连接器基本知识介绍课件.pptx

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1、2022/4/201主要內容主要內容l一. 連接器定義與作用l二. 連接器的基本構成與分類 l三. 連接器的功能與參數組成l四. 連接器的主要材料l五. 連接器生產製程簡介l六. 連接器常用業界標準l七. 連接器常用測試標準l八.連接器發展趨勢l九.產品應用出問題時希望客戶配合事項l十. Q & A2022/4/202一一.連接器定義與作用連接器定義與作用l連接器 (Connector) 的誕生是從戰鬥机的制造技朮中所孕育的. 戰役中的飛机, 必須在地面加油, 修理. 而地面上逗留時間往往決定了一場戰役的勝負. 因此, 第二次世界大戰中美軍當局致力于地面維護時間的縮短, 增加戰鬥机的服勤時間.

2、 他們先將各種控制儀器與机件單元化, 然后再由連接器聯成一個完整的系統. 維修時, 故障的單元迅速更換后, 飛机馬上就能升空. 戰后AT&T貝爾實驗室成功地開發了貝爾電話系統, 接著電腦, 資訊傳送等產業的崛起, 使得源自于戰鬥机技朮的連接器有了更多的發展机會, 市場迅速地擴張.l2022/4/203l連接器定義連接器定義: :l用以完成電路或電子机器等相互間電氣連接之器具(含附件)稱為連接器l顧名思義，通俗地說，連接器就是將顧名思義，通俗地說，連接器就是將兩種或兩種以上的物件連接到一塊的兩種或兩種以上的物件連接到一塊的媒介。廣義來說，連接器可以是硬體，媒介。廣義來說，連接器可以是硬體，如我們

3、日常見到的插座、手機插孔等如我們日常見到的插座、手機插孔等等，也可以是軟體，比如編程用到的等，也可以是軟體，比如編程用到的中間件等等。中間件等等。連接器是什麼東東？連接器的用途連接器的用途: 傳遞傳遞,傳送傳送,轉換兩個介面之間資訊轉換兩個介面之間資訊 是作為電路間, 組件間, 系統間電氣/電子傳輸連接部件, 使功率或信號電流穩定可靠地流通, 又便于組合及維修 是通訊, 電腦, 家用電器, 工業自動化, 汽車, 電站等電氣/電子裝置所不可缺少的重要机電元件2022/4/204l連接器知名廠商連接器知名廠商 Tyco (AMP/Thomas & Betts/Augat)MolexFCI/Berg

4、Foxconn (Hon Hai)AmphenolJSTHirose3MITT CannonJAE2022/4/205二二.連接器的基本構成與分類連接器的基本構成與分類l.連接器的基本構成連接器的基本構成l一般的連接器主要由兩個部分組成:1.HOUSING(塑膠);2.CONTACT(端子);l 塑膠主要起絕緣和定位端子的作用;l 端子是連接器的最核心部分.它的主要作用是導通;HOUSINGCONTACT連接器典型構成l.此外,根據結構和功能上的要求.還有一些連接器有PWB板,彈片, COVER 等其他組成部分. Rear Shield For K-FTB Rear Shield For K-

5、FTB Plated Spring For 12P AV CONN Plated Spring For 12P AV CONN PWB For Modular Jack PWB For Modular Jack Shield Cover For 12P AV CONN Shield Cover For 12P AV CONN2022/4/207l連接器分連接器分類類l 由於連接器的結構日益多樣化，新的結構和應用領域不斷出現，試圖用一種固定的模式來解決分類和命名問題，已顯得難以適應。儘管如此，一些基本的分類仍然是有效的l1.連接器部件分類等級（連接器部件分類等級（LevelsofPackagin

6、g),也稱互連的層次也稱互連的層次 l(1989年在美國國家電子配銷商協會（年在美國國家電子配銷商協會（NEDA,即即NationalElectronicDistributorsAssociation縮寫，它是縮寫，它是一個工業教育組織一個工業教育組織）的支援下，生產連接器的幾大廠家會聚在一起，制訂了一部連接器分類標準和術語）的支援下，生產連接器的幾大廠家會聚在一起，制訂了一部連接器分類標準和術語 )lLevels0晶片封裝的內部連接 0 級. 就是積體電路晶片 lLevels1IC封裝引腳與PCB的連接。典型連接器IC插座。lLevels2印製電路與導線或印製板的連接。典型連接器為印製電路連

