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連接器構(gòu)件如何設(shè)計(jì)（二）
發(fā)佈時(shí)間:2017-07-18 11:11:22
簡(jiǎn)述:端子的保持力規(guī)格設(shè)定，因連接器經(jīng)過(guò)SMT高溫後會(huì)有保持力降低的情形
端子的保持力規(guī)格設(shè)定，因連接器經(jīng)過(guò)SMT高溫後會(huì)有保持力降低的情形，因此在生産線上抽測(cè)保持力時(shí)，要求的規(guī)格下限就比端子互配的插入力大了許多，例如每一根端子的互配插入力爲(wèi)30 gf，但是保持力定成300gf min.，就是考慮到公差的變異、使用者插拔的惡劣狀況以及SMT高溫的破壞力。
端子的LLCR規(guī)格，除了考慮接觸面的鍍層與正向力所決定的接觸阻抗，尚須考慮端子本身的導(dǎo)體阻抗，這就取決于端子的材料、尺寸。黃銅導(dǎo)電性佳但是機(jī)械特性差，只適合做公端子;磷銅導(dǎo)電性較差但是彈性較好，可用以制作彈性母端子;鈹銅兼具彈性好、導(dǎo)電性佳的特性，但是材料貴、取得困難又有環(huán)保的問(wèn)題。端子尺寸設(shè)計(jì)好之後，便可依截面積變化情形分割成數(shù)段，分別估算其導(dǎo)體阻抗後累加起來(lái)，再加上適當(dāng)?shù)慕佑|面阻抗，便可概略估算産品的LLCR值。若是産品有長(zhǎng)短不一的端子，則估算最長(zhǎng)端子的阻抗即可。
另一電氣特性是額定電流，這也取決于端子的材質(zhì)與截面積，截面愈大則單位長(zhǎng)度的阻抗愈小，通電流所産生的熱量愈少，則端子溫度上升幅度較小，也就可以傳導(dǎo)較大的電流(額定電流的定義是:端子傳遞該電流時(shí)，本身溫度上升幅度不超過(guò)攝氏30度)。
公母端子的wiping distance設(shè)定值不可太短，一方面是爲(wèi)了確保清除表面汙物的效果，一方面也是爲(wèi)了包容自家的制造公差以及客戶系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)公差，一般設(shè)計(jì)，最短的端子也要有1.0 mm的wiping distance才保險(xiǎn)。
長(zhǎng)短pin的設(shè)計(jì)，有的是爲(wèi)了降低整體插入力而做成長(zhǎng)短pin交錯(cuò);有的則是爲(wèi)了讓端子有配接時(shí)間差，例如:希望grounding pin先接通,所以有幾支特別長(zhǎng)的端子作爲(wèi)grounding pin ，另外可安排幾支最短pin在框口的兩端作爲(wèi)偵測(cè)用端子，只要最短pin全部都接通了，就代表其他的訊號(hào)端子都已接通(因此偵測(cè)端子須安排在框口兩端)?？紤]産品的制造公差，長(zhǎng)短pin的尺寸差異要適當(dāng)，以免在worst case失去時(shí)間差的效果，一般0.5mm作爲(wèi)差異量，若一産品有長(zhǎng)中短三種端子，各自長(zhǎng)度差異爲(wèi)0.5mm，又要確保最短pin的wiping distance足夠，則産品的尺寸會(huì)因而變大。長(zhǎng)短pin的位置安排，除非客戶因其他電性功能需求而須指定位置，否則應(yīng)考量廠內(nèi)組裝的便利性，因爲(wèi)不論是靠連續(xù)模直接衝出長(zhǎng)短pin或是經(jīng)過(guò)2nd forming得到，總是比長(zhǎng)度ㄧ致的端子多耗工時(shí)或是電鍍多耗貴金屬，因此應(yīng)該盡量將長(zhǎng)或短pin等較特殊的端子安排在同一排端子料帶上(有些産品例如docking connector是由八排端子料帶安裝而成，則應(yīng)避免長(zhǎng)短端子散布在八排料帶上)。
