連接器的作用是在電路內(nèi)被阻斷處或孤立不通的電路之間,架起溝通的橋梁,從而使電流流通,使電路實現(xiàn)預(yù)定的功能。
基本含義
連接器是我們電子工程技術(shù)人員經(jīng)常接觸的一種部件。它的作用非常單純:在電路內(nèi)被阻斷處或孤立不通的電路之間,架起溝通的橋梁,從而使電流流通,使電路實現(xiàn)預(yù)定的功能。連接器是電子設(shè)備中不可缺少的部件,順著電流流通的通路觀察,你總會發(fā)現(xiàn)有一個或多個連接器。連接器形式和結(jié)構(gòu)是千變?nèi)f化的,隨著應(yīng)用對象、頻率、功率、應(yīng)用環(huán)境等不同,有各種不同形式的連接器。例如,球場上點燈用的連接器和硬盤驅(qū)動器的連接器,以及點燃火箭的連接器是大不相同的。但是無論什么樣的連接器,都要保證電流順暢連續(xù)和可靠地流通。 就泛指而言,連接器所接通的不僅僅限于電流,在光電子技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,光纖系統(tǒng)中,傳遞信號的載體是光,玻璃和塑料代替了普通電路中的導(dǎo)線,但是光信號通路中也使用連接器,它們的作用與電路連接器相同。
使用理由
設(shè)想一下如果沒有連接器會是怎樣?這時電路之間要用連續(xù)的導(dǎo)體永久性地連接在 一起,例如電子裝置要連接在電源上,必須把連接導(dǎo)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,無論對于生產(chǎn)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(chǎn)廠為安裝電池就增加了工作量,增加了生產(chǎn)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。有了連接器就可以免除許多麻煩,從商店買個新電池,斷開連接器,拆除舊電池,裝上新電池,重新接通連接器就可以了。這個簡單的例子說明了連接器的好處。它使設(shè)計和生產(chǎn)過程更方便、更靈活,降低了生產(chǎn)和維護成本。
常見類型
在我們的日常生活中經(jīng)常使用的連接器可以分為以下的幾類:
1、條形/壓按式連接器
2、圓形連接器
3、矩形/重載連接器
4、射頻同軸連接器
6、線對線連接器
7、FFC/FPC/薄膜電纜連接器
8、扁平電纜連接器
9、電腦設(shè)備連接器
10、視頻/音頻信號連接器
11、手機連接器
12、電源連接器
13、高壓連接器
14、車用連接器
15、航空連接器
16、高速信號鏈接器
17、光纖連接器
18、微波連接器
19、防水連接器
20、耐高溫連接器
市場發(fā)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接器生產(chǎn)能力不斷向亞洲及中國轉(zhuǎn)移,亞洲已成為連接器市場最有發(fā)展?jié)摿Φ牡胤?,而中國將成為全球連接器增長最快和容量最大的市場。據(jù)估計,未來中國連接器市場的成長速度將繼續(xù)超過全球平均水平,未來5年內(nèi),中國連接器的市場規(guī)模年均增速將達到15%,到2010年,中國的連接器市場容量將達257億元。
電連接器的主要配套領(lǐng)域有交通、通信、網(wǎng)絡(luò)、IT、醫(yī)療、家電等,配套領(lǐng)域產(chǎn)品技術(shù)水平的快速發(fā)展及其市場的快速增長,強有力地牽引著連接器技術(shù)的發(fā)展。到目前為止,連接器已發(fā)展成為產(chǎn)品種類齊全、品種規(guī)格豐富、結(jié)構(gòu)型式多樣、專業(yè)方向細分、行業(yè)特征明顯、標準體系規(guī)范的系列化和專業(yè)化的產(chǎn)品。
總體上看,連接器技術(shù)的發(fā)展呈現(xiàn)出如下特點:信號傳輸?shù)母咚倩蛿?shù)字化、各類信號傳輸?shù)募苫?、產(chǎn)品體積的小型化微型化、產(chǎn)品的低成本化、接觸件端接方式表貼化、模塊組合化、插拔的便捷化等等。以上技術(shù)代表了連接器技術(shù)的發(fā)展方向,但需要說明的是:以上技術(shù)并不是所有連接器都必需的,不同配套領(lǐng)域和不同使用環(huán)境的連接器,對以上技術(shù)的需求點是完全不一樣的。
發(fā)展方向
