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1、第1期机电元件Vol．34No．12014年2月ELECTROMECHANICALCOMPONENTSFeb．2014综述与简介手机电池连接器的设计应用与发展趋势高辉(昆山嘉华电子有限公司,江苏昆山215316)摘要:电池连接器是手机中极为重要的一个连接器部件,其工作是否可靠直接影响到手机是否可以正常工作。本文从端子的接触形式入手,对目前使用的弹片式、闸刀式、FTB式、Pogo式等各种手机电池连接器的结构、设计、应用优缺点等进行了综合探讨分析,并对电池连接器后续的发展趋势进行了展望。关键词:手机连接
2、器;大电流;电池连接器;弹片式;闸刀式Doi:10.3969/j.issn.1000-6133.2014.01.011中图分类号:TN784文献标识码:A文章编号:1000-6133(2014)01-0049-06像素、超薄设计成为手机行业的主流趋势外,还有1引言一项技术正在手机上尽情的展现着自己的魅力,这手机连接器是手机中重要的结构元件,它们的就是手机内置电池的设计。其实一直以来,大家对好坏直接关系到手机使用的可靠性,手机绝大部分于手机电池最关注的无非就是电池容量,能为手机的售后质量问题也与连接器
3、相关。手机所使用的带来怎样的续航能力。但苹果iPhone引领了内置连接器种类根据其产品的不同而略有差异,平均使电池的设计风潮,内置电池方案不需要将电池呈现用数量约在5~9个之间,产品种类可以分为内部在外部以方便用户插拔,也不需要留出电池与后盖的FPC连接器及板对板连接器、外部连接的I/O连之间的空间,大大节省了机身体积,可以设计出更接器,以及电池、SIM卡连接器和CameraSocket、Au-加合理的主板布局。同时采用内置电池的设计,可dioJack等。以杜绝山寨版电池以及非标充电器的使用,在兼容
4、受智能手机需求市场的影响,手机连接器当前性和安全性方面有了更好的保证。的发展方向为:低高度、小间距、多功能、良好的电本文针对常用的手机电池连接器,从其结构特磁兼容性、标准化和定制化并存。点、应用以及使用过程中可能存在的问题点作了综电池连接器是手机中最为重要的一个连接器,合探讨与分析。其可靠性对手机而言至关重要,从目前手机技术的发展来看,电池连接器不会在手机中消失。2弹片式电池连接器电池连接器从端子接触形式来看主要分为弹弹片式电池连接器一般有板上型、沉板型二种片式和闸刀式两大类,FTB连接器则是脱胎于
5、手机结构型式,Pin数依不同要求有3/4/5/6pin,广泛应中早已广泛使用的板对板连接器。用于功能型手机中,在实际使用时电池的金手指直早期的功能手机均使用弹片式电池连接器,随接与连接器弹性端子接触。着智能手机的发展,除了多核、大屏、高分辨率、高弹片式电池连接器的端子材料多选用铍铜,近收稿日期:2014-01-1850机电元件2014年来由于受RoHS要求的限制,也开始用高性能的钛除了要保证足够的正向力以及合适的触点形状外,铜来取代铍铜。还要保证电池与弹片接触时弹片在Z向产生一定弹片式电池连接器的正
6、向力设计原则是:在客的刮擦距离(WipingDistance),以便能够起到排除户实际使用时的最大和最小压缩量的情况下,正向脏污的效果。力应满足100~200g的要求,既可以保持良好的接2)微跌落过程中,弹片端子回弹迟滞,与电池触性能,抵抗微跌落时掉电,也可以防止端子屈服产生瞬时接触分离和电镀层的磨损。如下图所示,弹片端子两侧与塑胶间应该设计针对压缩量部分,我们建议0.8~2.0mm为宜,有一定间隙,若间隙过小或者端子组装时正位度较若压缩量过小,为保证足够的正向力,端子的弹性大导致偏向一侧、端子侧边
7、有下料毛刺、塑胶框口系数会较大,对零件尺寸、组装尺寸以及电池仓的有溢胶过大等,都有可能导致弹性端子下压后回弹相关尺寸精度要求高,包容性会变差;若压缩量过不顺,产生掉电现象。大,端子伸出高度会增大,电池与连接器互配时,易造成端子变形,影响接触性能及使用功能。下图是常用的几种不同的弹片式电池连接器触点形状,以单触点形式使用相对居多。图3弹片式电池连接器我们在做连接器单体的信赖性测试时,也应该模拟客户的实际使用,配置相应重量的电池和手机本体配重,来完成抗振动及冲击性能的测试。(a)单触点(b)单簧片双触点
8、(c)双簧片双触点图1几种不同的弹片式电池连接器触点形状经过多年的发展与应用,弹片式电池连接器已相对比较成熟,但各大手机厂商仍会偶发有手机在跌落测试或客户使用过程中出现微跌落掉电的不良现象。可能的原因如下:图4弹片式电池连接器振动冲击试验治具1)端子与电池接触表面的粘性脏污在手机贴片组装以及产品使用过程中,电池连在冲击载荷作用下电池连接器接触结构的仿接器与电池接触表面有可能出现脏污,影响端子和真分析目前还是空白。可以预见的是,端子的结构电池的接触性能。考虑到生产组装制
