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连接器
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中文名称:
连接器
英文名称:
connector
定义:
使导体(线)与适当的配对元件连接,实现电路接通和断开的机电元件。
应用学科:
机械工程(一级学科);仪器仪表元件(二级学科);仪器仪表机电元件-连接器(三级学科)
     以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

连接器,即CONNECTOR。国内亦称作接插件、插头和插座。一般是指电连接器。即连接两个有源器件的器件,传输电流或信号。它广泛应用于航空、航天、国防等军用系统中。

目录

简介

  
  

连接器

连接器是我们电子工程技术人员经常接触的一种部件。它的作用非常单纯:在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间,架起沟通的桥梁,从而使电流流通,使电路实现预定的功能。连接器是电子设备中不可缺少的部件,顺着电流流通的通路观察,你总会发现有一个或多个连接器。连接器形式和结构是千变万化的,随着应用对象、频率、功率、应用环境等不同,有各种不同形式的连接器。例如,球场上点灯用的连接器和硬盘驱动器的连接器,以及点燃火箭的连接器是大不相同的。但是无论什么样的连接器,都要保证电流顺畅连续和可靠地流通。 就泛指而言,连接器所接通的不仅仅限于电流,在光电子技术迅猛发展的今天,光纤系统中,传递信号的载体是光,玻璃和塑料代替了普通电路中的导线,但是光信号通路中也使用连接器,它们的作用与电路连接器相同。

使用理由

  设想一下如果没有连接器会是怎样?这时电路之间要用连续的导体永久性地连接在 一起,例如电子装置要连接在电源上,必须把连接导线两端,与电子装置及电源通过某种方法(例如焊接)固定接牢。
  

圆轴连接器

这样一来,无论对于生产还是使用,都带来了诸多不便。 以汽车电池为例。假定电池电缆被固定焊牢在电池上,汽车生产厂为安装电池就增加了工作量,增加了生产时间和成本。电池损坏需要更换时,还要将汽车送到维修站,脱焊拆除旧的,再焊上新的,为此要付较多的人工费。有了连接器就可以免除许多麻烦,从商店买个新电池,断开连接器,拆除旧电池,装上新电池,重新接通连接器就可以了。这个简单的例子说明了连接器的好处。它使设计和生产过程更方便、更灵活,降低了生产和维护成本。
  连接器的好处:
  1、改善生产过程
  连接器简化电子产品的装配过程。也简化了批量生产过程;
  2、易于维修
  如果某电子元部件失效,装有连接器时可以快速更换失效元部件;
  3、便于升级
  随着技术进步,装有连接器时可以更新元部件,用新的、更完善的元部件代替旧的;
  4、提高设计的灵活性
  使用连接器使工程师们在设计和集成新产品时,以及用元部件组成系统时,有更大的灵活性。

基本性能

  连接器的基本性能可分为三大类:即机械性能、电气性能和环境性能。 另一个重要的机械性能是连接器的机械寿命。机械寿命实际上是一种耐久性(durability)指标,在国标GB5095中把它叫作机械操作。它是以一次插入和一次拔出为一个循环,以在规定的插拔循环后连接器能否正常完成其连接功能(如接触电阻值)作为评判依据。
  

