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浮動式板對板連接器性能優勢及前景分析
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浮動式板對板連接器性能優勢及前景分析

2021-12-09 17:34:24 來源:連接器世界網 作者:國際線纜與連接 點擊:1179

【嗶哥嗶特導讀】本期市場解讀以“浮動連接器”為主題采訪了3家連接器企業,共同探討浮動板對板連接器的優勢、未來市場前景以及企業布局。

隨著終端的設備往高性能化方向發展,對于重要零部件的電子控制需求也在迅速增加,對連接器的可靠性要求也進一步提高。

其中,板對板連接器分為兩種類型:“剛性”和“浮動”。“剛性”連接器之間的連接是固定的,在不具有浮動功能的剛性連接器情況下,如果在安裝過程中發生錯位,這樣會導致連接器嵌合時出現損壞;即使嵌合成功,在焊接部施加應力的情況下產生的振動,沖擊或加熱則可能導致焊料開裂并造成導通故障。

面對這些連接難題,浮動式板對板連接器應運而生。

“浮動連接器”(FloatingConnector)是具有在基板上實裝時,吸收、矯正±X、±Y方向誤差(公差)功能的板對板連接器。

浮動連接器

浮動式板對板連接器有什么優勢?

1、消除錯位,便于PCB組裝連接器

連接器在組裝各種組件于PCB上時,所有安裝位置都必須準確無誤,而浮動式板對板連接器在PCB組裝時,可以消除基板實裝錯位以及嵌合時的位置偏移,使得其與PCB自動化裝配工藝更加具有兼容性。傳統的板對板連接器可能需要人工進行組裝,而浮動連接器可實現高效的自動化PCB組裝。

“浮動式板對板連接器特殊的優勢性能以及可全自動化組裝,可助力企業實現智能制造、無人工廠。因此原有的設計方案很多都會改用成為浮動式板對板連接器。”廈門廣泓工貿有限公司總經理陳炳水說到。

浮動連接器

2、設計靈活,單個PCB可容納多個板對板連接器

在實際應用中,PCB的連接有時會涉及到多個連接點,若使用傳統板對板連接器,想要準確的對齊非常困難,而浮動式板對板連接器能夠輕松消除公差的性能優勢使單個PCB可輕松容納多個板對板連接器,提高布局、布線的自由度,增加設計的靈活性。

浮動連接器

3、減少應力,實現可靠配接

在傳統板對板連接器上,外部的沖擊和振動容易導致連接器錯位而產生應力,累積的應力可能會傳遞到PCB以及其他連接器和焊點上,導致主機發生故障。而浮動式板對板連接器在內部配備了彈簧機構,吸收基板實裝錯位以及嵌合時的位置偏移,而此期間產生的應力都將由彈簧承受,能夠減少有效減少因錯位帶來的應力,防止焊點斷裂,實現可靠配接。

浮動連接器

可在多領域替代傳統板對板連接器

基于上述特性,浮動式板對板連接器相比于傳統板對板連接器優勢也更加明顯,具體體現在各種車載、工控及消費電子等領域的應用中。

1、工業應用:PLC,CNC,工業PC,傳感器單元和控制器等。

“工業設備的工作環境都是高震動的,浮動連接器就十分適合應用在工業設備中。”廣泓工貿陳炳水說到。

換言之,浮動式板對板連接器的抗振耐壓性能可調節和吸收由于持續振動產生的形變或磨損。因此,工業設備成為了浮動式板對板連接器主要的應用領域之一。

2、汽車應用:無線模塊、發動機ECU、車載導航系統、影音系統、雷達系統以及電池管理系統等。

目前汽車市場正專注于研究ADAS和無人駕駛系統,這需要安裝更多高性能的車載ECU以確保汽車的安全性能。在這種高性能的ECU內部需要進行更多的信息處理,由于其內部使用了多個PCB板,所以對于板對板連接器的需求也隨之增加。

而車子在行駛過程中的震動頻率較高,浮動板對板連接器其中軟性的彈簧結構可能夠減少汽車在行駛過程中產生的震動,吸收應力防止開裂,保證產品的高可靠性。

此外,格康電子科技(深圳)有限公司市場經理謝英吉還表示,新能源車型(車載導航)的PCB板上所使用的連接器數量會越來越多。“如果我們仍然使用傳統連接器的話,在規格上要求特別嚴格。而浮動板對板連接器的位移功能消除公差之后在規格上的要求就可以放寬一些,同時還可以確保其信號傳輸的穩定性。”

3、消費電子:LED顯示屏

由于LED顯示屏是由小塊顯示屏拼湊而成,傳統的連接方式無法一步到位,較難滿足其裝配需求,而浮動式板對板連接器可以輕松對位,調整LED顯示屏拼接過程中的間隙,保證整個屏幕可以完整拼接。

據格康電子謝英吉介紹,一個130寸LED顯示屏會用到大約100套浮動式板對板連接器,浮動式板對板連接器的特性使其在LED顯示屏行業得以廣泛應用。

未來發展趨勢:小型化、多功能集成

隨著產品小型化趨勢的逐步推進,這也推動了對連接器小尺寸的需求。同時,大多現有的連接器無法同時達到大電流、高速率,需要用很多顆不同的連接器來傳輸信號、電流。而浮動式板對板連接器正慢慢地集這些性能于一身。

