當(dāng)前眾多電子設(shè)備都在往小型、緊湊方向在發(fā)展，相應(yīng)的連接器也要跟進(jìn)腳步。其中，F(xiàn)PC連接器就是緊湊型應(yīng)用中不可或缺的“神器”。本文將從FPC連接器的應(yīng)用市場(chǎng)、發(fā)展方向及技術(shù)難題進(jìn)行分析。

世界上第一臺(tái)電腦在上個(gè)世紀(jì)40年代剛問世時(shí)足足有一個(gè)房間這么大，而到了今天電腦已經(jīng)可以做到手掌大小，我們見證了技術(shù)創(chuàng)新使得各種電子設(shè)備越來越小型、緊湊。隨著電子設(shè)備中的結(jié)構(gòu)越來越集成化和模塊化，相對(duì)應(yīng)的連接器也要朝著相應(yīng)的趨勢(shì)同步發(fā)展。其中，F(xiàn)PC連接器是緊湊型應(yīng)用中需求量最大且最為重要的方案之一。

應(yīng)用范圍廣 需求量大

作為柔性電路板的主要功能配件之一，F(xiàn)PC連接器現(xiàn)已成為柔性電路板生產(chǎn)的主要類別之一，符合電子設(shè)備快速小型化的發(fā)展趨勢(shì)。可以說FPC連接器的開發(fā)是由柔性電路板觸發(fā)的，并且具有越來越大的影響。

由于FPC連接器使用更為靈活、更節(jié)省空間的同時(shí)還可有效的節(jié)約成本，因此在緊湊型應(yīng)用中需求量極大。“FPC連接器的體積小、重量輕、厚度薄，可有效地降低產(chǎn)品的體積和重量，增加攜帶上的便利性。同時(shí)，F(xiàn)PC連接器具有柔性化的特征，可加強(qiáng)三維空間內(nèi)組裝的利用率。且組裝工時(shí)短，可省去多余的排線工作。”東莞市康瑞電子有限公司業(yè)務(wù)經(jīng)理?xiàng)钗鋾哉f到。

基于以上特點(diǎn)，F(xiàn)PC連接器下游應(yīng)用領(lǐng)域正在不斷拓寬，在各種數(shù)碼通訊產(chǎn)品、便攜式電子產(chǎn)品、家電、電腦周邊設(shè)備、測(cè)量?jī)x器、汽車電子、工控航天、LED照明、醫(yī)療等領(lǐng)域都有FPC連接器的身影。

1、消費(fèi)電子是主場(chǎng)

作為柔性電路板的一個(gè)功能部件，F(xiàn)PC連接器在以智能手機(jī)為代表的電子設(shè)備迅速向小型化方向發(fā)展的背景下，已是目前消費(fèi)類電子設(shè)備內(nèi)部采用柔性電路來連接電路板的主要連接方式。FPC連接器應(yīng)用最廣的下游市場(chǎng)為消費(fèi)類電子，如今，國內(nèi)消費(fèi)電子市場(chǎng)的發(fā)展十分迅速，疊加電子產(chǎn)品輕量化和折疊化的發(fā)展趨勢(shì)，消費(fèi)電子對(duì)FPC連接器的消費(fèi)量占比超過70%。

Strategy Analytics最新發(fā)布的研究報(bào)告《 2014-2024年全球消費(fèi)電子產(chǎn)品市場(chǎng)預(yù)測(cè)》指出，2020年，消費(fèi)者對(duì)家用電腦、平板電腦和游戲機(jī)的強(qiáng)勁需求推動(dòng)消費(fèi)電子貿(mào)易收益達(dá)到3585億美元，比2019年增長(zhǎng)7%。

報(bào)告指出，由于數(shù)百萬的消費(fèi)者需要新的設(shè)備來工作和學(xué)習(xí)，因此，2020年家用電腦和平板電腦的出貨量增長(zhǎng)11%，達(dá)到3.96億臺(tái);收益增長(zhǎng)17%，達(dá)到1990億美元。同時(shí)，由于新游戲機(jī)的推出以及疫情封鎖，游戲機(jī)收益增長(zhǎng)18%，達(dá)到119億美元。

