共生共進(jìn)：連接器與LED照明生態(tài)共存
相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)，2014年國內(nèi)LED行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)到3450億元，相較2013年產(chǎn)值同比增長達(dá)30%，而在今年1至5月，我國LED照明產(chǎn)業(yè)整體規(guī)模達(dá)到1793億元，較上年同期增長22.7%，照明市場已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)地以LED照明為主導(dǎo)持續(xù)發(fā)展。此外，LED技術(shù)的突飛猛進(jìn)也讓人們發(fā)現(xiàn)了更廣闊的市場空間，LED汽車照明、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)、可穿戴設(shè)備、智能照明等新興照明領(lǐng)域有力帶動了應(yīng)用市場的迅速增長。如此驚人的發(fā)展速度和龐大的市場同時帶動了相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，LED連接器是照明器具設(shè)計(jì)中最不起眼的組件，但是它們的選擇可能對燈具散熱、工作效率以及LED燈架固定等方面造成重大影響。在LED照明不斷發(fā)展的背景下，連接器也被賦予了新的要求。
白熾燈等傳統(tǒng)照明通常是通過傳統(tǒng)的螺旋式插座供電，隨著較新的CFL和LED燈泡的出現(xiàn)，照明連接器也隨之發(fā)展變化。Molex公司固態(tài)照明業(yè)務(wù)部產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)理Dave Rios在連接器世界網(wǎng)記者采訪時表示，在采用LED固態(tài)照明后，電子設(shè)備都需要使用電路板，從而增加了對微型化的線對板(WTB)連接器的需求。“一般來說，在采用多個LED的設(shè)備中，需要將多塊板連接到一個單獨(dú)的電源，這就需要使用板對板(BTB)連接器。”Dave Rios說。
除此之外，街道照明、體育用場照明、數(shù)字招牌、室內(nèi)照明、建筑照明、緊急照明等照明領(lǐng)域?qū)ED照明提出的新的要求，世界各地目前都在逐漸淘汰非常耗電的白熾燈泡，轉(zhuǎn)而使用能源效率更高的熒光和LED(發(fā)光二極管)照明，更小的燈光需要可調(diào)亮度的電子鎮(zhèn)流器，同時這些照明必須要承受復(fù)雜環(huán)境下的侵蝕、振動、污染、溫度變化、鹽霧、濕度等，而且還必須壽命長，易于維護(hù)。這也造成了對連接器易用性、低外形和低成本的更高要求，也推動了對表面安裝電線收集式或刺入型連接器的需求。“從技術(shù)上來說，WTB和BTB連接器都需要極小的螺距。為了適應(yīng)更復(fù)雜的環(huán)境，這類連接器一般采用傳統(tǒng)的壓刺式、IDT甚至是防潑濺或防水設(shè)計(jì)。”Dave Rios說道。
無焊連接助力LED照明普及
雖然從表面看來，LED的發(fā)展帶動了連接器需求，但就目前照明市場發(fā)展情況來看，產(chǎn)品價格仍舊是制約LED產(chǎn)品推廣的一個重要因素。因此很多國內(nèi)的照明企業(yè)為了節(jié)省生產(chǎn)成本往往使用低成本連接器甚至不用連接器，采取直接焊接的方式來生產(chǎn)。而采取直接焊接方式生產(chǎn)的燈具，一旦光源損壞將不能只換光源而需要將整個燈具都換掉。在這種情況的推動下，更高端的無焊連接技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，無焊連接技術(shù)就是在加壓條件下，使兩工件在固態(tài)下實(shí)現(xiàn)原子間結(jié)合，無焊連接電源線可以降低操作過度、焊接熱和焊接工藝不一致造成COB損壞和刮擦的風(fēng)險。無焊生產(chǎn)技術(shù)還可以免除檢查冷焊點(diǎn)的需求，并且不會產(chǎn)生操作人員培訓(xùn)和焊點(diǎn)檢查而帶來的人工成本。
無焊生產(chǎn)技術(shù)的出現(xiàn)似乎意味著在照明連接中不再需要連接器，也曾一度讓連接器廠家驚呼連接器將在LED照明領(lǐng)域?qū)⒋蠓s水，但得意精密的田秀成向連接器世界記者表示并非如此。他認(rèn)為：“無焊連接也是連接器一種連接形式，焊板工藝會減少，但封裝會增多。”這一說法得到了歐普照明的照明電子研發(fā)高級經(jīng)理江笑驊贊同：“從燈具來看，傳統(tǒng)的插拔件可能會受到影響，但同時表接的連接器這種需求就可能會提上去，其實(shí)是此消彼長的狀態(tài)。”
