第二講:手機連接器的設計及市場趨勢
發布時間:2013-01-10 責任編輯:hedyxing
【導讀】連接器是手機中最重要的器件之一,平均來看,每部手機需要的連接器數量達到8個。本文主要講解手機連接器的分類、USB3.0連接器設計時需注意的要點及手機連接器的市場趨勢,以期幫助工程師對手機連接器有更好的了解。

手機連接器的設計及市場趨勢
手機對連接器的要求
由(you)於(yu)手(shou)機(ji)越(yue)來(lai)越(yue)微(wei)小(xiao)型(xing)化(hua),用(yong)戶(hu)群(qun)體(ti)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)眾(zhong)化(hua),生(sheng)產(chan)越(yue)來(lai)越(yue)大(da)量(liang)化(hua),所(suo)以(yi)對(dui)手(shou)機(ji)使(shi)用(yong)的(de)元(yuan)器(qi)件(jian),包(bao)括(kuo)連(lian)接(jie)器(qi)在(zai)內(nei),提(ti)出(chu)越(yue)來(lai)越(yue)嚴(yan)格(ge)的(de)要(yao)求(qiu)。手(shou)機(ji)對(dui)連(lian)接(jie)器(qi)的(de)要(yao)求(qiu)主(zhu)要(yao)表(biao)現(xian)為(wei)以(yi)下(xia)幾(ji)點(dian):
1、微小型化 手機尺寸和重量顯著減小,功能增多,需要高密度裝配和互連。顯然要求其內部的元器件(包括連接器在內)必須尺寸越來越小,或是將它們集成到芯片或電路模塊去。微小型化是必由之路。
2、表麵貼裝 隨sui著zhe小xiao型xing化hua和he大da量liang生sheng產chan的de自zi動dong化hua高gao速su組zu裝zhuang技ji術shu的de發fa展zhan,以yi及ji降jiang低di連lian接jie部bu份fen占zhan用yong的de空kong間jian,表biao麵mian貼tie裝zhuang的de連lian接jie器qi得de以yi迅xun速su發fa展zhan,逐zhu漸jian代dai替ti穿chuan孔kong式shi插cha裝zhuang的de連lian接jie器qi。目mu前qian生sheng產chan的de表biao麵mian貼tie裝zhuang連lian接jie器qi(SMC)其引線(出腳)間距已經由原來的2.00mm、1.27mm發展到0.8mm、0.5mm,甚至推出了0.3mm的柔性印製板連接器。安裝高度也由10mm降低到現在的2mm,甚至推出1.5mm的板到板連接器。
3、標準化和模塊化 為(wei)適(shi)應(ying)手(shou)機(ji)大(da)量(liang)生(sheng)產(chan)的(de)需(xu)要(yao)和(he)方(fang)便(bian),節(jie)省(sheng)空(kong)間(jian)和(he)便(bian)於(yu)設(she)計(ji),手(shou)機(ji)內(nei)電(dian)路(lu)和(he)元(yuan)件(jian),包(bao)括(kuo)連(lian)接(jie)器(qi)在(zai)內(nei),已(yi)經(jing)迅(xun)速(su)模(mo)塊(kuai)化(hua),並(bing)且(qie)強(qiang)烈(lie)需(xu)要(yao)形(xing)成(cheng)統(tong)一(yi)的(de)國(guo)際(ji)標(biao)準(zhun)。當(dang)然(ran),這(zhe)樣(yang)做(zuo)會(hui)影(ying)響(xiang)各(ge)個(ge)廠(chang)家(jia)生(sheng)產(chan)具(ju)有(you)不(bu)同(tong)個(ge)性(xing)和(he)特(te)色(se)、形態的手機,但這個問題並不難解決。
4、多功能接口 weiyonghushiyongfangbian,yeweishejihezhizaoshoujijianhua,shoujiduiwaidejiekoushumuyueshaoyuehao。zheyangbuhuishiyonghumianduizhongduodegezhongjiekouerwusuoshicong。suoyiyaoqiushoujishangdeduiwaijiekoulianjieqiduogongnenghua,takeyijiangdipinchudian、高頻同軸口和其它具有不同特性的接口複合於一體,滿足不同用途的連接要求。目前,手機下端的一個接口已經可以用於連接充電器、麥克風、耳機或免提支座等不同外接設備。