有些記憶卡的連接器，因爲(wèi)與端子接觸的是記憶卡上的金手指，有些金手指的鍍金質(zhì)地較軟，端子稍有不平滑，插拔三五次就可在金手指上看到明顯刮痕，因此須將端子杯口coining成球面以減輕磨耗。否則即使模具設(shè)計(jì)杯口上表面爲(wèi)剪切面沒(méi)有毛頭，但是經(jīng)過(guò)折彎成杯口時(shí)，該處上表面兩邊緣便會(huì)因爲(wèi)Poisson effect而向上翹，因此在公母互配時(shí)就只有這向上翹起的兩條edge在公端子(或金手指)上滑動(dòng)，磨耗問(wèn)題仍然嚴(yán)重。
SMT産品的焊腳設(shè)計(jì)，在水平段最好有一個(gè)Z字形折彎以避免焊點(diǎn)上過(guò)大的熱應(yīng)力，另外，真正要吃錫的那一段tail與水平面的夾角不可太大，否則造成只有末端或是折彎點(diǎn)處吃錫，都不能通過(guò)SMT焊錫的檢驗(yàn)。端子的電鍍要注意避免鍍錫區(qū)直接與鍍金區(qū)相連，以免于SMT制程中發(fā)生溢錫(solder wicking)的不良情形。當(dāng)産品pitch很小，端子受housing固持的部分又很短，很難靠裝配方式得到可靠的固持效果與保持力，這時(shí)就應(yīng)考慮insert molding(夾物模壓)的方式。采取此方式在端子方面要注意兩點(diǎn):
a. 在塑模內(nèi)的封料部分的端子寬度尺寸要控制在0.03mm(正負(fù)一條半)的變異範(fàn)圍內(nèi)(連電鍍層的厚度都要考慮進(jìn)去)，以免過(guò)寬遭模具壓壞或是太窄出毛頭。另外封料段應(yīng)該是平面段，避免在折彎曲面上封料。
b. insert molding時(shí)，高溫液態(tài)塑料流經(jīng)端子表面，溫度可能高于攝氏300度，會(huì)造成端子表面的錫鉛熔化而隨塑料向下遊流動(dòng)，不巧搭接到相鄰端子時(shí)，變?cè)斐缮涑龀善返膕hort問(wèn)題。所以必須避免鍍錫鉛區(qū)延伸到塑料覆蓋區(qū)內(nèi)。
彈性端子在公母配時(shí)，內(nèi)部應(yīng)力最大的地方在懸臂的根部，應(yīng)該避免該處附近有任何應(yīng)力集中的情形，折彎半徑太小所造成的裂紋是嚴(yán)重的應(yīng)力集中處，應(yīng)避免在彈性端子根部附近作半徑太小的折彎，若必須折彎則建議取該材料最小R/T比的兩倍以上的折彎半徑，以免發(fā)生裂紋。有些端子設(shè)計(jì)爲(wèi)電鍍後做二次折彎再進(jìn)行裝配，二次折彎點(diǎn)應(yīng)該爲(wèi)鍍錫鉛區(qū)所涵蓋，因爲(wèi)錫鉛鍍層比鎳鍍層軟而延展性較佳，比較不會(huì)因爲(wèi)二次折彎而産生鍍層裂紋，但是也因爲(wèi)比較軟而較容易被折彎治具弄出刮痕。
端子以壓入方式與housing組合者，常在端子壓到定位後，治具向後退開時(shí)又發(fā)生端子向後退出一些的情形，因此最好不要設(shè)計(jì)成端子靠肩(治具推端子的施力點(diǎn))與housing後表面切齊，以免無(wú)法壓到位。通常靠肩部分是端子裸露在housing之外最寬的地方，也就是相鄰pin間隔著空氣距離最短的地方，要注意此處的耐電壓能力。目前爲(wèi)止聽過(guò)客戶能容許的PCB孔緣間距最小爲(wèi)0.15mm，因此如果端子在配接框口中的pitch太小，則tail應(yīng)該錯(cuò)開成多排以增加PCB孔間距。
建亞電子/臺(tái)灣燦達(dá)HR (Joint Tech Electronic)是集連接器産品研發(fā)、制造、銷售一體的專業(yè)燦達(dá)連接器(HR Connector)制造型企業(yè)，産品有環(huán)保無(wú)鹵電子連接器、線對(duì)板連接器、板對(duì)板連接器、線對(duì)線連接器、小間距FFC/FPC連接器及連接器模具研發(fā)制 造,連接器廠家（燦達(dá)電子）爲(wèi)客戶提供定制化服務(wù)，專案開發(fā)。
官網(wǎng)：http://dianqiandai.cn，連接器産品咨詢400-0769-458,0769-83970035.
