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FPC需求上涨,高密度集成和高可靠性成为其连接器关键指标

[日期:2012-08-10] [来源:http://www.sbing.net/] [作者http://www.sbing.net] [点击:]

美国电子行业信息咨询机构Prismark公司的调查数据显示,2011年全球FPC(柔性电路板)的产值达到92亿美元,占整个PCB份额的16.6%;预计至2016年,全球柔性电路板产值将达到132亿美元,年复合增长率为7.5%,成为PCB行业中增长最快的子行业之一,且在PCB总市场中的占有率进一步上升到18.4%。柔性电路板的需求上涨主要来自于智能手机、平板电脑、触控产品等消费类电子的强力驱动,此外,FPC在高端电子产品(汽车电子、医疗电子等)中的用量比重也越来越大。

作为柔性电路板的一个功能部件,FPC连接器在以智能手机为代表的电子设备迅速向小型化方向发展的背景下,已是目前消费类电子设备内部采用柔性电路来连接电路板的主要连接方案之一,应用变得日益普遍。在汽车市场上,FFC/FPC连接器被大量用于GPS装置、LCD显示器、无线电装置,以及娱乐设备如DVD播放器等;在医疗方面,FFC/FPC连接器能够帮助实现手持式设备所需的微型化,包括病患监视器等;而在许多以轻量紧凑型设计为主要需求的军用和航天应用中,也开始使用到FFC/FPC连接器。

高密度集成和高可靠性是关键指标

事实上,FPC连接器的主要优势是能够高效地利用现有的空间,即PCB上的空间和外壳内的空间,除了节省成本之外,还推动了紧凑型高移动性设计,因而被广泛应用于众多电子设备细分市场中。FPC连接器的另一个优势则是能够为移动、活动部件提供互连,例如:数码相机的显示屏幕可以拉出来或灵活调节位置,而同时仍然与相机机身保持电气连接;或是翻盖、滑盖式笔记本电脑或移动电话的显示器和机身之间的连接等等。

从市场应用来看,现阶段FPC连接器以0.5mm 间距的产品为主,0.3mm间距的产品也已大量使用。总体而言,高度和管脚间距是FPC连接器未来两个最主要的发展方向,特别是后者。例如在消费产品市场中,一方面,产品趋向小型化;另一方面,各种大量的功能模块不断被集成到系统中去,所需传输的信号也日益增多,这就需要更多的管脚,要求FPC连接器具有更多的触点数目,甚至更小的间距,以及更加小巧的外形,最终达到高密度集成的目标。

除此之外,稳定、可靠性依然是FPC连接器最重要的性能表现指标,它要求在设计上,无论是从塑胶模流、端子性能、正向力,还是FPC连接器的盖子,在产品量产前,设计师都应采用各种软件进行细致全面的分析,以确定其强度、结构,确保连接器的质量与设计上的可靠性。其次,在FPC连接器的制造流程上,由于采用了半自动甚至全自动组装、检测及包装流程,手工操作减少,因而也大大降低了可能引起的质量或其它一些问题。

顺应上述技术发展趋势,以欧姆龙、MOLEX、泰连电子(TE Connectivity)等为代表的主力厂商在实现FPC连接器高密度集成、高可靠性的同时,尽可能地为设计人员提供更多的灵活性和方便性。

欧姆龙:“小型化”与“可靠性”并重

欧姆龙长期以来一直致力于连接器的小型、薄型化设计,特别是以手机行业作为主要目标市场,此外,凭借其雄厚实力,欧姆龙在PC上使用的ODD(光学驱动)产品上也有着非常庞大的出货量。为了在实现连接器小型、薄型化设计的同时,保证产品的可靠性、便利性要求,欧姆龙结合多种工艺以及丰富的产品研发经验,开发出了其独有的旋转后锁型FPC连接器,旋转后锁构造既可以保持可动线缆,又可以保证接触可靠性。

以欧姆龙旋转后锁型FPC连接器XF2M为例,该产品端子间距为0.5mm,旋转式滑座从FPC插入口独立,提起FPC时,滑座并不断开,即使受到过度外力也不会脱开,且FPC卡在四面固定的外壳中,不受滑座操作的影响,大大提高了安装的可靠度。旋转后锁带来的各种优点还可以为设计人员提供更多的灵活性和方便性,例如,旋转后锁型构造形成了上下两面接点的结构,无需区分FPC的上、下触点,提升了设计的自由度,还可以减少元件个数;另外在交货时,旋转滑座呈开启状态,与以往的旋转锁紧式连接器相比,省略了滑座解除作业,因而减少了操作人员的工作量。