連接器的發(fā)展應(yīng)向小型化(由于很多產(chǎn)品面對更小和輕便的發(fā)展,針對間距和外觀大小,高度都有一定的要求,這對產(chǎn)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(fā)展。小型化是指連接器中心間距更小,高密度是實現(xiàn)大芯數(shù)化。高密度PCB(印制電路板)連接器有效接觸件總數(shù)達600芯,專用器件最多可達5000芯。高速傳輸是指現(xiàn)代計算機、信息技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)要求信號傳輸?shù)臅r標速率達兆赫頻段,脈沖時間達到亞毫秒,因此要求有高速傳輸連接器。高頻化是為適應(yīng)毫米波技術(shù)發(fā)展,射頻同軸連接器均已進入毫米波工作頻段。
應(yīng)用趨勢
根據(jù) Global Industry 預(yù)測,受中國以及亞洲、東歐、拉丁美洲地區(qū)的經(jīng)濟推動,連接器市場將迎接下一個 5 年的巨大增長期,2012 年全球連接器的需求將達600 億美元。據(jù) Global Industry 報告顯示,亞洲連接器市場在 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 年全球連接器市場規(guī)模將達到 498 億美元,創(chuàng)歷史新高
· 工研院預(yù)估,2011 年全球車用連接器市場規(guī)模將達 134 億美元
· 2011 年全球計算機及外圍連接器市場規(guī)模將達 125 億美元
· 2011 年全球電信數(shù)據(jù)連接器市場規(guī)模將達 100 億美元
· 消費性連接器在數(shù)字家庭、游戲機等熱潮帶動下也將持續(xù)成長
消費市場
調(diào)研顯示連接器市場在消費性電子產(chǎn)品游戲機、MP3、手機、LCD TV、數(shù)碼相機等需求暢旺帶動下,業(yè)績持續(xù)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(jù) DisplaySearch 調(diào)查報告顯示,2010 年全球電視出貨將超過 2.42 億臺,同比增長 15%,預(yù)計到 2014 年將超過 2 億 6 千萬臺。
我國連接器行業(yè)為充分實現(xiàn)市場化競爭,各企業(yè)面向市場自主經(jīng)營。國際市場上,連接器全球前十大廠商一直為美國、日本、法國、臺灣四個國家和地區(qū)的廠商所占據(jù),從競爭格局來看,泰科電子、安費諾、莫仕等3家外資企業(yè)占據(jù)了中國移動通信終端和數(shù)碼產(chǎn)品微小型精密連接器近80%的市場空間。
在中國大陸地區(qū),連接器制造廠商有1,000余家,其中外商投資企業(yè)約為300家,本土制造廠家700余家,主要分布于長江三角洲和珠江三角洲地區(qū)。國內(nèi)本土連接器廠商普遍規(guī)模不大,實力較弱;部分軍工企業(yè)技術(shù)研發(fā)具有優(yōu)勢,但產(chǎn)品應(yīng)用領(lǐng)域多集中軍工產(chǎn)品,大批量生產(chǎn)能力不足,與公司針對的細分市場不同,不構(gòu)成實質(zhì)性的競爭。
醫(yī)療市場
研究機構(gòu) BCC Research 調(diào)查報告指出,全球家用醫(yī)療設(shè)備市場規(guī)模至 2012年增長到 204 億美元,年增長率將達 6.8%。醫(yī)療電子將成為連接器應(yīng)用新的增長點。市場預(yù)測到 2011 年,醫(yī)療領(lǐng)域的連接器市場將達到 16.3 億美元。
手機市場
連接器是手機中最重要的器件之一,平均來看,每部手機需要的連接器數(shù)量達到 8 個。根據(jù) Coda Research 報告顯示,2010 至 2015 年期間,全球智能型手機出貨量將達 25 億支,年復(fù)合增長率為 24%。數(shù)據(jù)顯示,2010年第一季度中國 3G 手機銷量達 611.3 萬部,環(huán)比增加高達 65.97%。隨著手機市場發(fā)展的持續(xù)向好。手機連接器市場必將繼續(xù)順勢上行。
· 手機所使用的連接器產(chǎn)品種類分為內(nèi)部的 FPC 連接器與板對板連接器;外部連接的 I/O 連接器,以及電池、SIM 卡連接器和 Camera Socket 等。
