连接器设计规范.ppt
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1、ConfidentialDesign GuideFoxconn連接器設計手冊連接器設計手冊Design Guide for ConnectorRevision:APrepared:Smark Huo 10/11991ConfidentialDesign Guide 大綱大綱1.連接器產品基本特征連接器產品基本特征2.塑膠零件設計塑膠零件設計 2-1.塑膠結構設計塑膠結構設計 2-2.塑膠材料選擇塑膠材料選擇3.端子五金零件設計端子五金零件設計 3-1.保持力設計保持力設計 3-2.正向力設計正向力設計 3-3.端子應力設計端子應力設計 3-3.銅材選用銅材選用4.高頻設計高頻設計5.電鍍設計電
2、鍍設計6.PCB焊接技術簡介焊接技術簡介Outline10/11992ConfidentialDesign GuideCharacteristic of connector連接器的特性連接器的特性高速傳輸高速傳輸(High speed transmission)散熱散熱(Heat dissipation)電磁波電磁波/高頻測試高頻測試(EMI/RFI)噪音噪音(Acoustics)電力分配電力分配(Power distribution)結構結構(Mechanical design)外觀外觀(Product styling&Cosmetics)環保環保(Environmental protect
3、ion&Recycling)10/11993ConfidentialDesign GuideDesign concept輕量化輕量化(Low Weight)小型化小型化,小小pitch化化(Minimum Size)低成本低成本(Low Cost)高性能高性能(Height Performance)量產性量產性(Height Productivity)連接器設計理念連接器設計理念10/11994ConfidentialDesign Guide機械設計程序機械設計程序Design Process10/11995ConfidentialDesign GuideDesign of Plastic P
4、art第一章第一章.塑膠零件設計塑膠零件設計10/11996ConfidentialDesign GuideDesign of Plastic Part2-1.2-1.塑膠零件結構設計塑膠零件結構設計-壁厚壁厚(Thickness)Thickness)設計設計設計原則設計原則:1.1.壁厚均勻壁厚均勻2.2.盡可能小的肉厚盡可能小的肉厚3.3.受力處和合膠線處要有足夠的厚度受力處和合膠線處要有足夠的厚度,保證保證一定的強度一定的強度(圖示圖示)合膠線合膠線受力面受力面如果無法避免不均勻的肉厚設計時如果無法避免不均勻的肉厚設計時,應盡量采用逐應盡量采用逐步過渡的形式步過渡的形式,避免突變避免突變
5、,否則容易產生變形否則容易產生變形不好的設計不好的設計好的設計好的設計肉厚過渡部份肉厚過渡部份10/11997ConfidentialDesign GuideDesign of Plastic Part2-1.2-1.塑膠零件結構設計塑膠零件結構設計-壁厚壁厚(Thickness)Thickness)設計設計左圖肉厚設計不均勻左圖肉厚設計不均勻,右圖為改進後的設計右圖為改進後的設計,肉厚設計均勻肉厚設計均勻,成型時不成型時不易產生縮水易產生縮水,氣泡氣泡,變形等不良現象變形等不良現象GoodGoodGoodGoodBadBadBadBad10/11998ConfidentialDesign G
6、uideDesign of Plastic Part2-1.2-1.塑膠零件結構設計塑膠零件結構設計-加強筋加強筋(Rib)Rib)設計設計主體肉厚主體肉厚:T T拔模角度拔模角度D:0.5-1.5 D:0.5-1.5 加強筋高度加強筋高度:小於小於5 5T(T(一般為一般為2 2T3TT3T加強筋間距加強筋間距:2:2T3TT3T連接圓弧半徑連接圓弧半徑:R=0.250.4TR=0.250.4T寬度寬度(W):0.40.8T(PC/ABSW):0.40.8T(PC/ABS小於小於0.50.5T,T,ABS ABS為為0.5-0.70.5-0.7T)T)10/11999Confidential
7、Design GuideDesign of Plastic Part2-1.2-1.塑膠零件結構設計塑膠零件結構設計-凸台設計凸台設計凸台尺寸設計規范凸台尺寸設計規范主壁厚主壁厚:T:T拔模角拔模角(d):0.5-1.5 d):0.5-1.5 凸台高度凸台高度:小於小於5 5T(T(一般一般2.532.53T)T)過渡圓弧半徑過渡圓弧半徑R:0.25T0.40TR:0.25T0.40T凸台厚度凸台厚度(W):0.4T0.8TW):0.4T0.8T10/119910ConfidentialDesign GuideDesign of Plastic Part2-1.2-1.塑膠零件結構設計塑膠零件