在人們?nèi)粘Ｓ玫米疃嗟闹悄苁謾C(jī)中就有FPC連接器的身影，F(xiàn)PC連接器可用于后置指紋識(shí)別模塊的連接、主副板的連接、手機(jī)屏接驅(qū)動(dòng)電路(PCB)的連接、電池連接等。而Strategy Analytics最新發(fā)布報(bào)告顯示，2021年，全球智能手機(jī)出貨量將達(dá)到13.8億部。從手機(jī)的用量可看出，F(xiàn)PC連接器在消費(fèi)電子中的應(yīng)用是十分龐大的。

消費(fèi)電子

目前，消費(fèi)類電子的產(chǎn)品和需求量仍在不斷的增加。根據(jù)CBNData《報(bào)告》顯示，全球消費(fèi)電子市場(chǎng)規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，2021預(yù)計(jì)突破4000億美元。

2、可穿戴設(shè)備成新增長(zhǎng)動(dòng)力

值得一提的是，智能穿戴設(shè)備已經(jīng)成為了消費(fèi)電子市場(chǎng)的新寵，引領(lǐng)著新一輪消費(fèi)電子的爆發(fā)。

在2020年智能產(chǎn)品消費(fèi)市場(chǎng)中，消費(fèi)者用在可穿戴設(shè)備的支出達(dá)到690億美元，同比增長(zhǎng)49%;預(yù)計(jì)2021年將達(dá)到815億美元，同比增長(zhǎng)18%。同時(shí)，全球可穿戴設(shè)備的銷量將在2030年之前超過20億部，這將超過智能手機(jī)的銷量，未來可穿戴設(shè)備的增長(zhǎng)空間巨大。

FPC連接器輕薄、可彎曲的特點(diǎn)正契合穿戴設(shè)備要求，是可穿戴設(shè)備的首選連接器件，可穿戴設(shè)備成為了FPC連接器新的增長(zhǎng)極。

數(shù)據(jù)來源：IDC

IDC發(fā)布的2020年第四季度全球可穿戴設(shè)備市場(chǎng)報(bào)告顯示，2020年全年整體出貨量為4.447億部，同比上升28.4%。其中，2020年中國可穿戴市場(chǎng)出貨量接近1.1億臺(tái)，同比增長(zhǎng)7.5%。據(jù)了解，單個(gè)智能化藍(lán)牙耳機(jī)和手表數(shù)量會(huì)用到1個(gè)FPC 連接器，據(jù)此估計(jì)，F(xiàn)PC連接器的市場(chǎng)規(guī)模可達(dá)上億個(gè)。

其中，TWS藍(lán)牙耳機(jī)和智能手表/環(huán)是可穿戴設(shè)備增長(zhǎng)的主要推動(dòng)力。Strategy Analytics副總監(jiān)Ville Ukonaho表示：“2020年，耳機(jī)和手環(huán)/表合計(jì)占全球可穿戴設(shè)備銷量的98%。TWS藍(lán)牙耳機(jī)和蘋果AirPods或小米Mi Watch等智能手表是當(dāng)前推動(dòng)可穿戴設(shè)備增長(zhǎng)的兩大細(xì)分類別。”

3、汽車電子化帶來增量

傳統(tǒng)汽車中電子設(shè)備僅占成本25%左右，隨著傳感器技術(shù)應(yīng)用的增加和互聯(lián)網(wǎng)對(duì)汽車的逐步滲透，汽車的電子化趨勢(shì)越來越明顯。未來隨著汽車自動(dòng)化、聯(lián)網(wǎng)化、電動(dòng)化趨勢(shì)的加深，汽車電子占整車成本的比例有望超過 50%。

未來隨著汽車智能化和電動(dòng)化出于對(duì)輕量化的需求，設(shè)備內(nèi)部的電路板FPC連接器的采用比率將大幅提升。隨著智能汽車在ADAS、照明、娛樂、導(dǎo)航和安全系統(tǒng)等功能方面的進(jìn)步，F(xiàn)PC連接器被大量用于無線電裝置、GPS裝置、LCD 顯示器以及娛樂設(shè)備等。同時(shí)，F(xiàn)PC連接器也可滿足車載要求的溫度條件、雙觸點(diǎn)等要求，具備高可靠性。

此外，由于FPC連接器重量輕、集成度高、布線密度高及可靠性高，因此也可用于軍事、航空航天和工業(yè)領(lǐng)域，這些領(lǐng)域?qū)C(jī)器內(nèi)的布線要求更嚴(yán)苛、更靈活，這也就帶動(dòng)了FPC連接器的新發(fā)展。在醫(yī)療設(shè)備方面，F(xiàn)PC連接器能夠幫助實(shí)現(xiàn)手持式設(shè)備所需的微型化，包括監(jiān)視器設(shè)備等。