7、接器。lLevels3底板與底板的連接。典型連接器為機櫃式連接器。lLevels4設備與設備之間的連接。一般的經驗是：當連接涉及到音頻或視頻信號時，或是連接網路和電腦時，要使用4級連接器 典型產品為圓形連接器。l關於上述連接器等級，需要注意如下幾點某些連接器可以不止用於一個等級，關於上述連接器等級，需要注意如下幾點某些連接器可以不止用於一個等級， 2022/4/2082022/4/209Level1vLevel 1: Package To Board (電路封裝對電路封裝對PC板板)CPU Socket2022/4/2010Level2lLevel 2: Board To Board (PC板

8、至PC板)lMemory Card To Motherboard: SIMM, DIMM, DDR Socket2022/4/2011MemorySocket產品結構產品結構2022/4/2012MemorySocket產品結構產品結構2022/4/2013Level2lLevel 2: Board To Board (PC板至PC板)lAdd On Card To Motherboard: AGP, PCI, ISA, MCA, EISA, AMR, CNR Edgecard2022/4/2014Level2lLevel 3: Subsystem To Subsystem (次系統至次系統)

9、lPower Supply Connection: Power Header, Socket lFDD, HDD, CD-ROM, DVD Connection Header, SocketHeader & Socket2022/4/2015PCBHeaderandSocket2022/4/2016Level 3 I/O Port2022/4/2017Level 3 I/O Port2022/4/2018StackMiniDin產品結構產品結構2022/4/2019StackUSB產品結構產品結構2022/4/2020TripleAudioJack產品結構產品結構2022/4/2021l2連接

10、器的產品類別。連接器的產品類別。l 連接器產品類型的劃分雖然有些混亂，但從技術上看，連接器產品類別只有兩種基本的劃分辦法：l依形狀分依形狀分: :l圓形連接器, 矩形連接器, 印刷配線板連接器等l依使用頻率分依使用頻率分: :l高頻連接器和低頻連接器(3MHZ以下)和高低頻混裝連接器等3 3連接器的連接器的依使用條件分依使用條件分:l一般室內連接器, 耐濕連接器, 防水連接器, 氣密連接器, 耐火連接器, 防爆連接器, 耐輻照連接器等4 4連接器規格的層次。連接器規格的層次。l 按照國際電工委員會（IEC）的分類，連接器屬於電子設備用機電元件，其規格層次為 l門類（family）例：連接器 分

11、門類（sub-family）例：圓形連接器 類型（type）例：YB型圓形連接器 品種（style）例：YB34705依用途分依用途分l軍用連接器, 商用連接器 2022/4/2022CP CP 連接器的分類連接器的分類: :按PITCH分有:0.3 mm,0.5 mm,1.0 mm,1.2 mm等; PITCH越小,製造越困難.目前CP主要生產PITCH 0.5 mm,1.0 mm,1.2 mm三種.按後段製程分有:SMT用,DIP用; SMT用連接器外型比較小結構簡單.它主要包括ST( Straight 直針)型&RA型 (Right Angle直角). RA型PIN腳為直角.使用比較少.

12、 ST型PIN腳為平腳,使用廣泛,目前LCG所用之連接器基本上為ST型. SMT用連接器可連接FFC(FPC),HEADER.12P RA FFC12P RA FFC12P ST FFC12P ST FFC3P HEADER3P HEADER2022/4/2023DIP用連接器,外型大,結構及組成比較複雜. 其PIN角均為直角. 廣義的連接器還包括可直接使用的組件,其結構及組成更加複雜;K FTB CONNK FTB CONN12P AV CONN12P AV CONNPAL PAL 轉換連接器轉換連接器2022/4/2024 3P Rca Jack 3P Rca Jack ContactCo

13、ntact Pin Housing Pin Housing Shielding Shielding PWB PWBUpper CoverUpper CoverLover CoverLover Cover2022/4/2025三三. .連接器功能與參數組成連接器功能與參數組成l連接器的基本性能可分為三大類：即電氣性能、機械性能連接器的基本性能可分為三大類：即電氣性能、機械性能和環境性能和環境性能: :l電氣性能電氣性能-連接器的主要電氣性能包括接觸阻抗、絕緣阻抗和抗連接器的主要電氣性能包括接觸阻抗、絕緣阻抗和抗電強度電強度 l接觸阻抗接觸阻抗Contactresistance )高品質的電連接器