8、結構設計-角撐角撐(Gussets)Gussets)設計設計10/119911ConfidentialDesign GuideDesign of Plastic Part2-1.2-1.塑膠零件結構設計塑膠零件結構設計-一般圓角設計一般圓角設計10/119912ConfidentialDesign GuideChoice of Plastic Material連接器設計選用塑膠原料的原則連接器設計選用塑膠原料的原則 由於連接器的由於連接器的housinghousing結構特點基本上都是結構特點基本上都是,薄肉薄肉(最小的小於最小的小於0.20.2mm),mm),多多pinpin孔孔,細長結構細
9、長結構,同時因應同時因應ITIT行業的產品更新換代快行業的產品更新換代快,競爭激烈競爭激烈,所以材料的選擇必所以材料的選擇必需遵循一下的原則需遵循一下的原則:1.1.流動性好流動性好,可成型肉厚較薄的產品可成型肉厚較薄的產品(如如LCP,PPS,NAYLONLCP,PPS,NAYLON類類)2.2.高強度高強度,抗沖擊性抗沖擊性,3.3.耐高溫耐高溫(SMTSMT焊接制程的需要焊接制程的需要)4.4.優異的電氣性能優異的電氣性能(高絕緣電阻高絕緣電阻,低的介電常數低的介電常數)5.5.冷卻速度快冷卻速度快(縮短成型周期縮短成型周期,提高效率提高效率,節約成本節約成本)6.6.在滿足性能的狀況下
10、在滿足性能的狀況下,盡量選用價格便宜的材料盡量選用價格便宜的材料10/119913ConfidentialDesign Guide10/119914ConfidentialDesign Guide連接器設計常用的塑膠原料特性比較連接器設計常用的塑膠原料特性比較Choice of Plastic Material10/119915ConfidentialDesign GuideChoice of Plastic Material10/119916ConfidentialDesign GuideChoice of Plastic Material10/119917ConfidentialDesig
11、n GuideChoice of Plastic Material10/119918ConfidentialDesign GuideChoice of Plastic Material10/119919ConfidentialDesign GuideChoice of Plastic Material10/119920ConfidentialDesign Guide第二章第二章.端子零件設計端子零件設計Design of Terminal10/119921ConfidentialDesign Guide1.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。2.保持力太大,有兩項
12、缺點:n(1)增加端子插入力,易造成端子變形n(2)增加housing 內應力,易造成housing 變形。3.保持力太小,有兩項缺點:n(1)正向力不夠,造成電訊接觸品質不良,n(2)端子易鬆脫Design of Retainer Force 保持力的作用保持力的作用:固持端子于固持端子于Housing中中,防止脫落防止脫落焊接時焊接時,提供提供Connector,整体保持力整体保持力檢驗端子壓狀況及隔欄強度狀況檢驗端子壓狀況及隔欄強度狀況(耐電壓性能耐電壓性能)10/119922ConfidentialDesign Guiden保持力設計參數包括:塑膠選用,端子卡榫設計,干涉量設計。n s
13、mt type connectors 必須使用耐高溫的塑膠材料,常用的包括:LCP,Nylon,PCT,PPS等。n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。n干涉量通常設計在0.04mm-0.13mm 之間Design of Retainer Force 3-1.3-1.保持力的影響因素保持力的影響因素10/119923ConfidentialDesign GuideDesign of Retainer Force 3-1.3-1.保持力的影響因素保持力的影響因素1.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500 gf 以上的差別。
14、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400 gf的差異。3.干涉量的設計最好介於40 mm-100 mm 之間,因為干涉量小於40 mm,保持力不穩定,大於100 mm,保持力不會增加,干涉量介於兩者之間,保持力呈現性的方式增加,增加的量隨材料及卡榫設計的差異約在30-120(gf/10mm)。10/119924ConfidentialDesign GuideDesign of Retainer Force 3-1.3-1.卡榫的結構設計雙尖點雙邊卡筍單尖平面單邊卡筍單尖雙邊卡筍 單尖單邊卡筍雙尖點單邊卡筍單尖平面雙