FPC連接器的發(fā)展方向

FPC連接器主要應(yīng)用于各種數(shù)碼通訊產(chǎn)品、便攜式電子產(chǎn)品、電腦周邊設(shè)備、測(cè)量?jī)x器、汽車電子等領(lǐng)域，已成為了大多數(shù)電子設(shè)備中不可缺少的零部件。其優(yōu)勢(shì)也十分明顯，密度高、體積小、重量輕，可減少空間占用、降低重量及成本。為適應(yīng)電子產(chǎn)品的發(fā)展，F(xiàn)PC連接器的技術(shù)也在不斷的更新迭代，高速微型將是大勢(shì)所趨。

1、小型精密化

電子設(shè)備的日趨小型化正在推動(dòng)著柔性連接器向這更小間距、更薄厚度方向發(fā)展，小pitch、低高度、多pin數(shù)的FPC連接器就是未來的主要發(fā)展方向。

據(jù)了解，國際上的最小間距可實(shí)現(xiàn)0.175mm;國內(nèi)FPC連接器最小間距可實(shí)現(xiàn)0.2mm。

燦達(dá)電子工業(yè)股份有限公司協(xié)理周坤華說：“FPC連接器越小型、越精密、pin腳越多才不會(huì)占用PCB板上面有限的空間，這樣才能夠達(dá)到高度集成的效果。”燦達(dá)電子此前布局在消費(fèi)領(lǐng)域里面的一款FPC連接器，把0.5mm pitch 的整體高度做到了0.9mm，整體尺寸可比0.3mm間距的還要小。

2、高頻高速化

除小型化、精密化外，高頻高速也是連接器的發(fā)展方向，在汽車電子領(lǐng)域、中高端智能電子設(shè)備中會(huì)得到廣泛使用。

以液晶電視為例，高清電視從2K向8K進(jìn)軍，朝著高幀速率、高清晰度發(fā)展，對(duì)連接器的傳輸也提出了新的要求，而信號(hào)傳輸線、屏蔽線、LVDS線這類傳統(tǒng)排線式的工藝成本高且復(fù)雜，F(xiàn)PC連接器可以很好地替代傳統(tǒng)的排線進(jìn)行連接，不光工藝在不斷地進(jìn)步，還可降低成本。

康瑞電子楊武曉表示，F(xiàn)PC 連接器可以通過增加接線層和彈性結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來構(gòu)成線路的阻抗，形成高速傳輸?shù)碾娐罚瑵M足高頻高速傳輸特殊的要求。

隨著FPC連接器的技術(shù)不斷地進(jìn)步，在內(nèi)部空間緊密的情況下也能實(shí)現(xiàn)高速傳輸，因而會(huì)被廣泛應(yīng)用。

圍繞技術(shù)攻關(guān)解難題

FPC連接器的特性使然，它比一般連接器更小更輕薄且具備柔性的特征，因此也會(huì)面臨著一些技術(shù)上的難題。

康瑞電子楊武曉表示，F(xiàn)PC連接器與常規(guī)的連接器相比，它的素體的結(jié)構(gòu)更薄，更短小，注塑、插片上都存在一定的難度，例如在注塑過后，塑膠受熱以后會(huì)容易變形。

東莞市鈿威電子科技有限公司工程主管陳信機(jī)說：“當(dāng)FPC連接器做到更小更輕薄的時(shí)候，塑膠不易成型，易產(chǎn)生不穩(wěn)定的飽模現(xiàn)象，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品的翹曲要求更高，也對(duì)注塑模具零件加工精度要求高，所以在設(shè)計(jì)這些連接器的時(shí)候，就要考慮材料、機(jī)器的選型以及一系列的驗(yàn)證。”

生產(chǎn)時(shí)所用到的材料、模具、生產(chǎn)設(shè)備都會(huì)影響到一個(gè)精密FPC連接器的生產(chǎn)。

“生產(chǎn)的模具，生產(chǎn)一款產(chǎn)品需要開發(fā)一個(gè)模具，模具里面可能零件有上千個(gè)，如果每一個(gè)零件都有0.001毫米的偏差，上千個(gè)組裝在一起，偏差值就大了。”燦達(dá)電子周坤華說，生產(chǎn)和可靠性是FPC連接器最重要的兩大問題。

