連接器,即CONNECTOR。國內亦稱作接插件、插頭和插座。一般是指電連接器。即連接兩個有源器件的器件,傳輸電流或信號。
連接器是我們電子工程技術人員經常接觸的一種部件。它的作用非常單純:在電路內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,使電路實現預定的功能。連接器是電子設備中不可缺少的部件,順著電流流通的通路觀察,你總會發現有一個或多個連接器。連接器形式和結構是千變萬化的,隨著應用對象、頻率、功率、應用環境等不同,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,在光電子技術迅猛發展的今天,光纖系統中,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。由于我們只關心電路連接器,所以,本課程將緊密結合Molex公司的產品,集中介紹電路連接器及其應用。
1.連接器的分類
由于連接器的結構日益多樣化,新的結構和應用領域不斷出現,試圖用一種固定的模式來解決分類和命名問題,已顯得難以適應。盡管如此,一些基本的分類仍然是有效的。
1).互連的層次
根據電子設備內外連接的功能,互連(interconnection)可分為五個層次。
① 芯片封裝的內部連接
② IC封裝引腳與PCB的連接。典型連接器IC插座。
③ 印制電路與導線或印制板的連接。典型連接器為印制電路連接器。
④ 底板與底板的連接。典型連接器為機柜式連接器。
⑤ 設備與設備之間的連接。典型產品為圓形連接器。
第③和④層次有某些重迭。在五個層次的連接器中,市場額最高的是第③和第⑤層次的產品,而目前增長最快的是第③層次的產品。
2).連接器規格的層次。
按照國際電工委員會(IEC)的分類,連接器屬于電子設備用機電元件,其規格層次為:
門類(family)例:連接器
分門類(sub-family)例:圓形連接器
類型(type)例:YB型圓形連接器
品種(style)例:YB3470
規格(variant)
3).連接器在我國的定義。
在我國的行業管理中,把連接器與開關、鍵盤等統稱為電接插元件,而電接插元件與繼電器則統稱機電組件。
4).連接器的產品類別。
連接器產品類型的劃分雖然有些混亂,但從技術上看,連接器產品類別只有兩種基本的劃分辦法:①按外形結構:圓形和矩形(橫截面),②按工作頻率:低頻和高頻(以3MHz為界)。
按照上述劃分,同軸連接器屬于圓形,印制電路連接器屬于矩形(從歷史上看,印制電路連接器確實是從矩形連接器中分離出來自成一類的),而目前流行的矩形連接器其截面為梯形,近似于矩形。以3MHz為界劃分低頻和高頻與無線電波的頻率劃分也是基本一致的。
至于其它按用途、安裝方式、特殊結構、特殊性能等還可以劃分出許多不同的類型,并常常出現在刊物和制造商的宣傳品中,但一般只是為了突出某一特征和用途,基本分類仍然沒有超出上述的劃分原則。
考慮到連接器的技術發展和實際情況,從其通用性和相關的技術標準,連接器可劃分以下幾種類別(分門類):①低頻圓形連接器;②矩形連接器;③印制電路連接器;④射頻連接器;⑤光纖連接器。
5).連接器的型號命名。
連接器的型號命名是客戶采購和制造商組織生產的依據。在國內外連接器行業中,產品型號命名有兩種思路:一種是用字母代號加數字的辦法,力求在型號命名中反映產品的主要結構特點。這種方式的好處是易于識別,但排列太長,過于復雜,隨著連接器的小型化,給打印帶來很多困難。目前國內仍流行這種方式,并在某些行業標準甚至國標中作出了規定,如SJ2298-83(印制電路連接器)、SJ2297-83(矩形連接器)、SJ2459-84(帶狀電纜連接器)、GB9538-88(帶狀電纜連接器)等。由于連接器結構的日益多樣化,在實踐中用一種命名規則復蓋某一類連接器越來越困難。另一種思路是用阿拉伯數字組合。這種方式的好處是簡潔,便于計算機管理和小型產品的標志打印。國際上主要的連接器制造商目前均采用這種方式。可以預計由各制造商制訂反映自身特色的命名辦法將會逐漸取代在計劃經濟體制下由全行業統一規定某種命名規則的辦法。
2.連接器市場發展概況
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能力不斷向亞洲及中國轉移,亞洲已成為連接器市場最有發展潛力的地方,而中國將成為全球連接器增長最快和容量最大的市場。據估計,未來中國連接器市場的成長速度將繼續超過全球平均水平,未來5年內,中國連接器的市場規模年均增速將達到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域有交通、通信、網絡、IT、醫療、家電等,配套領域產品技術水平的快速發展及其市場的快速增長,強有力地牽引著連接器技術的發展。到目前為止,連接器已發展成為產品種類齊全、品種規格豐富、結構型式多樣、專業方向細分、行業特征明顯、標準體系規范的系列化和專業化的產品。
總體上看,連接器技術的發展呈現出如下特點:信號傳輸的高速化和數字化、各類信號傳輸的集成化、產品體積的小型化微型化、產品的低成本化、接觸件端接方式表貼化、模塊組合化、插拔的便捷化等等。以上技術代表了連接器技術的發展方向,但需要說明的是:以上技術并不是所有連接器都必需的,不同配套領域和不同使用環境的連接器,對以上技術的需求點是完全不一樣的。
3.為什么要使用連接器?
設想一下如果沒有連接器會是怎樣?這時電路之間要用連續的導體永久性地連接在 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,汽車生產廠為安裝電池
就增加了工作量,增加了生產時間和成本。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。它使設計和生產過程更方便、更靈活,降低了生產和維護成本。
4.連接器的好處
改善生產過程 連接器簡化電子產品的裝配過程。也簡化了批量生產過程
易于維修 如果某電子元部件失效,裝有連接器時可以快速更換失效元部件
便于升級 隨著技術進步,裝有連接器時可以更新元部件,用新的、更完善的元部件代替舊的
提高設計的靈活性 使用連接器使工程師們在設計和集成新產品時,以及用元部件組成系統時,有更大的靈活性。