Molex公司固態(tài)照明業(yè)務(wù)部產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)理Dave Rios對此表示：“無焊技術(shù)并不意味著LED照明行業(yè)會減少對連接器的使用。無焊生產(chǎn)可以為業(yè)內(nèi)創(chuàng)新性連接器解決方案開辟新的使用途徑，無需再采用人工密集型并且難以統(tǒng)一的手工焊接工藝，從而簡化LED的安裝工序。將電線直接焊接到LED陣列上極其耗費(fèi)時間，而這一過程可對可靠性造成問題。Molex所設(shè)計(jì)的非焊接預(yù)接線系統(tǒng)高度更低，并且具有出色的電線到燈座的保持力。”
Molex SlimRay™預(yù)布線式 LED 芯片基板 (COB) 陣列光源燈座
他表示Molex SlimRay™ 預(yù)布線 LED COB 陣列燈座之類的新型產(chǎn)品，正是無焊連接技術(shù)的產(chǎn)物，它成功避免了直接焊接帶來的風(fēng)險，同時簡化了LED的安裝工序，降低燈具的制造成本。言下之意，無焊連接技術(shù)不僅促進(jìn)了照明連接器新的連接方案的誕生，對LED的推廣和普及也有重大意義。
COB技術(shù)倒逼連接器推出無焊燈座
同時， 近年來COB(板上芯片)LED發(fā)展迅猛，這種技術(shù)使連接器市場發(fā)生了改變。
COB技術(shù)是將LED裸芯片用導(dǎo)電或非導(dǎo)電膠粘附在PCB上，然后進(jìn)行引線鍵合實(shí)現(xiàn)其電氣連接，并用膠把芯片和鍵合引線包封。這種封裝方式整合和簡化了封裝企業(yè)和顯示屏制造企業(yè)的生產(chǎn)流程，生產(chǎn)過程更易于組織和管控，產(chǎn)品的點(diǎn)間距可以更小、可靠性成倍增加、成本更接近平民化。據(jù)了解，COB封裝的球泡燈已經(jīng)占據(jù)了LED燈泡40%左右的市場。領(lǐng)先的COB模塊供應(yīng)商，包括普瑞、西鐵城、科銳、歐司朗、飛利浦、夏普都已紛紛推出多個系列產(chǎn)品。
為了降低燈泡成本和內(nèi)部空間，一般來說照明廠商還會繼續(xù)對大批量、低成本的小型LED COB進(jìn)行焊接處理。然而，中高端COB的用戶日益希望保護(hù)LED陣列免受操作過度和焊接工藝中發(fā)熱的影響。在考慮到相應(yīng)的物料清單成本以及長期可靠性所實(shí)現(xiàn)的價值后，人們往往會認(rèn)為在燈座上的開支是非常合理。
Bridgelux LED Array Holder
而為了平衡產(chǎn)品成本、空間和可靠性，連接器廠商推出了相應(yīng)的產(chǎn)品滿足照明廠商的需求。Bridgelux的Vero®就是這類產(chǎn)品的一個良好范例。通過采用塑料基板互連(PSI)技術(shù)，Molex將“燈座”和電線連接器端口集成到了 COB 組件當(dāng)中，從而實(shí)現(xiàn)了 Bridgelux® Vero® 系統(tǒng)。這就為行業(yè)提供了外形最纖薄的互連解決方案，高度甚至低于2.0毫米。這里使用了Pico-EZmate™線束以確保整個連接處與LED陣列表面保持齊平。這一方法為線束提供了端口，將燈座集成到陣列當(dāng)中，從而簡化了燈具的設(shè)計(jì)。
除了Molex之外，連接器制造商如BJB、IDEAL INDUSTRIES、TE也都已經(jīng)解決了這個問題，推出了一系列的低外形的無焊LED陣列插座，即LED無焊燈座。這些新型連接器集成了機(jī)械支撐、散熱、光學(xué)附件、電氣互連等多種連接器特性。
而對COB芯片和模組的集成會不會導(dǎo)致連接器減少這一問題，TCL照明研發(fā)經(jīng)理鐘少強(qiáng)認(rèn)為，兩者之間并沒有必然的聯(lián)系，首先連接器在光源上的應(yīng)用占比很少，不排除有為了節(jié)省成本而不采用連接器的照明企業(yè)，但同時也有些高端的企業(yè)還是愿意裝連接器，這只是個別企業(yè)之間的選擇，并不是必然趨勢。可見，提高LED陣列的集成度并不一定會使連接器市場萎縮，相反，這會倒逼連接器行業(yè)在技術(shù)上實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。
燈具自動化生產(chǎn)——連接器新契機(jī)
從燈具方面看，連接器的應(yīng)用也與燈具的自動化生產(chǎn)相輔相成。LED照明屬于勞動密集型行業(yè)，在裝配燈具的時候，需要用到大量人工，但是近年來一直受招工難、人員不穩(wěn)定的困擾。燈具中用到的連接器很多，從電源到燈板，AC輸入連到電源都會用到連接器，不同的燈具用到的連接器也千差萬別，但連接器的應(yīng)用使得傳統(tǒng)裝配工藝得以改善，燈具上搭配快捷穩(wěn)定的連接器能夠快速適應(yīng)自動化生產(chǎn)，減少人工。