可靠性是FPC連接器最重要的性能表現(xiàn)指標(biāo)，因此，無論是從塑膠模流、端子性能、正向力，還是FPC連接器的蓋子，都要求設(shè)計(jì)師在產(chǎn)品量產(chǎn)前就采用各種軟件進(jìn)行細(xì)致全面的分析，以確定其強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)，確保連接器的質(zhì)量與設(shè)計(jì)上的可靠性。

鈿威電子陳信機(jī)說：“對(duì)于精密的FPC連接器，五金模具零件小，強(qiáng)度弱，加工精度要求高，因此，在模具設(shè)計(jì)時(shí)，除了要綜合考慮材料的選擇外，還需重點(diǎn)考慮零件結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)強(qiáng)度的問題;對(duì)于塑膠，選擇高流動(dòng)性、低翹曲、耐高溫的材料，注塑機(jī)選擇性能高效穩(wěn)定的品牌機(jī)器;同時(shí)在開發(fā)中需對(duì)塑膠件進(jìn)行模流分析(Moldflow)。”同時(shí)補(bǔ)充說：“對(duì)于加工精度要求高的模具零件鈿威電子都是自行加工的。”

國產(chǎn)化程度高，但仍存差距

在FPC連接器應(yīng)用得最廣泛的消費(fèi)電子領(lǐng)域，國內(nèi)的FPC連接器占據(jù)了大部分的國內(nèi)市場(chǎng)分額，且用量最大，國產(chǎn)化程度高。同時(shí)，F(xiàn)PC連接器的應(yīng)用目前以0.5mm pitch為主，0.3mm pitch產(chǎn)品也已大量使用。又隨著國內(nèi)FPC連接器的技術(shù)也在逐步成熟，主流的型號(hào)國內(nèi)市場(chǎng)均可做到。

同時(shí)，國內(nèi)的FPC連接器在交期和價(jià)格上都十分具備優(yōu)勢(shì)。

“目前國內(nèi)的整機(jī)廠商大部分都是選擇國內(nèi)的FPC連接器，且國內(nèi)的連接器廠商布局FPC連接器已有多年，技術(shù)已十分成熟。”東莞市連大精密制品有限公司總經(jīng)理呂鎮(zhèn)源說到。

但是，應(yīng)用在中高端領(lǐng)域仍掌握在國外大廠的手里。雖然在消費(fèi)電子領(lǐng)域國產(chǎn)化程度高，但在軍工、醫(yī)療及中高端電子設(shè)備中仍是選擇國外知名的連接器廠商的FPC連接器。

目前國內(nèi)最小的間距可做到0.2mm pitch，可做到0.3mm間距的廠家也占少數(shù)。

上文提到，目前FPC連接器的最小間距可做到0.175mm，且國外一些實(shí)力較強(qiáng)的的連接器企業(yè)0.2mm間距的早已開發(fā)并應(yīng)用成熟。

“不要看中間就差了個(gè)0.1毫米，但這個(gè)可能就是一道鴻溝。”燦達(dá)電子周坤華說，這些難點(diǎn)單獨(dú)某一個(gè)廠商可能確實(shí)還沒有辦法解決，因?yàn)樗婕暗蕉鄠€(gè)方面，包括模具、材料、生產(chǎn)的設(shè)備以及自動(dòng)化組裝等多個(gè)因素，需要這些領(lǐng)域共同進(jìn)步才能解決。

總結(jié)

綜上，F(xiàn)PC連接器往更小型化、高頻高速及可靠性方向發(fā)展，同時(shí)FPC連接器的柔性化特征也有著無可比擬的優(yōu)勢(shì)，隨著未來設(shè)備越緊湊、輕便、高速都將依賴于FPC連接器。雖然國內(nèi)外的FPC連接器在技術(shù)上仍存差距，但是市場(chǎng)上主流的FPC連接器，國內(nèi)廠商技術(shù)已經(jīng)相對(duì)成熟且相關(guān)產(chǎn)品也在市場(chǎng)上廣泛的使用。疊加FPC連接器的應(yīng)用端市場(chǎng)規(guī)模仍在不斷擴(kuò)大，這也就決定了國內(nèi)的FPC連接器市場(chǎng)的未來發(fā)展?jié)摿κ蔷薮蟮摹?/p>