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功能丰富的智能移动设备推动连接器技术走向小型化

智能电话和其它无线移动设备就像是消费电子行业的一只800磅重的大猩猩,如今移动设备市场占据接近36%的电信市场份额,而且其销售量继续高速增长。自2010年7月以来,移动设备用户已突破50亿大关,全球市场渗透率约为73%。从统计的角度来看,今天世界上拥有移动电话的人数已超过了获得电力供应的人数。

消费者购买智能电话、平板电脑和其它智能移动设备时,通常以其可用的内容来做决定。以苹果产品为例,现在有超过25万个可用的应用(易于使用的应用),并且每天新增约300个应用,有超过5万家软件开发商积极地为这个流行平台开发软件。虽然其它大众智能电话操作系统目前可能只有很少的应用,但随着3G/4G联网设备用户数量增长,这些操作系统也同样趋于快速增长。

无线用户要求无线设备具备更大的便利性和多功能性。此外,他们希望设备便携和易读,从而让他们可以在“任何时候”都能够随时接入信息和娱乐。不管是从手机上发送度假照片到微博、在路上寻找餐馆和地图方向、收看喜爱的高清电视连续剧视频,还是在会议期间快速瞄一眼足球比赛,他们要求手中拿着的智能移动设备能够立即实现。

很明显,我们看到内容和需求的融合已经改变了消费者与其电脑和移动设备的互动方式;而融合也在影响人们对多功能的性能与快速获得信息及娱乐内容的需求。新的智能电话将带有下一代超高速存储卡连接器,可让用户从高速无线网络下载应用或视频,并将视频内容从互联网上保存、存储,或下载到移动设备上,以及从他们的移动设备上传至其家庭网络。

连接器供应商的挑战

那么,这些融合趋势将会如何影响智能电话、手持式产品和平板电脑等产品中嵌入式连接器系统的供应商呢?随着处理器越来越强大,而所需处理的内容和交易几乎无穷无尽,连接器供应商面对的压力是为移动设备制造商和其设计工程师提供小型和微小型连接器产品,能够满足更大容量、更快速数据速度,并保证信号的完整性和可靠性。

这些要求促使领先的连接器制造商开发各种不同类型的微小型连接器,提供极端紧凑的尺寸、低成本、高性能和灵活性,成为用于无线手持式设备的理想产品。以下将简介某些现今可用的微小型连接器解决方案,是专为处理智能电话和其它紧凑型无线设备中的典型40路信号应用而开发的。

微型同轴线对板连接器解决方案

由于必须在紧密封装移动设备中处理大量数据,因此人们对多针脚微型同轴线对板连接系统的需求很庞大。

柔性印制线路(FPC)已经用于连接高分辨率LCD显示屏至翻盖式手机的主键盘。然而,这些柔性方案也存在问题,如电磁干扰(EMI)和机械耐用性及灵活性的不足。举例来说,最新的转屏手机要求在任何方向上以接近360度转动LCD屏幕,但柔性线路却无法处理这种过度转动。为了吸收杂散EMI,在信号迹线路之间需设置接地和屏蔽。然而,额外的接地迹线会占用更多的空间,阻碍了手持式设备的小型化趋势。若使用带屏蔽的柔性线路板,就会降低使用翻转或旋转铰链的设备的灵活性和耐用性。

带有全屏蔽、0.40mm或0.30mm间距的多针脚、超薄42AWG或44AWG同轴电线的微型同轴电缆系统能够提供针对所有这些问题的解决方案。虽然这一解决方案比柔性方案贵一些,但是,当设计人员要求更好的性能和附加功能性时,微型同轴电缆是更合适的选择。微型同轴线对板连接器系统特别适合应用于移动电话的旋转铰链/颈部、数字视频摄像机、笔记本电脑、智能电话和IP网络摄像头等。

微间距柔性印刷电路对板连接器解决方案

微间距柔性印制电路连接器(FPC)提供了许多特性,对于在紧密封装应用里的使用是非常重要的,其紧凑的尺寸提供了所需的空间节省,例如在PCB板和LCD模块之间的空间。

另外,FPC连接器也提供了零插入力致动器,能够以最小磨损反复循环使用。这些微型连接器带有各种各样的微细间距选择,包括滑盖式和翻盖式致动器,这些都是预组装的,包含了FPC和连接器端子之间的连接保护。

某些连接器采用双接触点设计,这样那些因为电缆配置需要而要求一块板采用顶接触类型、而另一块板上采用底部接触类型的应用就无需订购两种不同类型的FPC连接器。某些产品提供独特的FPC锁定,有助于提供定位和电缆保持力,而同时保持电缆到位以方便接插。

总的来说,FPC连接器在板设计和紧密封装两个方面提供了灵活性,通过提供单件式解决方案,省去了插配连接器如线对板或板对板连接器,从而降低了成本。

微型板对板连接器解决方案

正如大家所说的在房地产行业,最重要的三个因素是位置、位置还是位置。在PCB“房地产”市场,对于微小型板对板连接器而言,尺寸就是真正重要的。由于消费娱乐装置、智能电话和其它手持式设备的尺寸缩小而功能性增多,因此在设计连接两个小型PCB的PCB时,有四个最重要的尺寸,它们是:

• 低侧高,堆叠高度(H)小于1.00mm

• 浅深度,连接器的窄宽小于3.00mm

• 小占位面积,连接器端对端尺寸(随电路大小而不同)

• 小间距,中心对中心接触点间距为0.40mm或更小

发展趋势指向何方

由于智能电话和其它消费设备的尺寸不断缩小,设计工程师面对要最大化PCB空间和功率效率的压力也越来越大。这些设备的新特性增加了所需信号的数量并提高了信号性能的质量。领先的连接器制造商必须具备创造力,提供创新的技术和产品,以便在更小的PCB占位面积上增强电气和机械性能。

今天,OEM市场上的3G/4G智能电话需要比以前更小的连接器,而这种趋势将会一直延续。设计工程师现在已有可用的连接器,不但具有很低的侧高(H=0.70mm)、极浅的深度 (W=2.60mm)以及非常细微的0.40mm间距;而且还带有独特设计的在塑料座下的安装钉,以便实现封装面积最小化和设计灵活性最大化。例如,40 路超低侧高(H=0.70mm)微型板对板连接器仅仅占用小于28mm的PCB面积。

为解决其它有关PCB组件太“嘈杂”和引起的信号完整性问题或干扰,某些微型板对板连接器提供外接金属屏蔽以提高性能。设计工程师考虑到电子器件在高振动应用环境工作,可以利用微细间距的微型板对板连接器,以达到非常高的保持力或提供能够通过跌落试验的永久插配解决方法。

PCB板的成本大约为每毫米0.015美分,这些微小型连接器在多种连接方面为设计人员提供了有力的支持,包括将LCD显示屏、键盘、薄膜开关、A/V或RF板、调制解调器,或GPS卡连接至主PCB。而且,由于市场持续增长,世界领先的连接器供应商必将继续突破技术极限,提供具有价格竞争力的最佳解决方案。