手机连接器概述及失效分析方法

手机连接器概述及手机连接器概述及失效分析方法失效分析方法一定義‹电子连接器是一种电子机械的系统，此系统可以提供一种可分离的连接方式，在两线路间没有讯号失真和能量损失的情况下，进行稳定且长时间的讯号传输。‹基本上其目的就是提供一低且稳定的电阻。二連接器的组成‹連接器塑膠本體，塑胶‹接觸彈性元件，端子‹其他部分，铁壳或者固定脚3.1連接器本體：․使各接觸彈片相互隔離，不能電性導通․固定各接觸彈片․對各接觸彈片進行機械保護․對各接觸彈片進行工作環境遮蔽保護主要材料有LCP，PA，PPS等高温塑料。三各部分的功能3.2接觸彈片：․在組件之間提供一條導通電訊的路徑․產生形成並維持接觸彈片接觸面的壓力․形成穩固的接觸端子主要材料有黄铜，磷青铜，铍铜，钛铜等。黄铜机械性能较差，导电性很好，不能做弹性端子使用，价格较便宜。磷青铜机械性能较好，可满足一般端子使用要求，导电性较低，价格比黄铜贵很多。铍铜机械性能，导电性很好，要求很高的时候采用铍铜，价格比磷青铜贵很多。‹端子表面需要电镀，主要目的是为了降低接触阻抗，增强耐磨性，防腐蚀性，助焊性等。‹表面一般镀金，镀锡，先预镀一层镍。‹连接器中主要的电镀方式为连续镀，刷镀和滚镀。3.3其他部分：主要指铁壳，焊脚等●固定塑胶本体●信号屏蔽主要材料有不锈钢，黄铜等。四手机连接器的种类BTB插头插座FPC插座SIM卡座TF卡座电池连接器耳机插座USB插座4.1、BTB插头插座插座插头BTB指boardtoboard，板对板的意思，用来连接两个板，一般配套使用。4.1.1组成：BTB由端子，塑胶本体，固定脚组成。端子用于信号传输，采用磷青铜，钛铜等材料，塑胶用于固定端子，且隔断各端子之间接触，一般采用LCP。固定脚用于固定产品，增加焊接后强度，采用磷青铜，黄铜等材料。端子塑胶固定脚4.1.2重点关键参数及结构1）插入力跟拔出力插入力过大会导致生产时难插，插不到位。拔出力过小扣合后容易松脱，影响接触。为了增加保持力，在端子扣合部位做锁扣设计，固定脚处增加锁扣设计，还可以提供良好的手感。锁扣设计锁扣设计2）有效接触长度插头插座扣合后，端子之间可接触到的有效距离。长度越长接触越可靠。3）接触类型接触类型有单触点和双触点两种。双接触可靠性更高，推荐使用双接触点类型的BTB。双接触单接触4）平面度平面度直接影响焊接效果，要求控制在0.08mm以内。5）防爬锡设计一般端子采用露Ni电镀方式来满足要求。锡爬到端子接触区和弹片位置会影响使用寿命及接触可靠性。插座插头4.2、FPC插座：用于FPC跟板之间的连接，有前盖跟后盖，上接触，下接触跟上下接触，单排跟双排等不同结构。部分插入力为零的又叫zif插座，全称为zeroinsertforce。4.2.1组成FPC插座由端子，塑胶，固定脚，盖子组成，部分产品没有固定脚。固定脚，磷青铜，黄铜端子，磷青铜，铍铜塑胶，LCP盖子，PPS，PA，LCP4.2.2分类按盖子的位置可分为前翻盖，跟后翻盖。前翻盖的基本结构如图所示，FPC插入端跟盖子在同一侧，插入FPC时端子处于自由状态，合上盖子后端子受压，从而提供较大的保持力，防止FPC松脱。前翻盖后翻盖结构如图所示，FPC插入端跟盖子在不同的一侧。合上后盖后，端子后端被顶起，前端被压紧，从而提供较大的保持力，防止FPC脱出。后翻盖按接触点类型可分为上接触，下接触，和上下接触几种。上接触下接触上下接触按端子排列方式可分为单排跟双排两种，pin数较少时采用单排。单排双排4.2.3重点关键参数及结构1）平面度平面度直接影响焊接效果，要求控制在0.08mm以内。2）保持力保持力过小扣合后容易松脱，影响接触，要求单pin保持力不小于0.15N。3）防爬锡设计一般采用露Ni处理。焊脚位置此段不镀金，防止锡沿此处往上爬，影响产品性能。4.3、SIM卡座用于插装sim卡，把SIM卡连接到手机上，由端子，塑胶，铁壳组成。