连接器基本知识介绍

1、2021/8/41 連接器基本知識介紹連接器基本知識介紹 2021/8/42 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 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; HOUSING CONTACT 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

2、片, COVER 等 其他組成部分. Rear Shield For K-FTB Rear Shield For K-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 CONN 2021/8/48 l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

3、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（LevelsofPackaging),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

4、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， 2021/8/49 2021/8/410 Level1 vLevel 1: Package To Boar

5、d (電路封裝對電路封裝對PC板板) CPU Socket 2021/8/411 Level2 lLevel 2: Board To Board (PC板至PC板) lMemory Card To Motherboard: SIMM, DIMM, DDR Socket 2021/8/412 MemorySocket產品結構產品結構 2021/8/413 MemorySocket產品結構產品結構 2021/8/414 Level2 lLevel 2: Board To Board (PC板至PC板) lAdd On Card To Motherboard: AGP, PCI, ISA, MCA,

6、 EISA, AMR, CNR Edgecard 2021/8/415 Level2 lLevel 3: Subsystem To Subsystem (次系統至次系統) lPower Supply Connection: Power Header, Socket lFDD, HDD, CD-ROM, DVD Connection Header, Socket Header 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

7、K FTB CONNK FTB CONN 12P AV CONN12P AV CONN PAL PAL 轉換連接器轉換連接器 2021/8/425 3P Rca Jack 3P Rca Jack ContactContact Pin Housing Pin Housing Shielding Shielding PWB PWB Upper CoverUpper Cover Lover CoverLover Cover 2021/8/426 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

8、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

9、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。 2021/8/427 l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 l端子強度端子強度(Contact strength):(Contact stren

10、gth):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。 2021/8/428 l環境性能環境性能:連接器需能在一定惡劣程

11、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

12、 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

13、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。 2021/8/429 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

14、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 2021/8/430 l高檔次產品接觸區域的關鍵部位-電接觸點用貴金屬鍍層材料 材料材料優點優點缺點缺點 金 (Au)低接觸電阻, 耐氧化好,

15、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”, 所以加入少量的鉛與錫進行共沉積電鍍, 然 後用加熱

16、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。 2021/8/431 l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279 PA9T尼龍9T265 PA6T尼龍6T280 PCT聚對苯二甲酸環乙烷二甲酯280 PPS聚苯硫醚275 PA66尼龍66260 PBT

17、聚對苯二甲酸丁二脂220 2021/8/432 塑膠優點 缺點 LCP LFH 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

18、度 可能會碎。塑造時易溢料。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 2021/8/433 l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. 2021/8/434

19、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: : 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

20、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 2021/8/435 l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/SHOR T 測 試 終 檢包 裝平面度檢查 典型端子裝配流程 2021/8/436 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 2021/8/437 自自 動動 裝裝 配配 機機 包包 裝裝 機機 2021/8/438 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 (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) 2021/8/439 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