格康電子謝英吉說,目前的浮動式板對板連接器更多的是傳輸信號為主,未來要同時具備信號及大電流傳輸的功能,集成后可有效節省整個PCB的空間,在未來產品小型化的趨勢下可用一個浮動式板對板連接器滿足多個功能。

小型化、集成化既是方向也是挑戰。

安費諾奧羅拉科技(惠州)有限公司設計總監韓奇表示,浮動板對板連接器也因為其特殊的浮動式結構,要小型化存在一定的局限性,因此往更小的間距(如:0.3mm、0.4mm)、更低的高度做到浮動,這是一大難點。

廣泓工貿陳炳水補充到,浮動式板對板連接器在多功能集成、可靠性高的前提下,體積也會比普通的板對板連接器更大,但是這也就意味著會在很多應用場景中有所限制。因此浮動式板對板連接器的下一個挑戰就是,在可浮動、高可靠的前提下進行小型化以適應更多場景。

如何保證產品品質?

在浮動式板對板連接器進一步擴大市場應用的同時,仍需繼續提高其產品品質。從前期的模具設計、原材料選擇、仿真模擬再到后期測試都有所講究,保證產品精度、結構性能和電氣性能等符合客戶以及行業的要求。

格康電子謝英吉總結了以下幾點:浮動板對板連接器在前期的結構設計時要盡量滿足其生產制造時可以實現自動化生產。其次在材料的選擇上,為保證連接器端子的彈性功能和屈服強度,通過選擇高品質磷銅保證連接器在浮動過程中達到最好的狀態。同時,為兼顧回流焊和波峰焊兩種焊接方式,格康電子選材時選擇LCP材料。在產品的接觸端則采用更厚的鍍金以確保產品接觸的可靠性。

同時,產品精細度還取決于材料和模具。

“模具和材料的精度會直接反應在連接器零部件上”奧羅拉韓奇說,比如在銅材的選擇上,銅材的雜質多會導致產品性能不穩定,對零部件的精度產生很大的影響。

韓奇認為這是一個磨合的過程,從模具的供應商到模具材料的選擇,再到下游廠商對于結構設計的要求,每個階段都需要磨合。

廣泓工貿從仿真設計到材料的選擇上會選擇國內外的大廠來確保產品的制造質量,再到后期成品導入第三方的測試機構來測試產品的性能和可靠性。

“我們公司一直以來都有跟ABB、松下、飛利浦、GE等國際大企進行合作,在前期設計、生產運營的管控等方面都有著很高的標準和要求,每年對工廠進行驗廠時,我們都可以達標。”廣泓工貿陳炳水補充到。

面對藍海市場 企業如何布局?

據了解,在浮動板對板連接器這一領域較具有代表性的企業有意力速、廣瀨、KEL、JAE等,它們在浮動連接器版塊涉入早、規格全且掌握著核心技術,因此以往浮動連接器也大多依賴進口。

而現在越來越多的國內外企業瞄準這一領域進行布局。值得一提的是,部分中國本土企業,也通過研發已經慢慢的掌握核心技術,具備較為成熟的工藝且可以實現量產了。

“根據我們跟客戶的調研,浮動式板對板連接器的市場的確是會越來越大,同時我們優勢肯定也會比外商更大。”格康電子謝英吉說。

格康電子接下來將繼續擴大布局LED、車載以及工控市場,將現有的產品更新迭代,同時進一步降低成本。“如果未來浮動式板對板連接器的成本降得和普通板對板連接器差不多,我相信會有更多的客戶選擇浮動式板對板連接器。”謝英吉說到。

廣泓工貿也在持續加大對浮動板對板連接器的投入,通過擴大東莞工廠的生產規模、新增專門的浮動式板對板連接器制造車間、增購設備來持續擴產,同時還將在美國設立辦事處。此外,還不斷的在對產品進行優化,在模具的精度、產品的結構設計等方面做改善和提高。

奧羅拉則將在未來繼續在車載影像等板塊持續推廣浮動板對板連接器,“希望在未來我們的浮動式板對板連接器可以在中國乃至世界做到前端。”奧羅拉韓奇說。

奧羅拉始終緊跟龍頭客戶的需求在做產品開發,“在研發的時候至少要比市面上通用的連接器再高1-2個等級,這樣客戶的產品在更新迭代的時候,就可以繼續沿用我們的連接器。同時還要完善連接器不同的嵌合高度、將電流傳輸能力做到5A、10A、數據傳輸能力研發至10G以上。”

結語

《國際線纜與連接》通過與行業專業人士探討浮動式板對板連接器在市場應用中的優勢及前景,了解到這一類連接器將會得到更廣泛的普及。而國內本土企業在交期和就近服務客戶的優勢明顯,國產替代空間廣闊。接下來,如何將產品更加精細化、突破小型化的技術難點、降本增效,更好的發揮浮動式板對板連接器的優勢也是連接器廠商亟需解決的問題。

本文為嗶哥嗶特資訊原創文章,如需轉載請在文前注明來源嗶哥嗶特資訊及作者信息,否則將嚴格追究法律責任。

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