一. 什么是FPC连接器?
FPC连接器,顾名思义,是一种用于连接柔性印刷电路板(FPC, Flexible Printed Circuit)的专用连接器。
1.FPC:是一种用柔性的聚酰亚胺(PI)或聚酯(PET)薄膜制成的印刷电路板,具有重量轻、厚度薄、可弯曲、可折叠的特点。
2.FFC:常与FPC一同提及的是FFC(柔性扁平电缆,Flexible Flat Cable),它是一种标准化的预制带状电缆,两端通常没有线路,需要连接器来导通。
因此,FPC连接器通常也兼容用于连接FFC电缆,所以很多时候也统称为FPC/FFC连接器。核心功能:在设备内部,为两块PCB板之间、或PCB板与显示屏/摄像头等模组之间,提供可靠的、可反复插拔的电气连接和信号传输。
二. 主要结构和组成部分
一个典型的FPC连接器主要由以下几部分构成:
1. 绝缘本体 (Insulator/Housing):通常是塑料(如PBT, LCP)制成,用于固定端子和提供结构支撑。LCP材料耐高温性更好,适用于SMT回流焊工艺。
2. 端子 (Contacts/Terminals):金属件(通常是磷青铜),是连接器的核心,负责与FPC/FFC上的金手指(导电线)接触导电。端子的设计和弹性至关重要,决定了连接的压力和稳定性。
3. 翻盖/锁紧机构 (Actuator/Latch):这是FPC连接器最标志性的部分。通过开合这个盖子,来实现对FPC的锁紧和释放。它能提供均匀的锁紧力,确保接触可靠。
翻盖式 (Flip-Lock Type):像一个翻盖一样,打开插入FPC,再扣下锁紧。
掀盖式 (Lift-Lift Type):需要先掀起盖子,插入FPC后,再压下盖子。
4. 焊脚/端子尾端 (Solder Tails):连接器底部与PCB板焊接的部分,通常有表面贴装(SMT)和通孔插装(DIP)两种类型,现代设备中以SMT为主。
三. 主要类型和分类
FPC连接器可以根据不同方式分类:
按锁紧方式分:
* 翻盖式 (Flip-Lock)
* 掀盖式 (Lift-Lift)
* 滑入式 (ZIF - Zero Insertion Force):插入时几乎没有阻力,通过滑动锁扣来锁紧,常用于更精密的场合。
* 非零插拔力(Non-ZIF):插入时需要一定的力,现在较少见。
按引脚间距 (Pitch) 分:这是最重要的选型参数之一,指相邻两个端子中心线之间的距离。间距越小,连接器越精密。
* 1.00mm, 0.80mm, 0.50mm (较为常见)
* 0.30mm, 0.25mm, 0.20mm, 0.15mm (用于超高密度连接,如手机摄像头、显示屏)
按排数分:
* 单排 (Single-row):最常见。
* 双排 (Double-row):用于引脚数非常多的情况,可以节省空间。
按安装方式分:
* 表面贴装 (SMT):主流方式,适合自动化生产。
* 通孔插装 (DIP):焊接强度更高,但生产效率低。
按高度分:
* 标准型
* 超低背型 (Low Profile):用于空间高度受限的设备。
四. 主要应用领域
FPC连接器因其小巧、灵活的特性,被广泛应用于各种轻薄短小的电子设备中:
* 智能手机/平板电脑:内部的显示屏、触摸屏、主板与副板、摄像头模组、侧边按键、指纹识别模组等连接几乎全部使用FPC连接器。
* 笔记本电脑:连接主板与显示屏(屏幕排线)、触摸板、键盘、摄像头等。
* 数码相机/摄像机:连接主板与传感器、显示屏、镜头模组。
* 液晶显示设备:电视、显示器内部的驱动板与液晶面板之间的连接。
* 汽车电子:中控屏、传感器、仪表盘等。
* 医疗设备、无人机、可穿戴设备(如智能手表/手环)等。
五. 选型要点
在设计中选择一个合适的FPC连接器,需要考虑以下因素:
1. 间距 (Pitch):根据FPC/FFC的线宽线距确定。
2. 引脚数 (Number of Positions/Pins):需要多少根信号线。
3. 安装方式:SMT还是DIP。
4. 高度限制 (Mating Height):设备内部为连接器预留的垂直空间。
5. 锁紧方式:根据操作空间和易用性选择翻盖或掀盖。
6. 电气性能:额定电流、电压、接触电阻、绝缘电阻等。
7. 机械耐久性:插拔寿命(通常要求20-50次以上)。
FPC连接器是现代电子产品中实现内部模块化连接的“桥梁”,其特点是小尺寸、高密度、高度可靠。理解其基本结构、类型和选型要点,对于电子产品的设计、生产和维修都至关重要。