电子连接器设计

電子連接器設計德迅塑胶有限公司鍍金端子正向力：100gf或小於100gf。v鍍錫鉛端子正向力必須大於150gf。v正向力與產品的可靠性有絕對的關係。v正向力與接觸電阻有密切的關係。v若PIN數大於200可適度降低正向力。v正向力與mating/unmatingforce有關。v正向力與振動測試時之瞬斷(intermitance)有密切的關係，增加正向力可改善瞬斷問題。v正向力會嚴重影響電鍍層之耐磨耗性。德迅塑胶有限公司(gf)0.010.020.030.040.050.0LLCR(mOhm)T:0.15R:0.30Au:1Sample1Sample2Sample3Sample4Sample5德迅塑胶有限公司端子應力設計實例材料強度=750Mpa大小端子應力值(1)703Mpa(2)1111Mpa(3)1244Mpa(4)1355MPa德迅塑胶有限公司最大應力＜材料強度(680-780MPaforC5210EH)。vFEM分析所得之最大應力含應力集中效應，通常會大於nominalstress，因此應排除應力集中效應。德迅塑胶有限公司===sd:位移量(mm)E:彈性係數(110Gpa)s:最大應力(Mpa)F:N(98gf)理論最大應力理論正向力*Formingandblanking端子設計差異及重點德迅塑胶有限公司端子應力設計實例材料強度=750Mpa大小端子應力值(1)703Mpa(2)1111Mpa(3)1244Mpa(4)1355MPa德迅塑胶有限公司最大應力＜材料強度(680-780MPaforC5210EH)。vFEM分析所得之最大應力含應力集中效應，通常會大於nominalstress，因此應排除應力集中效應。v高應力設計的趨勢：Connector小型化的趨勢，使端子最大應力已大於材料強度，如何在臨界應力下設計端子是重要課題。v臨界應力的設計應以理論應力值為基礎來設計，所考慮的因素包括：位移量，理論應力，永久變形量，反覆差拔次數。德迅塑胶有限公司臨界應力設計實例位移(mm)最大應力(Mpa)永久變形量(mm)CycleNo.理論值FEM理論值/材料強度0.22975250.40100000.34457870.60.01100000.459410500.80.02100000.574213121.00.05100000.689115751.20.0980000.7104018381.40.1550000.8118821001.60.200.9133723631.80.2720001.0148526252.00.34德迅塑胶有限公司(Excel;g)NormalForce(FEM:g)NormalForce(Measure;g)德迅塑胶有限公司理論應力/材料強度永久變形量(mm)德迅塑胶有限公司位移(mm)正向力(g)第一次測試第十次測試德迅塑胶有限公司數正向力(g)德迅塑胶有限公司以理論方式計算之正向力非常接近實驗值。v永久變形受FEM最大應力值影響，也就是應力集中之影響，因此應力集中會造成永久變形。v永久變形量不會造成端子正向力降低，而是端子彈性係數(正向力/位移量)增加。v當端子之理論應力值大過材料強度時，其反覆耐壓之次數及無法達到1萬次，應力愈高次數愈少，但應力超過最大值之1.8倍時尚有2000cycles.v以上測試是在實驗室環境下所測得之案例，若產品設計高出材料強度很高時很容易產生跪針現象。德迅塑胶有限公司“”“”“”“”“”“”3.1保持力設計v在連接器smt化及小型化的趨勢下，保持力的設計必須非常精準。v保持力太大，有兩項缺點：›(1)增加端子插入力，易造成端子變形›(2)增加housing內應力，易造成housing變形。v保持力太小，有兩項缺點：›(1)正向力不夠，造成電訊接觸品質不良，›(2)端子易鬆脫德迅塑胶有限公司保持力設計參數包括：塑膠選用，端子卡榫設計，干涉量設計。vSMTtypeConnectors必須使用耐高溫的塑膠材料，常用的包括：LCP，Nylon，PCT，PPS等。v端子卡榫設計大致分為單邊及雙邊兩類，每一邊又可以單層及雙層或三層。v干涉量通常設計在40mm-130mm之間德迅塑胶有限公司卡榫的設計變數包括：›單邊與雙邊›單凸點與雙凸點›凸點平面寬度(4,8mm)›凸點插入角度(30,60)›前後凸點高度差(0.02,0.04mm)德迅塑胶有限公司塑膠材料的保持力差異性很大，同一種卡榫及干涉量的設計，不同的塑料，保持力會有500gf以上的差別。2.