端子的LLCR規(guī)格，除了考慮接觸面的鍍層與正向力所決定的接觸阻抗，尚須考慮端子本身的導(dǎo)體阻抗，這就取決于端子的材料、尺寸。黃銅導(dǎo)電性佳但是機(jī)械特性差，只適合做公端子;磷銅導(dǎo)電性較差但是彈性較好，可用以制作彈性母端子;鈹銅兼具彈性好、導(dǎo)電性佳的特性，但是材料貴、取得困難又有環(huán)保的問(wèn)題。端子尺寸設(shè)計(jì)好之後，便可依截面積變化情形分割成數(shù)段，分別估算其導(dǎo)體阻抗後累加起來(lái)，再加上適當(dāng)?shù)慕佑|面阻抗，便可概略估算産品的LLCR值。若是産品有長(zhǎng)短不一的端子，則估算最長(zhǎng)端子的阻抗即可。
另一電氣特性是額定電流，這也取決于端子的材質(zhì)與截面積，截面愈大則單位長(zhǎng)度的阻抗愈小，通電流所産生的熱量愈少，則端子溫度上升幅度較小，也就可以傳導(dǎo)較大的電流(額定電流的定義是:端子傳遞該電流時(shí)，本身溫度上升幅度不超過(guò)攝氏30度)。
公母端子的wiping distance設(shè)定值不可太短，一方面是爲(wèi)了確保清除表面汙物的效果，一方面也是爲(wèi)了包容自家的制造公差以及客戶系統(tǒng)的機(jī)構(gòu)公差，一般設(shè)計(jì)，最短的端子也要有1.0 mm的wiping distance才保險(xiǎn)。
長(zhǎng)短pin的設(shè)計(jì)，有的是爲(wèi)了降低整體插入力而做成長(zhǎng)短pin交錯(cuò);有的則是爲(wèi)了讓端子有配接時(shí)間差，例如:希望grounding pin先接通,所以有幾支特別長(zhǎng)的端子作爲(wèi)grounding pin ，另外可安排幾支最短pin在框口的兩端作爲(wèi)偵測(cè)用端子，只要最短pin全部都接通了，就代表其他的訊號(hào)端子都已接通(因此偵測(cè)端子須安排在框口兩端)?？紤]産品的制造公差，長(zhǎng)短pin的尺寸差異要適當(dāng)，以免在worst case失去時(shí)間差的效果，一般0.5mm作爲(wèi)差異量，若一産品有長(zhǎng)中短三種端子，各自長(zhǎng)度差異爲(wèi)0.5mm，又要確保最短pin的wiping distance足夠，則産品的尺寸會(huì)因而變大。長(zhǎng)短pin的位置安排，除非客戶因其他電性功能需求而須指定位置，否則應(yīng)考量廠內(nèi)組裝的便利性，因爲(wèi)不論是靠連續(xù)模直接衝出長(zhǎng)短pin或是經(jīng)過(guò)2nd forming得到，總是比長(zhǎng)度ㄧ致的端子多耗工時(shí)或是電鍍多耗貴金屬，因此應(yīng)該盡量將長(zhǎng)或短pin等較特殊的端子安排在同一排端子料帶上(有些産品例如docking connector是由八排端子料帶安裝而成，則應(yīng)避免長(zhǎng)短端子散布在八排料帶上)。