14、應當具有低而穩定的接觸電阻。連接器的接觸電阻從幾毫歐到數十毫歐不等。l絕緣阻抗絕緣阻抗(insulationresisrance) 衡量電連接器接觸件之間和接觸件與外殼之間絕緣性能的指標，其數量級為數百兆歐至數千兆歐不等。 l抗電強度抗電強度或稱耐電壓、介質耐壓或稱耐電壓、介質耐壓(Dielectricwithstandingvoltage)，是表徵連接器接觸件之間或接觸件與外殼之間耐受額定試驗電壓的能力。l其他電氣性能其他電氣性能 l定格電壓,電流, 溫升測試(Temperature rise) ,對射頻同軸連接器而言，還有特性阻抗、插入損耗、反射係數、電壓駐波比（VSWR）等電氣指標。20

15、22/4/2026l機械性能機械性能- - 就連接功能而言，插拔力是重要地機械性能。就連接功能而言，插拔力是重要地機械性能。l插拔力分為插入力和拔出力（插拔力分為插入力和拔出力（拔出力亦稱分離力）拔出力亦稱分離力）( (Insertion Insertion force&withdrawal forceforce&withdrawal force) )。在有關標準中有最大插入力和最小分離力規定，這表明，從使用角度來看，插入力要小（從而有低插入力LIF和 無插入力ZIF的結構），而分離力若太小，則會影響接觸的可靠性。l端子保持力端子保持力(Pin retention fore):(Pin ret

16、ention fore):合適之端子保持力,不易將端子從塑膠中拔出;l端子強度端子強度(Contact strength):(Contact strength):合適之端子強度,不易破壞l連接器的機械壽命連接器的機械壽命。機械壽命實際上是一種耐久性（durability）指標，在國標GB5095中把它叫作機械操作。它是以一次插入和一次拔出為一個迴圈，以在規定的插拔迴圈後連接器能否正常完成其連接功能（如接觸電阻值）作為評判依據。l l連接器的插拔力和機械壽命與接觸件結構（正壓力大小）接觸部位鍍層連接器的插拔力和機械壽命與接觸件結構（正壓力大小）接觸部位鍍層品質（滑動摩擦係數）以及接觸件排列尺寸精

17、度（對準度）有關。品質（滑動摩擦係數）以及接觸件排列尺寸精度（對準度）有關。2022/4/2027l環境性能環境性能:連接器需能在一定惡劣程度的周邊環境中工作連接器需能在一定惡劣程度的周邊環境中工作,且且能達到要求的工作壽命能達到要求的工作壽命.常見的環境性能包括耐溫、耐濕、耐常見的環境性能包括耐溫、耐濕、耐鹽霧、振動和衝擊等鹽霧、振動和衝擊等 .l耐溫耐溫(Hightemperature) 目前連接器的最高工作溫度為200（少數高溫特種連接器除外），最低溫度為-65。由於連接器工作時，電流在接觸點處產生熱量，導致溫升，因此一般認為工作溫度應等於環境溫度與接點溫升之和。在某些規範中，明確規定了

18、連接器在額定工作電流下容許的最高溫升。l耐濕耐濕(Humidity)潮氣的侵入會影響連接h絕緣性能，並銹蝕金屬零件。恒定濕熱試驗條件為相對濕度90%95%（依據產品規範，可達98%）、溫度+4020，試驗時間按產品規定，最少為96小時。交變濕熱試驗則更嚴苛。l耐鹽霧耐鹽霧(saltmist) 連接器在含有潮氣和鹽分的環境中工作時，其金屬結構件、接觸件表面處理層有可能產生電化腐蝕，影響連接器的物理和電氣性能。為了評價電連接器耐受這種環境的能力，規定了鹽霧試驗。它是將連接器懸掛在溫度受控的試驗箱內，用規定濃度的氯化鈉溶液用壓縮空氣噴出，形成鹽霧大氣，其暴露時間由產品規範規定，至少為48小時。 l振