连接器

1.机械性能就连接功能而言,插拔力是重要地机械性能。插拔力分为插入力和拔出力(拔出力亦称分离力),两者的要求是不同的。在有关标准中有最大插入力和最小分离力规定,这表明,从使用角度来看,插入力要小(从而有低插入力LIF和无插入力ZIF的结构),而分离力若太小,则会影响接触的可靠性。 连接器的插拔力和机械寿命与接触件结构(正压力大小)接触部位镀层质量(滑动摩擦系数)以及接触件排列尺寸精度(对准度)有关。
  2.电气性能连接器的主要电气性能包括接触电阻、绝缘电阻和抗电强度。
  ①接触电阻高质量的电连接器应当具有低而稳定的接触电阻。连接器的接触电阻从几毫欧到数十毫欧不等。
  ②绝缘电阻衡量电连接器接触件之间和接触件与外壳之间绝缘性能的指标,其数量级为数百兆欧至数千兆欧不等。
  ③抗电强度或称耐电压、介质耐压,是表征连接器接触件之间或接触件与外壳之间耐受额定试验电压的能力。
  ④其它电气性能。
  电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果,电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果,一般在100MHz~10GHz频率范围内测试。
  对射频同轴连接器而言,还有特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比(VSWR)等电气指标。由于数字技术的发展,为了连接和传输高速数字脉冲信号,出现了一类新型的连接器即高速信号连接器,相应地,在电气性能方面,除特性阻抗外,还出现了一些新的电气指标,如串扰(crosstalk),传输延迟(delay)、时滞(skew)等。
  3.环境性能常见的环境性能包括耐温、耐湿、耐盐雾、振动和冲击等。
  ①耐温目前连接器的最高工作温度为200℃(少数高温特种连接器除外),最低温度为-65℃。
  

连接器

由于连接器工作时,电流在接触点处产生热量,导致温升,因此一般认为工作温度应等于环境温度与接点温升之和。在某些规范中,明确规定了连接器在额定工作电流下容许的最高温升。 ②耐湿潮气的侵入会影响连接h绝缘性能,并锈蚀金属零件。恒定湿热试验条件为相对湿度90%~95%(依据产品规范,可达98%)、温度+40±20℃,试验时间按产品规定,最少为96小时。交变湿热试验则更严苛。 ③耐盐雾连接器在含有潮气和盐分的环境中工作时,其金属结构件、接触件表面处理层有可能产生电化腐蚀,影响连接器的物理和电气性能。为了评价电连接器耐受这种环境的能力,规定了盐雾试验。 它是将连接器悬挂在温度受控的试验箱内,用规定浓度的氯化钠溶液用压缩空气喷出,形成盐雾大气,其暴露时间由产品规范规定,至少为48小时。 ④振动和冲击耐振动和冲击是电连接器的重要性能,在特殊的应用环境中如航空和航天、铁路和公路运输中尤为重要,它是检验电连接器机械结构的坚固性和电接触可靠性的重要指标。在有关的试验方法中都有明确的规定。冲击试验中应规定峰值加速度、持续时间和冲击脉冲波形,以及电气连续性中断的时间。
  ⑤其它环境性能根据使用要求,电连接器的其它环境性能还有密封性(空气泄漏、液体压力)、液体浸渍(对特定液体的耐恶习化能力)、低气压等。

连接器类别及定义

总述

  由于连接器的结构日益多样化,新的结构和应用领域不断出现,试图用一种固定的模式
  

连接器

来解决分类和命名问题,已显得难以适应。尽管如此,一些基本的分类仍然是有效的。

互连的层次

  根据电子设备内外连接的功能,互连(interconnection)可分为五个层次。
  ① 芯片封装的内部连接
  ② IC封装引脚与PCB的连接。典型连接器IC插座。
  ③ 印制电路与导线或印制板的连接。典型连接器为印制电路连接器。
  ④ 底板与底板的连接。典型连接器为机柜式连接器。
  ⑤ 设备与设备之间的连接。典型产品为圆形连接器。
  第③和④层次有某些重叠。在五个层次的连接器中,市场额最高的是第③和第⑤层次的产品,而目前增长最快的是第③层次的产品。

连接器规格的层次

  按照国际电工委员会(IEC)的分类,连接器属于电子设备用机电元件,其规格层次为:
  门类(family)例:连接器
  分门类(sub-family)例:圆形连接器
  类型(type)例:YB型圆形连接器
  品种(style)例:YB3470
  规格(variant)