端子一般采用磷青铜，C5191，C5210等，塑胶采用LCP，常见的为E130i，铁壳采用不锈钢，SUS301，SUS304等。塑胶端子铁壳4.3.1常见SIM卡座类型常见的桥式长边插卡式双层式抽屉式翻盖式翻盖式microsim卡座Push-push方块式4.3.2重点关键参数及结构1）平面度平面度直接影响焊接效果，要求控制在0.08mm以内。因SIM卡座塑胶壁较薄，且面积很大，过高温后容易翘曲，平面度在过高温后还必须在规格内。2）正向力正向力大小直接影响接触，在工作位置时正向力要求0.3-0.8N。塑胶面底面端子尖端不能露出塑胶面插卡方向此处角度必须小于45度43°端子间距必须大于0.20mm按压端子接触区与塑胶面平，端子尖端不能撞到底面端子弹片方向与插卡方向相反端子弹片方向与插卡方向相同要求端子弹片方向与插卡方向全部一样，与插卡方向相反的端子插入角度必须小于45度。3）端子结构另一种常见端子结构4.4、TF卡座用于插装TF卡的装置，有headertype，hingetype，push-pulltype，push-pushtype等几种结构，由端子，塑胶，铁壳，侦测开关，弹簧，滑块，pin针，锁卡端子等构成。前几种机构相对比较简单，push-pushtype因增加了push-push功能，多了滑块，弹簧，pin针，锁卡端子等，结构复杂很多。铁壳侦测开关Pin针弹簧滑块锁卡端子塑胶端子4.4.1常见TF卡座类型HeadertypePush-pulltypeHingetypePush-pushtype4.4.2重点关键参数及结构1）平面度平面度直接影响焊接效果，要求控制在0.08mm以内。因SIM卡座塑胶壁较薄，且面积很大，过高温后容易翘曲，平面度在过高温后还必须在规格内。2）正向力正向力大小直接影响接触，在工作位置时正向力要求大于0.2N。3）端子端子结构基本为悬臂梁方式，接触区要求为凸包或圆球面方式。4）侦测开关侦测开关一般设计在左侧或者底部，端子全部跟金手指接触后才起作用，从而实现热插拔功能。5）push-push结构由pin针，弹簧，滑块和心形槽构成，心形槽设计在滑块上，也有设计在塑胶本体上的，详见以下图片说明，箭头表示pin针在心形槽中运动轨迹。5）锁卡结构一般在滑块上增加一锁卡端子实现功能，也有采用端子跟铁壳配合实现功能。端子上突起部分跟TF卡缺口处配合，增加锁卡力。只有弹片起作用，提供的锁卡力相对较小初始位置时，弹片上凸台顶住铁壳上缺口，阻止弹片右移，提供较大锁卡力工作位置时，弹片尖端顶住铁壳上折弯，阻止弹片右移，此时，TF卡没法拔出。第二种形式的锁卡结构锁卡力很大，TF卡没法拔出，强拔会破坏端子结构。4.5、电池连接器用于电池跟主板之间的连接器，由端子，塑胶，固定脚组成。端子采用铍铜或者钛铜，塑胶采用LCP，固定脚一般用黄铜或者不锈钢。有贴板式，破板式，有定位柱，无定位柱，弹片式，pogopin式，刀片式等几种结构。固定脚端子塑胶4.5.1常见电池连接器类型弹片式Pogopin刀片式4.6、耳机插座用于连接耳机，提供音频信号输出。因耳机插头的类型不同，有很多种不同结构，按插头的直径可分为2.5mm，3.5mm两种，按功能可分为3段式，4段式两种结构，三段的没有麦克风功能。耳机插座由信号端子，接地端子，侦测端子，塑胶本体构成。三段式1，左声道2，右声道3,4接地四段式1，左声道2，右声道3,麦克风4,5接地4.6.1常见耳机插座类型贴片式贴片式+插板式插板式沉板式压接式4.6.2重点关键参数及结构1）插拔力插拔力大小直接影响使用时插拔手感，要求3-30N，插入力太大会导致耳机不好插入，拔出力太小耳机插头容易重掉出来。2）侦测开关结构用于侦测耳机是否插入，常见有两种结构，一种用两跟端子直接作用，插入插头后实现闭合或者断开，从而侦测出耳机已经插入。另一种用两跟端子通过插头实现闭合，从而实现功能，这种方式可以减少耳机模式问题。一二4.7、USB插座用于数据传输和充电，由信号端子，塑胶，铁壳组成。有mini，micro两种形式。