19、動和衝擊振動和衝擊(Vibration&shock) 耐振動和衝擊是電連接器的重要性能，在特殊的應用環境中如航空和航太、鐵路和公路運輸中尤為重要，它是檢驗電連接器機械結構的堅固性和電接觸可靠性的重要指標。在有關的試驗方法中都有明確的規定。衝擊試驗中應規定峰值加速度、持續時間和衝擊脈衝波形，以及電氣連續性中斷的時間。 l其他環境性能 根據使用要求，電連接器的其他環境性能還有密封性（空氣洩漏、液體壓力）、液體浸漬（對特定液體的耐惡習化能力）、低氣壓等。 2022/4/2028四四. . 連接器的主要材料連接器的主要材料l連接器的主要材料分為連接器的主要材料分為金屬材料金屬材料和和非金屬材料非金屬材

20、料l接觸部份（接觸部份（Contacts）所用的基體材料金屬中參入銅合金，能保證良好的導電性、導熱性、機械性能和可工藝性 材料優點缺點錫磷青銅 (Phosphor Bronze) 良好導電性能和抗腐蝕性能, 容易加工成形價格較貴 黃銅 (Brass)導電性好, 價格低彈性差鈹青銅 (Beryllium Bronze)有很高的機械性能, 良好的導電性能、耐熱性能、耐磨性能和抗腐蝕性能 鈹元素毒性較大, 冶煉過程給環境造成嚴重污染. 價格最貴鎳銅有很好的機械性能, 良好的導電性能、耐熱性能、耐磨性能和抗腐蝕性能價格高於錫磷青銅 2022/4/2029l高檔次產品接觸區域的關鍵部位-電接觸點用貴金屬

21、鍍層材料材料材料優點優點缺點缺點金 (Au)低接觸電阻, 耐氧化好,極好的抗腐蝕性 硬度, 溶點低, 成本高銀 (Ag)導價格低容易變色鈀 (Pd)不粘附, 耐磨性好, 可防止擴散比金便宜極好的抗腐蝕性電鍍技術難, 成本高,改善抗磨損性能比金難 鍍層鍍層把連接器的接觸部份電鍍，是為了改善導電性、抗腐蝕和抗磨損性，提高可焊性。具有良好機械性能（如可成形性，彈性）的金屬，常常不具備優良的導電性、抗腐蝕和抗磨損性以及可焊接性 l電鍍用錫鉛/錫銅合金用於較低檔次產品 l錫具有較好的抗腐蝕, 抗變色, 而且無毒, 可焊, 柔軟和延展性好等優點, 很早就被開發利用l錫鍍層在特定環境中能生長“錫須”, 所以

22、加入少量的鉛與錫進行共沉積電鍍, 然後用加熱方法去除應力, 這能防止“錫須”生長l現因為環保的趨勢, 業界已逐漸改用錫銅合金取代l在基體材料是黃銅時, 應先鍍鎳或銅作底鍍層。 2022/4/2030l非金屬材料非金屬材料工程塑料工程塑料l能用來替代金屬的塑膠材料l能適用於結構及機器零件材料l耐溫均超過 100 l熱塑性工程塑膠具有良好的電氣性能、機械性能、抗化學性能, 以及良好的加工性能, 是電子連接器製造商的主要原料l連接器主要用材如下:簡稱全稱Tm/Tg LCP液晶類工程塑膠279PA9T尼龍9T265PA6T尼龍6T280PCT聚對苯二甲酸環乙烷二甲酯280PPS聚苯硫醚275PA66尼

23、龍66260PBT聚對苯二甲酸丁二脂2202022/4/2031塑膠優點 缺點LCPLFH 強度與韌性的超級組合。適於SMT 。能夠塑鑄出薄壁。優異的化學耐受性。尺寸穩定（不易吸潮）。 無塑造時溢料 成本高。比其他熱塑性塑膠柔性差。顏色少尼龍高強度，柔韌性好。化學耐受性優異。可用多種技術和成本較低易吸潮濕造成尺寸不穩定及機械和電氣性能下降。塑造時易溢料（mold flash）高溫尼龍適合SMT 。高強度，高韌性和優異的延展性。優異的化學耐受性易吸潮濕造成尺寸不穩定及機械和電氣性能下降。塑造時易溢料。成本比普通尼龍高聚酯-PCT適於SMT。尺寸穩定。優異的化學耐受性。高強度可能會碎。塑造時易溢料