连接器在我国的定义

  在我国的行业管理中,把连接器与开关、键盘等统称为电接插元件,而电接插元件与继电器则统称机电组件。

连接器的产品类别

  连接器产品类型的划分虽然有些混乱,但从技术上看,连接器产品类别只有两种基本的划
  

连接器

分办法:①按外形结构:圆形和矩形(横截面),②按工作频率:低频和高频(以3MHz为界)。
  按照上述划分,同轴连接器属于圆形,印制电路连接器属于矩形(从历史上看,印制电路连接器确实是从矩形连接器中分离出来自成一类的),而目前流行的矩形连接器其截面为梯形,近似于矩形。以3MHz为界划分低频和高频与无线电波的频率划分也是基本一致的。
  至于其它按用途、安装方式、特殊结构、特殊性能等还可以划分出许多不同的类型,并常常出现在刊物和制造商的宣传品中,但一般只是为了突出某一特征和用途,基本分类仍然没有超出上述的划分原则。
  考虑到连接器的技术发展和实际情况,从其通用性和相关的技术标准,连接器可划分以下几种类别(分门类):①低频圆形连接器;②矩形连接器;③印制电路连接器;④射频连接器;⑤光纤连接器。

连接器的型号命名

  连接器的型号命名是客户采购和制造商组织生产的依据。在国内外连接器行业中,产品型号命名有两种思路:一种是用字母代号加数字的办法,力求在型号命名中反映产品的主要结构特点。这种方式的好处是易于识别,但排列太长,过于复杂,随着连接器的小型化,给打印带来很多困难。目前国内仍流行这种方式,并在某些行业标准甚至国标中作出了规定,如SJ2298-83(印制电路连接器)、SJ2297-83(矩形连接器)、SJ2459-84(带状电缆连接器)、GB9538-88(带状电缆连接器)等。由于连接器结构的日益多样化,在实践中用一种命名规则覆盖某一类连接器越来越困难。另一种思路是用阿拉伯数字组合。这种方式的好处是简洁,便于计算机管理和小型产品的标志打印。国际上主要的连接器制造商目前均采用这种方式。可以预计由各制造商制订反映自身特色的命名办法将会逐渐取代在计划经济体制下由全行业统一规定某种命名规则的办法。

连接器市场发展概况

  随着消费电子、汽车电子、通信终端市场的快速增长以及全球连接器生产能力不断向亚洲及中国转移,亚洲已成为连接器市场最有发展潜力的地方,而中国将成为全球连接器增长最快和容量最大的市场。据估计,未来中国连接器市场的成长速度将继续超过全球平均水平,未来5年内,中国连接器的市场规模年均增速将达到15%,到2010年,中国的连接器市场容量将达257亿元。
  电连接器的主要配套领域有交通、通信、网络、IT、医疗、家电等,配套领域产品技术水平的快速发展及其市场的快速增长,强有力地牵引着连接器技术的发展。到目前为止,连接器已发展成为产品种类齐全、品种规格丰富、结构型式多样、专业方向细分、行业特征明显、标准体系规范的系列化和专业化的产品。
  总体上看,连接器技术的发展呈现出如下特点:信号传输的高速化和数字化、各类信号传输的集成化、产品体积的小型化微型化、产品的低成本化、接触件端接方式表贴化、模块组合化、插拔的便捷化等等。以上技术代表了连接器技术的发展方向,但需要说明的是:以上技术并不是所有连接器都必需的,不同配套领域和不同使用环境的连接器,对以上技术的需求点是完全不一样的。

发展方向

  连接器的发展应向小型化(由于很多产品面须面对更小和轻便的发展,针对间距和外观大小,高度都有一定的要求,这对产品的要求就会更加精密,如线对板的最良好选择小间距0.6mm和0.8mm)、高密度、高速传输、高频方向发展。小型化是指连接器中心间距更小,高密度是实现大芯数化。高密度PCB(印制电路板)连接器有效接触件总数达600芯,专用器件最多可达5000芯。高速传输是指现代计算机、信息技术及网络化技术要求信号传输的时标速率达兆赫频段,脉冲时间达到亚毫秒,因此要求有高速传输连接器。高频化是为适应毫米波技术发展,射频同轴连接器均已进入毫米波工作频段。