有些記憶卡的連接器，因爲(wèi)與端子接觸的是記憶卡上的金手指，有些金手指的鍍金質(zhì)地較軟，端子稍有不平滑，插拔三五次就可在金手指上看到明顯刮痕，因此須將端子杯口coining成球面以減輕磨耗。否則即使模具設(shè)計(jì)杯口上表面爲(wèi)剪切面沒(méi)有毛頭，但是經(jīng)過(guò)折彎成杯口時(shí)，該處上表面兩邊緣便會(huì)因爲(wèi)Poisson effect而向上翹，因此在公母互配時(shí)就只有這向上翹起的兩條edge在公端子(或金手指)上滑動(dòng)，磨耗問(wèn)題仍然嚴(yán)重。
SMT産品的焊腳設(shè)計(jì)，在水平段最好有一個(gè)Z字形折彎以避免焊點(diǎn)上過(guò)大的熱應(yīng)力，另外，真正要吃錫的那一段tail與水平面的夾角不可太大，否則造成只有末端或是折彎點(diǎn)處吃錫，都不能通過(guò)SMT焊錫的檢驗(yàn)。端子的電鍍要注意避免鍍錫區(qū)直接與鍍金區(qū)相連，以免于SMT制程中發(fā)生溢錫(solder wicking)的不良情形。當(dāng)産品pitch很小，端子受housing固持的部分又很短，很難靠裝配方式得到可靠的固持效果與保持力，這時(shí)就應(yīng)考慮insert molding(夾物模壓)的方式。采取此方式在端子方面要注意兩點(diǎn):
a. 在塑模內(nèi)的封料部分的端子寬度尺寸要控制在0.03mm(正負(fù)一條半)的變異範(fàn)圍內(nèi)(連電鍍層的厚度都要考慮進(jìn)去)，以免過(guò)寬遭模具壓壞或是太窄出毛頭。另外封料段應(yīng)該是平面段，避免在折彎曲面上封料。
b. insert molding時(shí)，高溫液態(tài)塑料流經(jīng)端子表面，溫度可能高于攝氏300度，會(huì)造成端子表面的錫鉛熔化而隨塑料向下遊流動(dòng)，不巧搭接到相鄰端子時(shí)，變?cè)斐缮涑龀善返膕hort問(wèn)題。所以必須避免鍍錫鉛區(qū)延伸到塑料覆蓋區(qū)內(nèi)。
彈性端子在公母配時(shí)，內(nèi)部應(yīng)力最大的地方在懸臂的根部，應(yīng)該避免該處附近有任何應(yīng)力集中的情形，折彎半徑太小所造成的裂紋是嚴(yán)重的應(yīng)力集中處，應(yīng)避免在彈性端子根部附近作半徑太小的折彎，若必須折彎則建議取該材料最小R/T比的兩倍以上的折彎半徑，以免發(fā)生裂紋。有些端子設(shè)計(jì)爲(wèi)電鍍後做二次折彎再進(jìn)行裝配，二次折彎點(diǎn)應(yīng)該爲(wèi)鍍錫鉛區(qū)所涵蓋，因爲(wèi)錫鉛鍍層比鎳鍍層軟而延展性較佳，比較不會(huì)因爲(wèi)二次折彎而産生鍍層裂紋，但是也因爲(wèi)比較軟而較容易被折彎治具弄出刮痕。
端子以壓入方式與housing組合者，常在端子壓到定位後，治具向後退開時(shí)又發(fā)生端子向後退出一些的情形，因此最好不要設(shè)計(jì)成端子靠肩(治具推端子的施力點(diǎn))與housing後表面切齊，以免無(wú)法壓到位。通常靠肩部分是端子裸露在housing之外最寬的地方，也就是相鄰pin間隔著空氣距離最短的地方，要注意此處的耐電壓能力。目前爲(wèi)止聽過(guò)客戶能容許的PCB孔緣間距最小爲(wèi)0.15mm，因此如果端子在配接框口中的pitch太小，則tail應(yīng)該錯(cuò)開成多排以增加PCB孔間距。
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