24、。比PBT成本高PPS 適於SMT。優異的化學耐受性。尺寸穩定（不易吸潮）易碎。 塑造時易溢料。成本比多數熱塑性塑膠都高。顏色少聚酯-PBT小型DIN 41612 尺寸穩定（不易吸潮）。優異的化學耐受性。高強度不適於 SMT 。成本較尼龍稍高2022/4/2032l其他附屬材料l鋼鐵金屬lDSUB外殼(Shell), 墊片(Washer), 鎖緊扣(Bail Lock), 鉤環(Bail Strip) 等.l不鏽鋼l接地彈片l銅合金棒l螺絲(Screw), Nut 等.l鋅合金lBracket, Nut 等. 2022/4/2033五五. .連接器生產製程簡介連接器生產製程簡介l衝壓衝壓: :

25、l材料投入 開機 架模調試 送料 調機 (首件檢驗) 量產 (自主檢驗) 包裝作業 (入庫檢驗) 入庫l成型成型:l材料投入 材料乾燥 開機 架模 調機 (首件檢驗) 量產 (自主檢驗) 包裝作業 (入庫檢驗) 入庫l連續端子電鍍連續端子電鍍l放料 前處理 (電解脫酯, 酸洗) 水洗 鍍鎳 (首件檢驗, 自主檢驗) 回收 水洗 鍍金 (首件檢驗, 自主檢驗) 回收 水洗 鍍錫合金 (首件檢驗, 自主檢驗) 水洗 烘干 收料l五金滾鍍作業五金滾鍍作業l上料 前處理 (熱脫酯, 電解脫酯, 酸洗) 水洗 鍍鎳 (首件檢驗, 自主檢驗) 回收 水洗 鍍錫合金 (首件檢驗, 自主檢驗) 水洗 烘干 收

26、料2022/4/2034l成品組裝成品組裝l材料投入 調機 (首件檢驗) 量產 (自主檢驗) 包裝作業 (入庫檢驗) 入庫排Housing預 插端 子 端 子 壓 入折Carry CCD檢查OPEN/SHORT 測 試終 檢包 裝平面度檢查典型端子裝配流程2022/4/2035配備機臺、治工具介紹配備機臺、治工具介紹: :功能測試機功能測試機臥式影像檢查儀臥式影像檢查儀壓入機壓入機裁端機裁端機排排HousingHousing治具治具切沿邊料機切沿邊料機2022/4/2036自自動動裝裝配配機機包包 裝裝 機機2022/4/2037六六.連接器常用業界標準連接器常用業界標準l美國電子工業協會 (

27、EIA)l美國印制電路協會 (IPC)l美國軍用標準 (MIL-STD)l電氣與電子工程師協會 (IEEE)l日本工業標準 (JIS)l國際電工委員會 (IEC) 2022/4/2038七七.連接器常用測試標準連接器常用測試標準l試驗分類試驗分類l測試標準所規定之試驗一般分成三類:環境試驗標準,機械試驗標準及電氣試驗標準 l標準試驗條件標準試驗條件l除非另有規定, 所有測試應在下列環境條件中進行:la.溫度: +15+35.lb.大氣壓力: 550800mmHg.lc.相對濕度: 2080%l常用連接器測試標準常用連接器測試標準 lEIA(美國電子工業協會) lMIL-STD-1344A 電連

28、接器試驗方法 lMIL-STD-202FlMIL-STD-810D (環境試驗方法) 2022/4/2039八八.連接器的發展趨勢連接器的發展趨勢連接器應朝向高密度、小連接器應朝向高密度、小PitchPitch方向發展方向發展連接器應朝向高頻率發展連接器應朝向高頻率發展Insert MoldingInsert Molding技術將會使連接器產生一場變革技術將會使連接器產生一場變革 連接器面臨一場價格連接器面臨一場價格, ,技術的競爭技術的競爭 2022/4/2040九九.產品應用出問題時希望客戶配合事項產品應用出問題時希望客戶配合事項l為協助盡快解決問題, 希望客戶盡可能提供以下資訊l1. 問題發生日期/時間點l2. 客戶名稱, 地點l3. 客戶料號, 供應商料號l4. 不良Date Codel5. 不良模式(現象), 不良率, 不良數量l6. 不良發生在(1)進料 (2)裝配線 (3)信賴性測試 (4)資格認可 (5)其他l7. 發生影響(頻率) (1)第一次 (2)再發 (3)僅這個Lot (4)許多個Lot (5)其他l8. 失效應用及環境描述l9. 不良狀況或不良樣品之影像檔l10. 不良樣品及與其相配合/組裝之零組件一並寄回工廠分析2022/4/2041十十.Q&AlQ & AlThank You !