一般而言：nylon的保持力大於LCP，PCT則介於兩者之間，但同樣是LCP，不同廠牌間的差異性非常大，有將近400gf的差異。3.干涉量的設計最好介於40mm-100mm之間，因為干涉量小於40mm，保持力不穩定，大於100mm，保持力不會增加，干涉量介於兩者之間，保持力呈线性的方式增加，增加的量隨材料及卡榫設計的差異約在30-120(gf/10mm)。德迅塑胶有限公司凸點平面長度和保持力有很大的關係，長度越長，保持力越大。5.單邊卡榫較雙邊的保持力大。6.雙凸點較單凸點的保持力大，但不明顯，可以忽略。7.凸點前的導角角度與保持力無關。8.較薄的板片保持力也相對的較低9.總結而論：由(4,5,8)項結論可知，端子和塑膠接觸面積越大，保持力保持力越大，而且其效非常明顯。，德迅塑胶有限公司保持力(gf)I:干涉量(10mm)Zenite6130L(A3)SumikE6006L(B3)VectraL140(C4)PA46TE250F6(D3)PA6TC430CN(E3)PCTCG941(F4)B02r_F＝42I－1r_F＝29I＋58r_F＝54I－89r_F＝24I＋349r_F＝44I＋12r_F＝40I－5B03r_F＝27I＋147r_F＝35I＋4r_F＝40I＋6r_F＝47I＋146r_F＝53I－60r_F＝36I－31B22r_F＝74I＋222r_F＝43I＋196r_F＝77I＋270r_F＝73I＋646r_F＝82I＋391r_F＝41I＋416德迅塑胶有限公司=åfcbulkRRRCR德迅塑胶有限公司電子連接器接觸電阻設計包括兩部分：1.端子材料電阻2.接觸端電阻德迅塑胶有限公司磷青銅(C5191,5210)的導電率約為13%，黃銅(C2600)導電率約26%，BeCuandC7025則可達到40%，因此選擇端子材料是降低接觸電阻最有效的方法，可降為原來的1/2-1/3。v端子長度及截面積受電子連接器外型及pitch而決定，可變更的範圍受到限制。ALmRB´´=W-s31024.17)(L:端子導電長度(mm)A:端子截面積(mm2)s:導電率(%)德迅塑胶有限公司。v正向力小於50gf,接觸電阻則快速增加。050100150200250NormalForce(gf)0.010.020.030.040.050.0LLCR(mOhm)T:0.15R:0.30Au:1Sample1Sample2Sample3Sample4Sample55.3)(300)(+=WgfFmRC德迅塑胶有限公司接觸電阻包含端子材料電阻和接觸點電阻兩項和。v一般連接器設計使用100gf的正向力設計，接觸端電阻可設定為6.5m-ohm，再加上端子材料電阻即是接觸電阻。v高導電率材料選用對降低接觸電阻效果最顯著，增加正向力對降低接觸電阻沒有效果。v接觸端的半徑對接觸電阻值沒有顯著影響。v高電流連接器設計之重點在降低接觸電阻，降低接觸電阻的主要方法為1.選擇高導電率的端子材料，2.增加端子截面積。德迅塑胶有限公司應力釋放：當材料在受應力及溫度環境下，長時間所造成的正向力下降的現象，稱為應力釋放，通常以原受力的百分比表示。v溫度越高，受力時間越長，應力釋放的越大v一般規定應力釋放在3000hr以上仍然能維持70%以上的力量才合乎設計的原則。v根據以上的規定，可提出一簡單的設計原則：70℃以下可使用C260(黃銅)，70-105℃可使用C510,C521(磷青銅)，105℃以上則須使用C7025,BeCu,TiCu等較貴材料。德迅塑胶有限公司應力釋放相關資料(1)德迅塑胶有限公司應力釋放相關資料(1)德迅塑胶有限公司大電流連接器必須考慮溫度上升效應，通常設計在30℃的範圍內，簡單的計算可使用以下之保守公式：2222ALJTgk=DT:degreeFJ:current(amps)L:beamlength(in)A:crosssectionarea(in*in)g:electricconductivity(%IACS)k:thermalconductivity(BTU/ft.hr.F)德迅塑胶有限公司溫升：(1)33℃(2)38℃(3)45℃德迅塑胶有限公司联系我们更多资料介绍关于塑胶原材料，请联系我们：v电话:+86-769-8223675882236958v传真:[phone]v地址:广东省东莞市大朗镇富民中路328号盈丰大厦8楼801室v公司网址：电子专用塑胶：LCP，PPA，PPS，PA66。v特种工程塑胶：PEEK，PEI，PSU，PPSU。v联系人：罗胜国