连接器产业发展市场预测与技术分析

2019-10-21 10:57郭保民方春艳张新丽
中国电气工程学报 2019年19期
关键词:动向新形势

郭保民 方春艳 张新丽

摘要: 本文介绍了连接器的新動向,面对新的形势,结合国内武器装备发展计划,从战略发展的高度力主重点发展七种连接器。连接器的生产加工发展趋势。

关键词:连接器;新形势;动向;发展重点。

连接器应用背景介绍

连接器的作用非常单纯: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,保证信号顺畅连续和可靠地接通,使电路实现预定的功能。连接器是电子设备中不可或缺的部件,凡是有电子系统存在的地方,就可找到连接器。在大型电子系统中,往往会应用到成千上万的连接器。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。

连接器的市场概况

从最新的全球电子元件产品结构来看,连接器已成为仅次于PCB的电子元件第二大支柱产业,连接器在整个电子元件工业中的地位进一步提高。它是一类特殊、敏感的连接器,具有显著的特征:制造公差严格、结构坚固、可靠性极高、成本高及耐恶劣环境等。连接器传统上主要包括圆形、矩形、印制电路板、RF及少量特种连接器。

连接器的技术发展趋势

1、纳小型连接器

接触件中心距为0.635mm的连接器称为纳小型连接器,它是近年在国外迅速兴起的且值得关注的一种连接器类型。其本质上是一种更小的微小型连接器。由于尺寸小、重量轻、可靠性高,纳小型连接器的应用领域非常广泛,包括无人驾驶航空器,导弹制导以及通讯卫星、卫星照相电子设备、相控阵雷达系统、探测器及航天飞机的导航系统等。

2、MEMS连接器

在传统上,连接器制造商依靠金属切削和挤压成形工艺来加工插针,随着设备和元件小型化趋势的加深,传统加工方法使插针小型化逐渐受到限制。国际电子制造联合会 (INEMD)在2011年初发布的最新电子连接器路线图中,认为接触中心距低于0.3mm将逼近传统冲压技术的极限,这意味着连接器的进一步小型化的物理空间已经十分有限。采用MEMS(微机电系统)技术,可批量制造微米级间距的连接器,为未来提高连接器密度,解决小型化要求带来了新的希望。

3、高压电连接器

高电压连接器是指工作在1KV以上的连接器,应用领域集中于航空电子设备、x射线装置、飞行员用头盔式显示器、头盔式瞄准装置、地面、机载雷达系统、行波管等。国外早在1980-1990年代就已经解决高电压连接器的设计和制造问题,并已经实现系列化生产,可大批量供应,已不是什么新技术。国内高电压连接器只是近几年才起步,但也已取得了重大突破,目前正在实现型谱化,依赖进口的局面正在逐步打破。现在的问题是耐高电压的材料的制造、高电压性能测试,以及相关加工环节仍然没有完全攻克,建立成熟的制造体系,大批量的供货仍然有很长的路要走。

4、高速电连接器

高速连接器是1990年代发展起来的用于连接和传输高速数字信号的一类新型连接器,受信息技术的强劲推动,目前国外的高速连接器传输速率已经或正在由2.5 Gb/s向56Gb/s过渡。

5、光纤连接器

研究表明当数据传输超过10Gb/s时,铜基系统在技术层面将日益受到制约。美国军方在新兴军事装备平台或升级项目中已经在逐步由铜基系统向光纤系统转换。与铜基系统和同轴传输系统相比,光纤传输的最大优势是:更高的带宽、更快的传输速度、更轻的重量、抗EMI/RFI且材料廉价。

6、圆形连接器

国外发达国家的圆形连接器制造技术成熟、工程化程度高,科技含量(或属性)越来越高,主要表现在四个方面:采用轻量而紧固耐用的复合材料及表面处理技术;超小型化;宇航级实现工程化;派生的品种丰富(远远多于国内的型谱),如适应高速度网络的四同轴和光纤产品,供以太网络用的 USB和RJ45产品、脱落-拉脱-推拉-拉线机柜式产品、气密与灌封产品、滤波产品、穿舱产品等。

7、空间用射频连接器与电缆组件

空间用射频连接器与电缆组件是技术含量很高的一类连接器。这类连接器主要是满足从地面发射至空间环境条件下使用的高性能、高可靠连接器和组件,应用范围是各类星载雷达天线与发射/接收系统和各类宇航级装备的射频传输连接,由于空间恶劣复杂的应用环境决定了其技术难度相当大,故它是保障整机性能的关键性元器件之一。随着国家加大对航天工业的投入,一系列航天工程的实施,航天活动将深入发展,在卫星、“神舟”系列飞船、探月、探火等重大工程中对这类关键连接器的需求迫切,而目前的情况是国内新一代为星载电子装备配套的关键元件或组件还依赖进口,近几年由于贸易战的进一步升级,国外对中国的关键元器件的出口限制又进一步加剧,加快自主研发空间用射频连接器与电缆组件并形成自主供应体系迫在眉睫。

连接器的加工发展趋势

信息网络技术将对电连接器传统生产方式带来的革命性变化。信息网络技术与传统的电连接器制造业正在相互渗透和深度融合,深刻改变产业组织方式,催生形成新的企业生产方式和管理模式。回顾数字化技术在我国电连接器生产领域的应用和发展历程,与网络信息技术在日常生活中应用相比,不论是应用的深度和广度方面目前都还存在很大差距。上世纪九十年代初期,螺纹连接锁紧的圆形电连接器插合、分离过程中经常产生金属多余物,曾一度严重危及航天等高可靠电连接器的使用可靠性。随后,数控机床和加工中心的引进极大地提高和改善了电连接器壳体等关键零件的加工精度和质量一致性,明显减少了电连接器插合、分离过程中产生金属多余物的概率。本世纪初,随着改革开放的深入和国家重点工程配套急需,部分电连接器生产企业陆续引进自动冲压、注塑、电镀和装配等智能化生产线,应用数字化的柔性监控加工和在线检测技术,提高了产能和质量一致性,且减轻了工人劳动强度,节省了制作成本。与此同时,采用PDM(产品数据管理)管理产品整个生命周期内的全部数据。工程技术人员除管理根据市场需求设计的产品图纸和编写的工艺文档外,还要对相关的市场需求、分析、设计与制造过程中的全部更改历程、用户使用说明及售后服务等数据进行统一有效的动态管理。建立企业资源计划(ERP)系统,对企业的所有资源(物流、资金流、信息流、人力资源)进行整合集成管理,采用信息化手段实现企业生产控制(计划、制造)、物流(分销、采购、库存管理)和财务(会计核算、财务管理)供销链管理,达到对供应链上的每一环节实现科学管理。

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