随着电子设备朝着小型化、高密度、高速传输的方向发展,对于未来时间内FPC 连接器的开发趋势,欧姆龙株式会社连接器事业部部长田中秀典认为:“FPC连接器是功能部件,基本上无论产品做到怎样的小型化,也还是需要确保接触的可靠性,在某种程度上来讲,‘小型化’和‘接触可靠性’两者之间相互博弈、又相互关联,使得在设计新的电镀、新的接点形状,以及相反侧的FPC时更需要考虑新技术的开发应用,要根据机器使用情况的不同而有所差异,针对高速传输的要求则需要考虑FPC和连接器等整体的产品技术解决方案。”

另据了解,除了可提供多种适合客户设计的连接器产品之外,由于近年来市场上设备的信号数增加和小型化的需求日益增多,使得欧姆龙旋转后锁型FPC连接器的出货量稳步增长,目前公司已在中国建立起了覆盖全国的销售网络和技术团队,为客户提供全方位的支持和服务。

Molex:多种FFC/FPC方案提升稳定、可靠性

Molex微型FFC/FPC系列连接器包括不同的电缆插片和驱动器锁定形式,提供附加的电缆对准和保持。稳健的焊接插片可确保PCB保持力并为焊尾接点提供应力释放;同时,还提供零插入力(zero insertion force, ZIP) 和低插入力(low insertion force, LIP) 连接器选件,实现具有最小磨损的连接重复循环,从而优化可靠性。此外,Molex的低压差分信号(low-voltage differential signaling, LVDS) FFC连接器,无论是单件式或两件式LVDS系统都可与屏蔽FFC共享,当与屏蔽电缆共享时,两个系统的接地端子都可提供出色的噪声抑制和信号线路阻抗控制,适合那些稳定性和信号完整性极为重要的高频率、低功率应用领域。

Molex公司区域市场行销经理翁伟雄表示:“Molex的FFC/FPC连接器采用多种方法提升稳定性和可靠性,举例来说,微型FFC/FPC SMT连接器备有各种精细间距选项,包括推入式和翻转式 (flip-type) 驱动器。这些驱动器已预装配盖子,可保证FFC/FPC和连接器端子之间的连接,该盖子可在尽可能小的体积内确保最大的电缆保持力。”

为了满足电子设备制造商缩减体积的需求,Molex重点开发外形更小巧、密度更高的连接器产品。例如,Molex的微型FFC/FPC系列连接器具有双触点设计,不再需要采购不同的顶部和底部安装款式,且窄宽度型款可以进一步节省空间,不同的电缆插片和驱动器锁定形式提供了附加的电缆对准和保持,实现高紧凑性系统设计,可适用于数码相机和笔记本电脑等终端市场不断要求更小、更轻的产品;以及同样具有类似设计限制的汽车、医疗和航天等细分市场中,同时还可节省材料清单 (BOM) 成本。

在速度方面,Molex可提供高速铜制柔性组件,支持超过10Gbps信号传输速度,典型应用为背板对背板跳线、高速铜缆至光纤适配器等。

泰连电子:定制化产品方案满足多样化需求

伴随着目前FPC连接器的应用范围越来越广,使得不同类型的电子产品在连接器的选型上呈现出各种各样的需求,鉴于此,泰连电子(TE Connectivity)将多样化的产品选择和定制化的服务作为当前重要的产品开发路线。

泰连电子产品经理谢建志介绍道:“不同款式的FPC连接器在接触方式上有上接触、下接触之分,盖子有前掀盖、后掀盖之分,甚至还包括前拉式或旋转式的不同,而且镀金厚度也高低不一,有时候客户还会特别要求增加产品的强度,对于如此多样化的产品要求,必须要能够提供多样化的产品来覆盖各种不同的应用,因此,在同一产品系列中我们会提供不同的型号以满足客户各种各样的需求。”例如,当某个客户需要标准产品之外更高强度的产品时,泰连电子会根据客户的特殊要求,对产品作重新设计与生产,把一些端子加长,从而为客户提供定制化的产品服务。

目前,泰连电子已能提供0.3mm到0.25mm间距的FPC连接器,其中,0.3mm间距的产品类型较为丰富。例如,泰连电子微间距FPC连接器为0.25mm间距,其最大特色在于可以通过倾斜而非水平方式接受印刷电路。传统上,FPC连接器只允许水平插入印刷电路,不能在 FPC 连接器前安装其他组件,因此FPC 连接器几乎都是安装在 PCB 的边缘;而由于该款微间距FPC连接器允许印刷电路从一定的角度插入,所以可以安装在电路板的任何位置,同时还可以在FPC连接器前端安装其他元件,使得 PCB 设计具有更多的灵活性。未来时间内,泰连电子还将致力于发展间距小于0.25mm的一系列新产品。

针对柔性电路板兴起的应用需求,泰连电子可提供FPC连接器或板对板连接器这两种方案。另外,在高速传输方面,据介绍,泰连电子几年前就已推出一些带屏蔽的解决方案,但由于FPC线缆的先天条件所制约,目前泰连电子真正的高速传输连接器方案还是会采用同轴线甚至短距离光纤传输技术,这类连接器和FPC有一点类似,但使用和连接方式上则完全不同。

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