5、操作簡單 用戶群的普及,要求手機的使用必須簡單明了,必須直觀,對連接器也有同樣的要求。例如安裝SIM卡、安裝電池、lianjiechongdianqidengbixucaozuojiandan,yikanjiuhui。tongshihaiyaoanquan,fangzhiwucaozuo,fangzhichafanhuochacuokong。raner,zhexiejiekouduiyonghuyueshijiandan,duilianjieqideshejihezhizaojishuyaoqiuyuegaoheyuefuza。
6、 高速傳輸與電磁兼容 由(you)於(yu)手(shou)機(ji)的(de)功(gong)能(neng)發(fa)展(zhan),從(cong)單(dan)一(yi)的(de)語(yu)言(yan)通(tong)信(xin)工(gong)具(ju),逐(zhu)漸(jian)發(fa)展(zhan)成(cheng)為(wei)數(shu)據(ju)設(she)備(bei),有(you)些(xie)用(yong)戶(hu)希(xi)望(wang)手(shou)機(ji)不(bu)僅(jin)能(neng)進(jin)行(xing)網(wang)絡(luo)通(tong)信(xin),還(hai)要(yao)能(neng)與(yu)其(qi)它(ta)設(she)備(bei)如(ru)電(dian)腦(nao)、PDA(個人數字助理)、打da印yin機ji等deng一yi起qi使shi用yong。這zhe些xie都dou要yao求qiu更geng高gao的de數shu據ju傳chuan輸shu速su度du和he良liang好hao的de抗kang幹gan擾rao性xing。傳chuan統tong的de接jie口kou連lian接jie器qi滿man足zu不bu了le這zhe些xie要yao求qiu。近jin年nian來lai出chu現xian的de速su度du較jiao高gao的deUSB(通用串行總線)和IEEE1934接口的連接器,使手機與電腦及其它設備的連接變得比較容易。
7、 提高存儲容量 隨著手機功能提高,要求容量更大的存儲器。目前已有符合工業標準的小封裝可裝卸存儲卡,如MMC(多媒體卡)、SD(安全數據)卡或Sony公司的記憶棒。但它們都需要連接到手機電話電路的印製板上,如何設計連接器使之經濟、可靠、節省空間等,滿足多種式樣的存儲卡的連接要求,是連接器廠家所麵臨的挑戰。
[page]
手機連接器的分類

手機上的連接器
1、FPC連接器
FPC連接器用於LCD顯示屏到驅動電路(PCB)的連接,目前以0.4mm pitch產品為主,0.3mm pitch產品也已大量使用。隨著LCD驅動器被整合到LCD器件中的趨勢,FPC的引腳數會相應減少,市場上已經有相關的產品出現。從更長遠的方向看,將來FPC連接器將有望實現與其它手機部件一同整合在手機或其LCD模組的框架上。
2、板對板連接器
手機中板對板連接器的發展趨勢是引腳間距和高度越來越小,目前主要以0.4mm pitch為主,會逐步發展到0.35mm甚至更小, 後續要求高度更低和具有屏蔽效果。同時BTB(板到板連接器)的高度也逐漸降低至0.9mm。
3、I/O連接器
I/Olianjieqishishoujizhongzuizhongyaodejinchutongdaozhiyi,baohandianyuanjixinhaoliangbufenzhilianjie,tijidejianxiaohechanpinbiaozhunhuajiangshiweilaifazhandezhuyaofangxiang。caiyongdeshiyuanxingheMiniUSB連接器,手機用Micro USB連接器在歐盟和GSM協會的推動下而日漸形成標準化發展,當前市場主流是5pin,由於各手機廠家有各自的手機方案,使Micro USB連接器出現標準化和定製化相結合的發展趨勢,同時耳機插作連接器也曾相同的發展態勢,2012年國外主要采用MicroUSB作為充電的標準接口, Nokia、Moto和SEMC等手機廠商已經開始邁出實質性的步伐。再往後要求連接器更薄、具有視覺效果和防水功能等。
4、卡連接器