· 受 3G 手機和智能手機需求市場影響,手機連接器當前發(fā)展方向為:低高度,小 pitch,多功能,良好的電磁兼容性,標準化和定制化并存。
汽車市場
汽車連接器市場是最大的連接器細分市場,一輛典型輕型汽車大約有 1,500 個連接點。根據(jù) Bishop & Associate 統(tǒng)計,預(yù)計汽車連接器市場將持續(xù)成長,至2011 年將達到 134 億美元市場規(guī)模。
電腦市場
市場調(diào)研公司 In-Stat 的報告顯示,到 2014 年全球包括平板電腦、上網(wǎng)本、智能本和筆記本電腦的移動計算設(shè)備出貨將保持 19.1% 的年復(fù)合增長率。全球筆記本電腦出貨在 2014 年將達到 2.91 億臺。連接器在電腦中的應(yīng)用約為5-12 套每臺,電腦市場的穩(wěn)步發(fā)展推動了連接器需求的持續(xù)增長。
接插件的基本性能
接插件的基本性能可分為三大類:即機械性能、電氣性能和環(huán)境性能。 另一個重要的機械性能是接插件的機械壽命。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(huán),以在規(guī)定的插拔循環(huán)后接插件能否正常完成其連接功能(如接觸電阻值)作為評判依據(jù)。
1.機械性能就連接功能而言,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(guān)標準中有最大插入力和最小分離力規(guī)定,這表明,從使用角度來看,插入力要?。◤亩械筒迦肓IF和無插入力ZIF的結(jié)構(gòu)),而分離力若太小,則會影響接觸的可靠性。 接插件的插拔力和機械壽命與接觸件結(jié)構(gòu)(正壓力大?。┙佑|部位鍍層質(zhì)量(滑動摩擦系數(shù))以及接觸件排列尺寸精度(對準度)有關(guān)。
2.電氣性能接插件的主要電氣性能包括接觸電阻、絕緣電阻和抗電強度。
①接觸電阻高質(zhì)量的電連接器應(yīng)當具有低而穩(wěn)定的接觸電阻。接插件的接觸電阻從幾毫歐到數(shù)十毫歐不等。
②絕緣電阻衡量電接插件接觸件之間和接觸件與外殼之間絕緣性能的指標,其數(shù)量級為數(shù)百兆歐至數(shù)千兆歐不等。
③抗電強度或稱耐電壓、介質(zhì)耐壓,是表征連接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。
④其它電氣性能。電磁干擾泄漏衰減是評價連接器的電磁干擾屏蔽效果,電磁干擾泄漏衰減是評價接插件的電磁干擾屏蔽效果,一般在100MHz~10GHz頻率范圍內(nèi)測試。對射頻同軸連接器而言,還有特性阻抗、插入損耗、反射系數(shù)、電壓駐波比(VSWR)等電氣指標。由于數(shù)字技術(shù)的發(fā)展,為了連接和傳輸高速數(shù)字脈沖信號,出現(xiàn)了一類新型的連接器即高速信號連接器,相應(yīng)地,在電氣性能方面,除特性阻抗外,還出現(xiàn)了一些新的電氣指標,如串擾(crosstalk),傳輸延遲(delay)、時滯(skew)等。
3.環(huán)境性能常見的環(huán)境性能包括耐溫、耐濕、耐鹽霧、振動和沖擊等。
①耐溫連接器的最高工作溫度為200℃(少數(shù)高溫特種連接器除外),最低溫度為-65℃。由于連接器工作時,電流在接觸點處產(chǎn)生熱量,導(dǎo)致溫升,因此一般認為工作溫度應(yīng)等于環(huán)境溫度與接點溫升之和。在某些規(guī)范中,明確規(guī)定了連接器在額定工作電流下容許的最高溫升。
②耐濕潮氣的侵入會影響連接h絕緣性能,并銹蝕金屬零件。恒定濕熱試驗條件為相對濕度90%~95%(依據(jù)產(chǎn)品規(guī)范,可達98%)、溫度+40±20℃,試驗時間按產(chǎn)品規(guī)定,最少為96小時。交變濕熱試驗則更嚴苛。
③耐鹽霧連接器在含有潮氣和鹽分的環(huán)境中工作時,其金屬結(jié)構(gòu)件、接觸件表面處理層有可能產(chǎn)生電化腐蝕,影響連接器的物理和電氣性能。為了評價電連接器耐受這種環(huán)境的能力,規(guī)定了鹽霧試驗。 它是將連接器懸掛在溫度受控的試驗箱內(nèi),用規(guī)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(chǎn)品規(guī)范規(guī)定,至少為48小時。