三雄極光的研發(fā)經(jīng)理王強(qiáng)對連接器世界網(wǎng)記者說：“在深圳，普通人工至少要6000塊一個月，但是燈具上裝配了連接器可以方便自動化生產(chǎn)，減少人工，現(xiàn)在很多照明企業(yè)都在考慮采用連接器了，有些前兩年沒有使用的企業(yè)，隨著人工越來越貴，人越來越難招，很多都倒閉了。”王強(qiáng)表示，人工費(fèi)用的增加讓企業(yè)不斷引進(jìn)自動化設(shè)備進(jìn)行自動化生產(chǎn)，為了配合自動化生產(chǎn)，燈具制造工藝上會需要更多簡易可靠的連接器。“以前人工裝配都只是用公母插頭，現(xiàn)在配合自動生產(chǎn)需要用到表接貼裝技術(shù)，會需要更多的新型連接器，在燈具上使用連接器的目的就是簡化裝配工藝，減少人工方面的操作。”他說。
利用自動化生產(chǎn)線取代人工，解決當(dāng)前勞工短缺、節(jié)省勞工成本，就需要高效穩(wěn)定的自動化生產(chǎn)線，這要求LED照明燈具產(chǎn)品的制程工藝更簡便、更適合機(jī)器人操作。多樣的連接器能夠能夠滿足現(xiàn)今多元化LED照明燈具產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝，甚至面對往后各種新的工藝制程皆可快速、有效對應(yīng)，最大限度提高自動化裝配線的生產(chǎn)率，勢必將成為未來的趨勢。
智能照明大勢所趨 連接器水漲船高
隨著智能家居的推廣，智能照明應(yīng)運(yùn)而生：樓道中的紅外感應(yīng)燈，家中的聲控?zé)簦�有隨著周遭光線改變亮度的LED，這些照明都通過紅外線感應(yīng)、溫度傳感器、聲音傳感器等感應(yīng)器進(jìn)行信號控制。連接器的作用就是穩(wěn)定迅速地傳輸電流及信號，在面對復(fù)雜的應(yīng)用場景依然能夠長久、穩(wěn)定、高效率地工作。
關(guān)于連接器在智能照明中的作用，TE工業(yè)部亞太區(qū)照明產(chǎn)品經(jīng)理江洪濤先生就曾舉例說明：高速公路上的燈具若需要減少能耗，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保，就需要減少路燈的使用，傳統(tǒng)方法要通過非常復(fù)雜的監(jiān)控才能統(tǒng)計(jì)出某個時間的車流量，而通過連接器就能夠幫助每盞路燈實(shí)現(xiàn)智能化。當(dāng)汽車經(jīng)過時，第一盞路燈點(diǎn)亮后把信號傳遞給第二盞路燈，然后第一盞路燈自動熄滅，如此智能循環(huán)的信號傳遞能夠有效利用光源又能實(shí)現(xiàn)節(jié)能。同時，整個連接過程方便可靠，但如果丟失某一個信號的傳輸，則會導(dǎo)致整個系統(tǒng)癱瘓。他表示，在這個過程中，連接器的作用就是能夠確保整個系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性、可靠性和一致性，保證整個信號傳輸過程中信號不會丟失。
Molex公司固態(tài)照明業(yè)務(wù)部產(chǎn)品開發(fā)經(jīng)理Dave Rios表示，智能照明的互連解決方案將需要結(jié)合多種協(xié)議，實(shí)現(xiàn)與不同傳感器，往往是無線傳感器的網(wǎng)絡(luò)連接，然而在PoE(以太網(wǎng)供電)之類的眾多有線連接應(yīng)用中也會產(chǎn)生同樣的需求。
TCL照明研發(fā)經(jīng)理鐘少強(qiáng)也很肯定連接器在智能照明中的應(yīng)用將會越來越多，他表示，智能照明必然會讓連接的端子多一些，對連接器的需求必然會增加。三雄極光研發(fā)經(jīng)理王強(qiáng)也認(rèn)為LED智能市場的開拓能夠使得連接器企業(yè)獲利。他說：“主要還是看哪種智能化，因?yàn)槟壳癓ED的價格已經(jīng)去到很低的程度，照明智能化一旦起來，整體價格就會往上走，自然會帶動連接器利潤的提升。”
隨著照明行業(yè)智能化的發(fā)展，連接器在智能照明的滲透也在加深。目前智能化的調(diào)控已經(jīng)不能滿足市場的需求。未來在智能照明中，連接器將扮演更加重要、更加多方面的角色，借助連接器與燈具產(chǎn)品的生態(tài)型共生，智能照明將能在未來實(shí)現(xiàn)完整可靠的智能生態(tài)!
從無焊連接技術(shù)促使LED照明成本下降，到COB技術(shù)倒逼連接器集成新的連接方案以及燈具自動化生產(chǎn)工藝與連接器相輔相成，連接器和LED照明是共生共進(jìn)的關(guān)系。據(jù)Navigant Research最新數(shù)據(jù)顯示，從2015年到2024年全球LED照明系統(tǒng)總收入將達(dá)2160億美元，到2024年LED燈和模塊的單位出貨量將以19%的復(fù)合年增長率增長。未來LED照明將是飛快成長的階段，LED照明連接器也將在此階段爆出龐大需求量，隨著智能照明的不斷演進(jìn)，連接器未來在各組件中集成更多功能，連接器和LED照明的關(guān)系將更加牢不可分。
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