卡連接器以6pin SIM卡連接器和T-flash連接器為主,今後的發展方向主要是在與SIM卡連接器屏蔽功能和厚度方麵作改進,達到最低0.50mm的超低厚度, 同時卡連接器產品麵向多功能發展,市場上已出現SIM卡連接器+T-flash連接器二合一的產品。
5、電池連接器
電池連接器可分為彈片式和閘刀式。電池連接器的技術趨勢主要為小型化, 新電池界麵, 低接觸阻抗和高連接可靠性。
在Camera Socket連接器方麵,國外大廠如Nokia等廣泛使用, Camera Socket連接器可以對攝像頭模組提供良好的電磁屏蔽, 方便對攝像頭模組進行維修, 後續一段時間標準化和定製化並存。同時在手機連接器生產、檢測過程中,對連接器產品耐插拔和電磁兼容性都提高了要求。
6、天線連接器Antenna
作為手機最重要的功能---通話,就不能不提及連接手機天線(負責信號收發的裝置,老式手機外置,現在一般都內置) 的連接器,行內稱Antenna Connector。其功能為連接手機PCB與天線,其形狀會影響天線的高頻性能,導致信號的變化,如信號差、不穩定等等。這種連接器,對高頻性能要求高。所以,很多雜牌機,未經過正規檢測,其信號收發有的好,有的壞。
[page]
USB連接器的特性
由於成本低廉且具有熱插拔功能,通用串行總線 (USB) 連接器一直是個人電腦 (PC) 行業中最流行的 I/O 連接器之一。電腦對設備共享期間的數據訪問和集成順暢無虞。帶極性的外殼設計可避免插接過程中的錯誤,方便易用。
USB連接器一般分為USB A型連接器,USB B型連接器,mini-USB,Micro-USB以及工業USB連接器等。按標準分又可分為USB2.0,USB3.0,目前USB3.0比較流行。
Micro-USB 連接器

Micro-USB 連接器
Micro-USB 連接器的體積比 Mini-USB 連接器的體積減少了 50%,是所有 USB 互連中占用空間最小的連接器,因此顯著節省了便攜式設備中的印刷電路板空間。這包括移動電話、MP3 播放器、數字視頻及相機、PDA、全球定位係統、照片打印機、鼠標、鍵盤及閃存驅動器。
Micro-USB 技術由推動 USB 技術的獨立非盈利組織 USB Implementers Forum, Inc. (USB-IF) 開發。與 Mini-USB 相比,Molex 的 Micro-USB 連接器具有尺寸更小和耐用性更高的優點。Micro-USB 連接器允許製造商突破更薄、更輕移動設備的極限,獲得更圓滑的設計和更佳的便攜性。
Micro-USB 取代目前使用的大部分 Mini-USB 插頭和插座。Micro-USB 的規格支持當前的 USB 隨身攜帶型 (OTG) 附錄,使得便攜式設備無需主機即可直接相互通訊,從而提供總體的移動互連性。
Molex 已經開發出七大係列的 Micro-USB“B”型和“AB”型插座,可選擇頂部、底部和中安裝版,以及全新係列的 USB “A”至 Micro-USB“B”電纜組件。這些連接器包含設計在連接器外殼中的引導功能,便於插座與插頭進行盲插。
Micro-USB連接器體具有獨特的激光焊接金屬防護設計,增強機械接縫強度,同時可防止由於垂直或水平(扳緊)壓力而損壞插頭或插座。該產品的其它關鍵特性包括 10,000 多次插入循環的高耐用性以及無源鎖定機製,可在對便攜設備進行同步和充電時增大拔出力而不影響 USB 的易用性。
Micro-USB 連接器接口定義

Micro-USB 連接器接口

Micro-USB 連接器接口定義
Micro-USB 連接器性能測試

Micro-USB 連接器性能測試
USB3.0連接器
USB 3.0是最新的USB規範,理論上最大傳輸帶寬高達5.0Gbps,也就是640MB/s,相當於USB2.0傳輸速率的10倍。實際上該接口的傳輸速率大約是3.2Gbps,即400MB/S。
USB3.0 引入全雙工數據傳輸。5根線路中2根用來發送數據,另2根用來接收數據,還有1根是地線。也就是說,USB 3.0可以同步全速地進行讀寫操作。以前的USB版本並不支持全雙工數據傳輸。
USB3.0存儲端設計三大要點
以目前市場上效能最高的產品ASM1051E為例,主要對外的兩個接口分別為USB 3.0端與SATA 6G端,根據目前客戶端量產狀況,成功設計USB 3.0模塊主要有三個要點。
保持高速信號的完整性