④振動和沖擊耐振動和沖擊是電連接器的重要性能,在特殊的應(yīng)用環(huán)境中如航空和航天、鐵路和公路運輸中尤為重要,它是檢驗電連接器機械結(jié)構(gòu)的堅固性和電接觸可靠性的重要指標。在有關(guān)的試驗方法中都有明確的規(guī)定。沖擊試驗中應(yīng)規(guī)定峰值加速度、持續(xù)時間和沖擊脈沖波形,以及電氣連續(xù)性中斷的時間。
⑤其它環(huán)境性能根據(jù)使用要求,電連接器的其它環(huán)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(xí)化能力)、低氣壓等。
工藝流程
連接器的工藝流程是一個復(fù)雜而精細的過程,涉及多個環(huán)節(jié),主要包括材料準備、成型、加工、電鍍、注塑、組裝、測試以及包裝等。以下是對連接器工藝流程的詳細解析:
一、材料準備
連接器的制造首先需要準備各種原材料,這些材料通常包括金屬材料(如銅、鋁、鋼等)、絕緣材料(如塑料、橡膠等)以及導(dǎo)電材料(如金屬粉末、電極合金等)。原材料的選擇和準備對最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能至關(guān)重要。金屬材料用于制造連接器的插針、殼體等金屬部件;絕緣材料用于制造連接器的絕緣體部分,如塑料盒座等;導(dǎo)電材料用于提高連接器的導(dǎo)電性能。
二、成型
成型是連接器制造過程中的一個重要環(huán)節(jié),主要通過不同的工藝方法將原材料加工成所需的形狀和尺寸。常見的成型方法包括沖壓成型和注塑成型。
沖壓成型:利用大型高速沖壓機將金屬板材沖壓成連接器的插針等金屬部件。沖壓過程中需要嚴格控制模具的精度和穩(wěn)定性,以確保產(chǎn)品的精度和一致性。
注塑成型:將熔融的塑料注入金屬模具中,然后快速冷卻成型,以制造連接器的絕緣部件(如塑料盒座)。注塑過程中需要控制塑料的熔融溫度、注射壓力和冷卻時間等參數(shù),以確保產(chǎn)品的質(zhì)量和尺寸精度。
三、加工
加工環(huán)節(jié)主要是對成型后的連接器部件進行進一步的精細加工和修整,以滿足設(shè)計要求。金屬加工包括銑削、鉆孔、銼削等工藝,用于對連接器的金屬部件進行精細加工,以達到設(shè)計要求的形狀和尺寸。絕緣加工主要是對絕緣部件進行切割、打孔、清潔等工藝處理,以確保其絕緣性能和外觀質(zhì)量。
四、電鍍
電鍍是連接器制造過程中的一個重要步驟,主要用于在連接器的電子接觸表面鍍上各種金屬涂層(如鍍鎳、鍍錫、鍍金等),以提高其抗腐蝕性和導(dǎo)電性。電鍍工藝包括預(yù)處理(如除油、除銹等)、電鍍(將連接器部件浸入電鍍液中并施加電流以沉積金屬涂層)和后處理(如清洗、干燥等)等步驟。在電鍍過程中需要嚴格控制電鍍液的成分、溫度、電流密度等參數(shù),以確保鍍層的均勻性和質(zhì)量。
五、組裝
組裝是連接器制造的最后階段,將電鍍好的插針與注塑盒座接插組裝。組裝方式有兩種:單獨對插和組合對插。單獨對插是指每次接插一個插針;組合對插則是一次將多個插針同時與盒座接插。無論采取哪種方式,都需要確保插針沒有缺漏且定位正確。
六、測試
測試是連接器制造過程中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一,用于驗證連接器的質(zhì)量和性能是否符合設(shè)計要求。測試內(nèi)容包括外觀檢查(如表面缺陷、劃痕或變形等)、電氣性能測試(如電阻、接觸電阻、絕緣電阻等)和機械性能測試(如插拔力、耐久性等)。測試過程中需要使用各種專業(yè)的測試設(shè)備,如萬用表、示波器、插拔力測試儀等。這些設(shè)備能夠精確地測量連接器的各項性能指標,為質(zhì)量控制提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
七、包裝
包裝是連接器制造過程的最后一步,用于保護連接器免受損壞和腐蝕,并便于運輸和存儲。包裝方式包括盒裝、袋裝、托盤裝等。包裝過程中需要確保連接器在運輸和存儲過程中不會受到擠壓、碰撞等損傷。同時,包裝上還需要注明產(chǎn)品型號、批次號、生產(chǎn)日期等相關(guān)信息,以便用戶識別和追溯。