国内外知名的连接器厂商

  GOODWELL高汇精密、
  Mexconn铭讯电子、
  Genrow金络.Radiall、
  ATOM爱特姆、
  中航光电、
  航天电器、
  四川华丰、
  富士康科技、
  Smartconn 瀚诚 SAMTEC、
  HR灿达、
  JAT君奥、
  JST、
  KST
  Tyco Electronics、
  Molex、
  Amphenol、
  FCI、
  JAE、
  ERNI、
  Harting、
  Lemo、
  ODU、
  Hirose, 
  eci旗欣,
  CSG英联

连接器市场前景及应用趋势

  根据 Global Industry 预测,受中国以及亚洲、东欧、拉丁美洲地区的经济推动,连接器市场将迎接下一个 5 年的巨大增长期,2012 年全球连接器的需求将达600 亿美元。据 Global Industry 报告显示,亚洲连接器市场在 2010 年达到 64亿美元,中国 2015 年市场增速将达到 20%。
  · 工研院估计 2010 年全球连接器市场规模将达到 498 亿美元,创历史新高
  · 工研院预估,2011 年全球车用连接器市场规模将达 134 亿美元
  · 2011 年全球计算机及外围连接器市场规模将达 125 亿美元
  · 2011 年全球电信数据连接器市场规模将达 100 亿美元
  · 消费性连接器在数字家庭、游戏机等热潮带动下也将持续成长

消费电子连接器市场

  调研显示连接器市场在消费性电子产品游戏机、MP3、手机、LCD TV、数码相机等需求畅旺带动下,业绩持续上升。In-Stat指出,2014 年全球电视机顶盒市场价值将达 13 亿美金。根据 DisplaySearch 调查报告显示,2010 年全球电视出货将超过 2.42 亿台,同比增长 15%,预计到 2014 年将超过 2 亿 6 千万台。

医疗电子连接器市场

  研究机构 BCC Research 调查报告指出,全球家用医疗设备市场规模至 2012年增长到 204 亿美元,年增长率将达 6.8%。医疗电子将成为连接器应用新的增长点。市场预测到 2011 年,医疗领域的连接器市场将达到 16.3 亿美元。

手机连接器市场

  连接器是手机中最重要的器件之一,平均来看,每部手机需要的连接器数量达到 8 个。根据 Coda Research 报告显示,2010 至 2015 年期间,全球智能型手机出货量将达 25 亿支,年复合增长率为 24%。易观国际数据显示,2010年第一季度中国 3G 手机销量达 611.3 万部,环比增加高达 65.97%。随着手机市场发展的持续向好。手机连接器市场必将继续顺势上行。
  · 手机所使用的连接器产品种类分为内部的 FPC 连接器与板对板连接器;外部连接的 I/O 连接器,以及电池、SIM 卡连接器和 Camera Socket 等
  · 受 3G 手机和智能手机需求市场影响,手机连接器当前发展方向为:低高度,小 pitch,多功能,良好的电磁兼容性,标准化和定制化并存

汽车连接器市场

  汽车连接器市场是最大的连接器细分市场,一辆典型轻型汽车大约有 1,500 个连接点。根据 Bishop & Associate 统计,预计汽车连接器市场将持续成长,至2011 年将达到 134 亿美元市场规模。在中国,汽车连接器也具有较大的市场规模,根据智多星预测至 2011 年将达到 77 亿元人民币。

电脑连接器市场

  市场调研公司 In-Stat 的报告显示,到 2014 年全球包括平板电脑、上网本、智能本和笔记本电脑的移动计算设备出货将保持 19.1% 的年复合增长率。全球笔记本电脑出货在 2014 年将达到 2.91 亿台。连接器在电脑中的应用约为5-12 套每台,电脑市场的稳步发展推动了连接器需求的持续增长。