信號的質量關係到數據的傳輸是否完整或Upandekekaoxing。genjuxinhaowanzhengxingzhidingchudianlubandeshejiguifanjizujiandebaifangweizhi,chadongchuanshuxianzukangkongzhi,jianshaozukangzaidianlubanshangsuozaochengdebulianxu,eryinqidexinhaoduozhongfanshejisunshi,ganraokongzhiyuyizhideng,quebaofuheUSBIF兼容測量結果。
USB 3.0設計建議如下:差動特征阻抗為85Ω。印刷電路板的貫孔不能多於二個,以減少信號的衰減。一個信號的貫孔約增加1dB的損失。差動信號長度不超過1.5英寸,預防主控端印刷電路板可能導致的信號損失及USB 3.0lianjieqiyudianlandeliangyoubuqi,yidadaozuijiadexiaoneng。chadongxinhaozhijiandejianjuzuihaoduojiadixinhao,yijianshaoxinhaozhijiandeganrao,ruxinhaopangbianweipinlvxinhaohuoshiqiehuanshidianyuanxinhao,jizaijiada3~4倍的間距。在信號交流耦合電容選用0402大小封裝及NPO或是X7R材質,且擺放至接近連接器的位置。如有ESD及EMI組件的選用及擺放,則將組件位置也放在接近連接器的位置,建議的順序為“連接器、ESD、EMI、交流耦合電容、ASM1051E”,注意ESD及EMI的零件選用都要能夠符合要求,差動特征阻抗及信號損失非常低。

USB 3.0的眼圖
電源及導熱管理
在新的USB 3.0係統設計上,由於高速傳輸的關係,其瞬間耗電量較USB 2.0更大,如何能平均傳導熱能,除了需慎重選擇芯片廠商外,在模塊的設計上也有其需要加強之處。
設計建議如下:最好使用線性穩壓器(LDO),以減少切換式電源噪聲幹擾及EMI問題,但相對會有轉換效率較差的問題及散熱需要考慮;電源穩壓電容請參照廠商的設計建議,芯片旁的穩壓電容隻需要選用0402大小封裝的0.1μF;ASM1051E已內置一組線性穩壓器,采用QFN封裝,熱阻較小,有利於散熱,印刷電路板上散熱貫孔的安排,零件層上銅箔裸露均利於將熱傳導至印刷電路板上;注意設計應在不影響量產組裝的前提下實行。
整體BOM成本
設計建議如下:使用線性穩壓器;二層印刷電路板即可達到預定的效能;使用普通SATA 1.5G/3Gbps的連接器即能實現6Gbps的效能;單麵打件。
除了芯片及USB 3.0標準連接器之外,所有零件包括二層的PCB板都與USB 2.0時相同。
由於USB 3.0比USB 2.0速度高出數倍的產品,在固件、主控端芯片、線纜、接口等方麵都有可能因為信號的微小差異而導致不兼容的結果。其係統設計思維也與2.0大不相同,如何兼顧信號質量與成本將會是研發人員的一大考驗。
[page]
手機連接器的市場
隨(sui)著(zhe)全(quan)球(qiu)連(lian)接(jie)器(qi)生(sheng)產(chan)市(shi)場(chang)不(bu)斷(duan)轉(zhuan)移(yi),亞(ya)洲(zhou)已(yi)成(cheng)為(wei)連(lian)接(jie)器(qi)市(shi)場(chang)最(zui)有(you)發(fa)展(zhan)潛(qian)力(li)的(de)地(di)區(qu),而(er)中(zhong)國(guo)將(jiang)形(xing)成(cheng)全(quan)球(qiu)連(lian)接(jie)器(qi)增(zeng)長(chang)最(zui)快(kuai)和(he)容(rong)量(liang)最(zui)大(da)的(de)市(shi)場(chang)。據(ju)估(gu)計(ji),未(wei)來(lai)中(zhong)國(guo)連(lian)接(jie)器(qi)市(shi)場(chang)的(de)增(zeng)長(chang)速(su)度(du)將(jiang)繼(ji)續(xu)超(chao)過(guo)全(quan)球(qiu)平(ping)均(jun)水(shui)平(ping),到(dao)2010年,中國的連接器市場容量將達257億元。在未來5年內,中國連接器的市場規模年均增速將達到15%。
連接器是手機中最重要的器件之一,平均來看,每部手機需要的連接器數量達到8個,隨著手機市場發展的持續向好,手機連接器市場必將繼續順勢上行。