綜上所述,連接器的工藝流程涉及多個環(huán)節(jié),每個環(huán)節(jié)都需要嚴格控制質(zhì)量和技術(shù)參數(shù),以確保最終產(chǎn)品的質(zhì)量和性能符合設(shè)計要求。通過不斷優(yōu)化工藝流程和提高技術(shù)水平,可以進一步提高連接器的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量,滿足市場需求。
市場發(fā)展
連接器市場的發(fā)展可以從多個維度進行分析,包括市場規(guī)模、增長趨勢、應(yīng)用領(lǐng)域、競爭格局以及未來前景等。以下是對連接器市場發(fā)展的詳細闡述:
一、市場規(guī)模與增長趨勢
全球市場規(guī)模:連接器行業(yè)的市場規(guī)模在全球范圍內(nèi)持續(xù)增長。據(jù)Bishop & Associates等機構(gòu)統(tǒng)計,2023年全球連接器市場規(guī)模約為819億美元,盡管在某些年份可能會有輕微波動,但長期趨勢向好。預(yù)計2024年全球連接器市場規(guī)模將達到850億美元至851.28億美元,同比增長4%至6%。
中國市場規(guī)模:中國作為全球最大的連接器市場,其市場規(guī)模同樣呈現(xiàn)出穩(wěn)健增長的態(tài)勢。2023年中國連接器市場規(guī)模為2057億元人民幣(約合249.77億美元),占全球市場份額的30.51%。預(yù)計2024年中國連接器市場規(guī)模將達到2183億元人民幣。
二、應(yīng)用領(lǐng)域
連接器廣泛應(yīng)用于通信、消費電子、新能源汽車、工業(yè)控制等多個領(lǐng)域。隨著下游行業(yè)的快速發(fā)展,連接器市場的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓展。
通信領(lǐng)域:隨著5G技術(shù)的普及和通信網(wǎng)絡(luò)的升級,對高速連接器的需求持續(xù)增加。通信連接器市場從2020年的144.79億美元增至2022年的200.23億美元,預(yù)計到2028年將達309.66億美元。
消費電子領(lǐng)域:消費電子連接器是電子連接器的一個重要細分應(yīng)用市場。隨著智能手機、平板電腦、可穿戴設(shè)備等消費電子產(chǎn)品的普及和更新?lián)Q代,消費電子連接器的需求也在不斷增長。
新能源汽車領(lǐng)域:隨著新能源汽車市場的快速發(fā)展,對高壓連接器、高速連接器等高性能連接器的需求也在不斷增加。新能源汽車的電力驅(qū)動系統(tǒng)需要大量的高壓連接器,以確保電池與電動機之間的高效能量傳輸。
三、競爭格局
全球競爭格局:全球連接器市場呈現(xiàn)出高度集中的競爭格局。泰科電子、安費諾、Molex等國際巨頭占據(jù)著較大的市場份額。同時,中國本土企業(yè)也在迅速崛起,如立訊精密、中航光電等企業(yè)在全球連接器市場中占據(jù)了一席之地。
中國市場競爭格局:在中國市場,連接器行業(yè)同樣呈現(xiàn)出激烈的競爭態(tài)勢。本土企業(yè)在技術(shù)研發(fā)、產(chǎn)品質(zhì)量、市場份額等方面逐步縮小與海外巨頭之間的差距。同時,中國市場的巨大潛力也吸引了大量海外連接器廠商來華投資設(shè)廠開展業(yè)務(wù)。
四、未來前景
技術(shù)創(chuàng)新:隨著技術(shù)的不斷進步和市場需求的多樣化,連接器產(chǎn)品將不斷向微型化、集成化、高速化、大電流等方向發(fā)展。同時,連接器的定制化需求也將逐漸上升。
市場需求:隨著全球經(jīng)濟的復(fù)蘇和新興技術(shù)的不斷落地應(yīng)用,連接器市場將迎來更加廣闊的發(fā)展空間。特別是在新能源汽車、工業(yè)4.0、5G通信等領(lǐng)域,連接器市場將保持持續(xù)增長的態(tài)勢。
綜上所述,連接器市場在全球范圍內(nèi)呈現(xiàn)出穩(wěn)定增長的趨勢。未來,隨著技術(shù)的不斷進步和市場需求的多樣化,連接器產(chǎn)品將不斷向更高性能、更可靠、更便捷的方向發(fā)展。同時,中國作為全球最大的連接器市場,其市場規(guī)模和增長潛力將繼續(xù)引領(lǐng)全球連接器市場的發(fā)展。
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