15、邊卡筍10/119925ConfidentialDesign GuideDesign of Retainer Force 3-1.3-1.卡榫的結構對保持力的影響卡榫的結構對保持力的影響1.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。2.單邊卡榫較雙邊的保持力大。3.雙凸點較單凸點的保持力大,但不明顯,可以忽略。4.凸點前的導角角度與保持力無關。5.較薄的板片保持力也相對的較低6.總結而論:端子和塑膠接觸面積越大,保持力越大,而且其效果非常明顯。10/119926ConfidentialDesign GuideDesign of Normal Force3-2.3-2.端子正向力設
16、計端子正向力設計鍍金端子正向力:50-100 gf 或小於 100 gf。鍍錫鉛端子正向力必須大於 150 gf。正向力與產品的可靠性有絕對的關係。正向力與接觸電阻有密切的關係。若 PIN 數大於 200 可適度降低正向力。正向力與 mating/unmating force 有關。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。正向力會嚴重影響電鍍層之耐磨耗性。10/119927ConfidentialDesign Guide鍍金端子正向力輿接觸阻抗的關係鍍金端子正向力輿接觸阻抗的關係Design of Normal Force圖示曲線表明圖示曲線
17、表明:當正向力大於當正向力大於5050gf gf後後,接觸阻抗幾乎不隨正向接觸阻抗幾乎不隨正向力而變化力而變化0.010.020.030.040.050.0501001502002500LLCR(mOhm)Normal Force(gf)10/119928ConfidentialDesign Guide端子正向力的設計必需考慮材料的最端子正向力的設計必需考慮材料的最大應力大應力,端子理論應力的計算方法如下端子理論應力的計算方法如下:d:位移量(mm)E:彈性係數(110 Gpa)s:最大應力(Mpa)F:N(50-100gf)*Forming and blanking 端子設計差異及重點F:理
18、論正向力理論正向力Design of Stress Force10/119929ConfidentialDesign Guide理論應力/材料強度永久變形(mm)永久變形輿理論應力的關係永久變形輿理論應力的關係Design of Stress Force10/119930ConfidentialDesign Guide永久變形輿正向力的關係永久變形輿正向力的關係Design of Stress Force10/119931ConfidentialDesign Guiden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。n永久變形量不會造成端子正向力降低,而
19、是端子彈性係數(正向力/位移量)增加。n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2000 cycles.n若產品設計應力高出材料強度很高時很容易產生跪針現象。Design of Stress Force永久變形輿應力的關係永久變形輿應力的關係10/119932ConfidentialDesign GuideDesign of Resistance端子接觸理論端子接觸理論A-spotsApparentcontactareaEffectivecontact areaSURFACE1SURFACE2PPPPPP10/119
20、933ConfidentialDesign Guide幾何接觸形態幾何接觸形態球對平面接觸球對平面接觸圓柱對圓柱接觸圓柱對圓柱接觸圓柱對平面接觸圓柱對平面接觸平面對平面接觸平面對平面接觸Design of Resistance10/119934ConfidentialDesign Guide電流流過端子接觸區域時的總電阻值電流流過端子接觸區域時的總電阻值(RT),是為是為体積電阻值体積電阻值(RB),擠縮電阻值擠縮電阻值(RC),和簿膜電阻值和簿膜電阻值(Rf)的的總和總和RcRfR +111+.CR=bulkRRcfSURFACE1SURFACE2PPPPPPDesign of Resist
21、ance10/119935ConfidentialDesign Guide接觸阻抗接觸阻抗實際阻抗實際阻抗 實際阻抗值=素材阻抗接觸阻抗素材體積阻抗素材體積阻抗L:端子導電長度(mm)A:端子截面積(mm2)s:導電率(%)純銅之電阻係數=17.24110-3 Design of Resistance(Cf,Rk,Ie取值見附頁)10/119936ConfidentialDesign Guide一般材料導電率表Design of Resistance10/119937ConfidentialDesign GuideDesign of Resistance10/119938Confidentia
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- 关 键 词:
- 连接器 设计规范
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