连接器市场资讯

USB 3.0 连接器

  特点
  · 高传输量,USB 3.0又叫做超高速 USB,其传输速度较前一代的 USB 2.0整整快上 10 倍,由 480 Mbps 提升至 4.8 Gbps
  · 高供电量,使用 USB 3.0 充电接头的电子用品,充电时间将可节省近一半以上
  · “高耗能”,USB 3.0 控制芯片导入智能型节能设计,使其具备绿色的“电源管理”概念
  · 完全支持旧标准装置,USB 3.0 可向下兼容至 USB 2.0 接口
  应用
  USB 3.0 的应用将从外接式存储装置抢占市场,包括外接式硬盘、固态硬盘、移动硬盘、存储卡等产品,接下来逐步扩散至笔记本电脑、桌面计算机、手机等其他装置。
  市场
  据市场调研公司预测,到 2013 年全球 USB 3.0 接口将达到 10 亿个,占全球USB 市场的 25%。Digitimes Research 也预估,2015 年全球 USB 3.0 的出货量将挑战 23 亿颗,年复合成长率将达 89%。
  主要厂商对 USB 3.0 的支持
  · 2011 年底左右或 2012 年,预计 USB 3.0 市场将规模启动,英特尔将在2012 年左右推出支持 USB 3.0 接口产品
  · 华硕 2010 年底其支持 USB 3.0 的主板出货量有望达到 500 万块, 占公司整体主板出货量的 25% 至 35%
  · 希捷、朗科、PQI 已陆续发布 USB 3.0 移动硬盘

HDMI 连接器

  HDMI 连接器广泛应用于机顶盒、DVD 播放机、个人电脑、数位音响与电视机等家电设备中。据 HDMI Licensing 技术研讨会统计,截至 2010 年 2 月 HDMI的采用厂商数量已达到 970 家,预计今年底将达到 1,000 家。In-stat 预测,到2010 年全球采用 HDMI 的设备将达到 4.7 亿部以上,到 2013 年将增长至近
  8.2 亿台。

IEEE 连接器

  作为一种数据传输的开放式技术标准,IEEE-1394被应用在众多的领域,包括数码摄像机、高速外接硬盘、打印机和扫描仪等多种设备。IEEE-1394 技术使用最广的还是数字成像领域,支持的产品包括数码相机或摄像机等。三星电子预测,2015 年全球单反相机销量将达到 1,536 万台,给 IEEE 连接器市场带来商机。

FPC/FFC 连接器

  由于尺寸较小和具有灵活性,FPC/FFC 连接器已经在办公设备和家用电器中得到更多的使用。各种消费电子产品和相关的 LCD 部件,仍然是 FPC/FFC 连接器最重要的应用,随着 3G 日益流行,手机产业也是其一大市场,除此之外,其应用范围还已扩展到工业领域,如仪表、汽车电子、医疗设备和军用器材等,来自新兴应用的需求日益增加,将推动该产业以每年 8-10% 的速度增长。

射频同轴连接器

  射频同轴连接器的主要应用市场有无线通信设备、汽车电子设备、医疗器械、航空航天及军事导航等领域。根据智多星顾问数据,受通信、军事等下游应用领域市场需求增长的影响,2012 年全球射频同轴连接器市场规模将达到 25.13亿美元。

光纤连接器

  联合市场调研报告称,在中国大陆,通讯领域的增长是光纤连接器市场的支柱,约有 20 家制造商加入竞争。光纤连接器行业分析调研预测,2011 年的需求将增长 20%,但价格会下降 15~20%。并把北美作为主要的出口市场。

DisplayPort 连接器

  随着电脑行业对 DisplayPort 产品的采用日益广泛,将有效刺激 DisplayPort 产品的市场需求。受全球电脑及组件主要制造商的支持,液晶显示器、笔记本和上网本都将带有 DisplayPort 接口。iSuppli 公司预计,2012 年全球 DisplayPort连接器市场出货量将达到 263,300 万台。

常见的连接器

  在我们的日常生活中经常使用的连接器可以分为以下的几类:
  1、条形/压按式连接器
  2、圆形连接器
  3、矩形/重载连接器
  4、射频同轴连接器
  5、PCB/印刷电路板连接器
  6、线对线连接器
  7、FFC/FPC/薄膜电缆连接器
  8、扁平电缆连接器
  9、电脑设备连接器
  10、视频/音频信号连接器
  11、手机连接器
  12、电源连接器
  13、高压连接器
  14、车用连接器
  15、航空连接器
  16、高速信号链接器
  17、光纤连接器
  18、微波链接器
  19、防水连接器
  20、耐高温连接器
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