器
10、視頻/音頻信號連線器
11、手機連線器
12、電源連線器
連線器
13、高壓連線器
14、車用連線器
15、航空連線器
16、高速信號連結器
17、光纖連線器
18、微波連線器
19、防水連線器
20、耐高溫連線器
連線器

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