按焊板方式可分为贴板式，插板式，沉板式等几种。Miniusbmicrousb连接器的生产主要包括以下几方面：1.五金件冲压，电镀。2.塑胶件注塑成型3.成品组装（以USB为例说明）五手机连接器生产流程简介入庫五金件冲压成型塑胶件注塑成型电镀成品组装出货5.1五金件冲压冲压是一种先进的金属加工方法，是建立在金属塑性变形的基础上，利用模具和冲压设备对板料金属进行加工，基本制程如下图所示铜板进入冲压机铜板通过冲压机成型成要求形状，并通过卷料机卷成盘。收料局部放大图A:铜板进入模具B:端子输出模具冲压模具对铜板冲压成型冲压模具示意图AB5.2电镀电镀是将镀件（制品）浸于含有预镀上金属离子的药水中并接通阴极，药水的另一端放置适当阳极，通以直流电后，在镀件表面析出一层金属薄膜的方法，基本制程如下。5.3注塑成型注塑成型是指将已加热融化的材料喷射注入模具内，经由冷却固化后得到成型品的方法。基本制程如下：母模公模原料桶內塑膠粒原料桶供料系统：原料胶粒烘干后通过管道输送到注塑机塑胶模具合模后，注塑机台注塑螺杆将熔融状态塑胶注入模腔内，冷却后即成型为所需形状。5.4.成品组装1.塑胶全检切料,將端子切成預定PIN數小片通过折弯治具把端子折成要求的形状折弯前(左图)折弯后(右)2.端子加工制造3.端子和塑胶组装通过手工和相应治具把端子装进塑胶槽内插针压针压针后半成品4.solderpin的成型通过相应的治具把端子脚加工成SMT，DIP类型，并切成规格长度。切针机台切针作业切针后半成品切针前5.装铁壳将上述半成品装铁壳组装成成品。用治具将铁壳跟塑胶压合喷印D/C铁壳全检手工将塑胶装入铁壳内压合后成品6.成品检验针对产品功能（导通和插板）和外观进行全检，以保证产品品质。公母对插电测检验试插PCB板检验产品pin距外观全检检验Ok的产品摆放整齐等待包装7.成品包装将产品用相应包装材料包装，贴上label，条码，封箱入库。包裝作业REEL卷成型Label、条码打印貼上Label,条码封箱、入庫六手机连接器失效分析6.1失效分析原则：先外部后内部，先非破坏性，后半破坏性，最后破坏性；在分析过程中应避免引进新的失效机理。6.2失效分析方法连接器都是与其他配合件一起使用的，在分析时必须参照配合件一起分析，基本步骤如下。不良现象确认外观检查电性能检测尺寸确认拆解分析分析结论6.3常见失效模式及机理员工操作不当尺寸异常，存在干涉盖子扣合过程中受到外力作用成型参数异常，原料异常盖子本身强度不够转轴断裂端子高度偏低保持力不够FPC容易松脱端子高度偏低正向力不够镀层氧化生产过程中引入异物端子脏污接触不良FPC插座员工操作不当未扣到位插头插座配合偏紧塑胶破损配合尺寸异常保持力不够插头容易松脱端子高度偏低正向力不够镀层氧化生产过程中引入异物端子脏污接触不良BTB可能原因失效机理失效模式产品类别pin针跟塑胶铁壳干涉心形槽内塑胶有毛边不光滑pin针被卡住塑胶高温后变形，铁壳变形TF卡插槽尺寸偏小模具异常或成型参数异常TF卡毛边模具异常或成型参数异常TF卡尺寸超规不退卡端子高度偏低正向力不够镀层氧化生产过程中引入异物端子脏污不识T卡TF卡座塑胶铁壳配合尺寸NG塑胶铁壳变形SIM卡插槽尺寸偏小SIM卡插不进端子高度偏低正向力不够镀层氧化生产过程中引入异物端子脏污不识SIM卡SIM卡座可能原因失效机理失效模式产品类别正向力不够端子脏污接触不良不充电插头尺寸偏大或者插座偏小插头插座存在干涉USB插拔困难或插不进USB插座端子弹力偏小端子脏污侦测开关接触不良耳机符号残留耳机插座模具出现异常弹片受力位置有压痕受力处折弯R太小，弹片超极限使用弹片疲劳断裂弹片断电池连接器可能原因失效机理失效模式产品类别6.4.1USB插座胶芯破损问题分析1）问题描述产线生产时出现无法下载，无法充电等异常现象，初步统计不良率超过2%，经调查，发现USB座胶芯出现破损，端子下陷等问题，破损位置都为胶芯右边，不良详见以下图片。不良现象一不良现象二6.4失效案例分享2）原因分析生产时