手(shou)機(ji)連(lian)接(jie)器(qi)是(shi)手(shou)機(ji)中(zhong)重(zhong)要(yao)的(de)電(dian)子(zi)元(yuan)器(qi)件(jian),它(ta)們(men)的(de)好(hao)壞(huai)直(zhi)接(jie)關(guan)係(xi)到(dao)手(shou)機(ji)的(de)質(zhi)量(liang)和(he)其(qi)使(shi)用(yong)的(de)可(ke)靠(kao)性(xing)。手(shou)機(ji)絕(jue)大(da)部(bu)分(fen)的(de)售(shou)後(hou)質(zhi)量(liang)問(wen)題(ti)也(ye)大(da)多(duo)與(yu)連(lian)接(jie)器(qi)相(xiang)關(guan)。手(shou)機(ji)所(suo)使(shi)用(yong)的(de)連(lian)接(jie)器(qi)種(zhong)類(lei)根(gen)據(ju)其(qi)產(chan)品(pin)的(de)不(bu)同(tong)而(er)略(lve)有(you)差(cha)異(yi),平(ping)均(jun)使(shi)用(yong)數(shu)量(liang)約(yue)在(zai)5~9個之間。
隨著以手機為首的移動產品向小型化、薄型化和高性能化方向的發展,顯示屏組件與基板的連接更加複雜。在這種背景下,基板對基板的連接器、FPC連接器的窄間距、低背、多極化需求更加迫切,特別是手機的極薄化需求對機內連接器的超低背化要求越發急切。因此,手機連接器的發展特點表現為:低高度,小pitch,多功能,良好的電磁兼容性,標準化和定製化並存。為了實現產品的低背化、窄間距、小型化、多極化以及高可靠性,我們愛銘訊手機連接器已經采用數字技術進行深入研究與開發。
大陸今年已正式成為全球最大連接器市場,在中國大陸3C品牌抬頭的帶動下,中國大陸本土連接器/線廠商崛起,產應鏈體係快速成形,也逐步培育出部分大型本土Cable Assembly廠商,包括立訊精密、長盈精密、中航光電、恩尼特克電子等中國本土廠商逐漸嶄露頭角。
根據統計,1999~2011年之間,中國連接器區域占有率自4%增至22.5%,成長率近5倍,而今年在歐債風暴持續延燒、美國失業率財政懸崖問題仍未明朗下,中國成為全球相對穩定的區域市場,並一躍成為最大連接器應用區域,預估今年市占將達到24%水準。
中國大陸崛起,主要來自於市場需求暢旺、ICT產品滲透率仍未飽和,更大的帶動力量就是3C品牌逐漸抬頭。統計於2001年至2011年期間,中國區域PC市占率自5%攀升至19%,躍居最大PC市場,而中國市場崛起也帶動本土品牌抬頭,聯想電腦今年第三季全球市占正式超越惠普,來到14%。中國大陸品牌/白牌智慧手機開始興起,中興、華為全球市占率達6%。
中國成為最大的LCD TV市場,本土品牌占內需市場7成比重,去年中國LCD TV市場占比超越2成,首度超越北美成全球最大市場,也帶動海信、TCL全球排名分別進入第七、第十名。整體來看,隨著中國3C品牌逐漸興起,進一步帶動本土連接器/線廠商躍起,聯想、華為等品牌孕育本土連接器/線廠下遊出海口。
中國本土連接器/線場快速茁壯後,加速企業購並、新興應用、國際客戶布局腳步,中國本土連接器廠上市業者扮演領頭羊角色,逐步帶動未上市業者串起下遊應用供應鏈。
中國本土連接器產業供應鏈聚落也逐步成形,在各地政府政策扶植下,帶動供應鏈向外輻射形成多方聚落,包括吉林、河北、山東、江蘇、浙江、湖北、江西、廣西、廣東、四川等地區,多以長三角、珠三角、中部省份最為完整。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 芯科科技Tech Talks與藍牙亞洲大會聯動,線上線下賦能物聯網創新
- 冬季續航縮水怎麼辦?揭秘熱管理係統背後的芯片力量
- 從HDMI 2.1到UFS 5.0:SmartDV以領先IP矩陣夯實邊緣計算基石
- 小空間也能實現低噪供電!精密測量雙極性電源選型指南,覆蓋小功率到大電流全場景
- 直擊藍牙亞洲大會 2026:Nordic 九大核心場景演繹“萬物互聯”新體驗
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索
風力渦輪機
風能
風扇
風速風向儀
風揚高科
輔助駕駛係統
輔助設備
負荷開關
複用器
伽利略定位
幹電池
幹簧繼電器
感應開關
高頻電感
高通
高通濾波器
隔離變壓器
隔離開關
個人保健
工業電子
工業控製
工業連接器
工字型電感
功率表
功率電感
功率電阻
功率放大器
功率管
功率繼電器
功率器件



