连接器设计手册

1、ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page1Foxconn連接器設計手冊連接器設計手冊Design Guide for ConnectorRevision: APrepared: Smark Huo ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page2 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

2、設計 3-3.銅材選用銅材選用4.高頻設計高頻設計5.電鍍設計電鍍設計6.PCB焊接技術簡介焊接技術簡介OutlineConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page3Characteristic 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 s

3、tyling & Cosmetics)環保環保(Environmental protection & Recycling)ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page4Design 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ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page5機械設計程序機械

4、設計程序 設計流程 工作內容 產生文件 需求評估顧客需求調查概念設計工作規範設計時程安排細部設計加工製造 完成思考可能解決的方式並評估採用何種方案 機構草圖依選用方案座詳細分析決定細部尺寸組合圖 零件圖零件表 製程規劃安排製程進度組裝與試驗成品Design ProcessConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page6Design of Plastic Part第一章第一章. . 塑膠零件設計塑膠零件設計ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page7Design of Plastic Part2-1.2-1.塑膠零件

5、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, ,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ConfidentialDesign Guid

6、eFoxconn10/1199Page8Design 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GoodGoodGoodGoodBadBadBadBadConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page9Design of Plastic Part2-1.2-1.塑膠零

7、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: 0.5D: 0.5 -1.5 -1.5 加強筋高度加強筋高度: : 小於小於5T(5T(一般為一般為2T3T2T3T加強筋間距加強筋間距: 2T3T: 2T3T連接圓弧半徑連接圓弧半徑: R=0.250.4T: R=0.250.4T寬度寬度(W): 0.40.8T(PC/ABS(W): 0.40.8T(PC/ABS小於小於0.5T, 0.5T, ABS ABS為為0.5-0.7T)0.5-0.7T)ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Pa

8、ge10Design 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(d): 0.5 -1.5 -1.5 凸台高度凸台高度: : 小於小於5T(5T(一般一般2.53T)2.53T)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): 0.4T0.8T(W): 0.4T0.8TConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page11Design of Plastic Part2-1.

9、2-1.塑膠零件結構設計塑膠零件結構設計-角撐角撐(Gussets)(Gussets)設計設計ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page12Design 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ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page13Choice 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

10、( (最小的小於最小的小於0.2mm),0.2mm),多多pinpin孔孔, ,細長結構細長結構, ,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: :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) )高強度高強度, ,抗沖擊性抗沖擊性, ,耐高溫耐高溫(SMT(SMT焊接制程的需要焊接制程的需要) )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) )冷卻速

11、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) )1. 1.在滿足性能的狀況下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ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page14MaterialLCPLCPLCPLCPPA6TVendorSumitomoSumitomoPolyplasticsAmocoMitsuiGradeSumikasuperSumikasuperVECTRAXYDARARLEN特性項目(Properties)UnitE6006E6006LE130iG930CH230N1，物

12、理性質(Physical properties)Method顏色 color-BLACKNATURALBLACKBLACKBLACK比重 specific gravity-ASTM D-7921.621.621.611.611.62吸水率 water absorption%ASTM D-5700.020.020.04300-介電常數 dielectric constant-ASTM D-1504.34.33.74.24.0散失因子 dissipation factor-ASTM D-150-0.030.0130.013塑膠材料物性表塑膠材料物性表塑料名稱供貨廠商塑料規格(Specificati

13、on)2，機械性質 (mechanical properties)3，熱性質（thermal properties)4，流動特性 (flow properties)5，電氣性質 (electtrical properties)ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page15結構式NH(CH2)m NHCO(CH2)n-2CO性 質結晶性熱可塑性塑膠，有明顯熔點，Nylon6 Tm為220230，Nylon66則為260270，Nylon本身具吸水基故有吸水性，成形前須乾燥，溫度過高乾燥則尼龍粒變色,1、具高抗張強度2、耐韌、耐衝擊性特優3、自潤性、耐磨性

14、佳、耐藥品性優4、低溫特性佳5、具自熄性缺 點尼龍吸濕性高、長期尺寸精密度及物性受影響,成型時瓦斯汽較多電子電器：連接器、捲線軸、計時器、護蓋斷路器、開關殼座汽車： 散熱風扇、門把、油箱蓋、進氣隔柵、水箱護蓋、燈座工業零件：椅座、自行車輸框、溜冰鞋底座、紡織梭、踏板、滑輸尼龍Nylon(PA66,PA46,PPA,PA6T,PA9T)優 點用 途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 MaterialConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page16結構式為結晶性熱可塑性塑膠，具明顯熔點24526

15、0，在室溫下有優良之機械性能及耐摩擦、磨耗性能。但因Tg低所以其熱機械性能差，一般都添加玻纖以提高耐熱及機械性能，此類稱FR-PET。1、尺寸安定性佳2、機械性能優異3、潛變性小4、電氣特性佳5、耐候性優6、耐有機熔劑、油及弱酸7、耐氣性耐水性好8、具自熄性1、機械性質具有方向性、流動性較高2、結晶速度較慢3、乾燥及加工條件要求嚴格電子電器：斷電器、整流器、線軸、吹風機風口、線軸燈罩汽車：電裝組件、擋泥板、煞車器把手工業零件：冷卻風扇把手缺點用途性質飽和聚酯對苯二甲酸乙酯(PET)優點Choice of Plastic MaterialConfidentialDesign GuideFoxco

16、nn10/1199Page17結構式為高結晶性熱可塑性塑膠，熔點220230，結晶速率比PET快。1、機械性質安定抗張強度與抗張模數和尼龍相似2、摩擦係數小有自潤性3、吸水率低4、電氣性質優良5、尺寸安定性良好6、耐藥品性、耐油性極佳1、Tg(30)低，在荷重下H.D.T.為602、抗衝擊強度不良，一般以玻纖補強為FR-PBT來使用電子電器：無熔線斷電器、電磁開關、馳返變壓器、家電把手、連接器、外殼汽車： 車門把手、保險桿、分電盤蓋、擋泥板、導線護殼、輪圈蓋工業零件：OA風扇、鍵盤、釣具捲線器、零件、燈罩飽和聚酯對苯二甲酸丁酯 ( PBT )缺 點用 途性 質優 點Choice of Plas

17、tic MaterialConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page18結構式性質融點250，結晶體，本色為暗黃色，常加入玻纖作應用。1、耐熱性高2、耐化性強3、尺寸安定性高4、高機械性質缺點吸濕性高，加工前需除濕乾燥1、電子連接器、開關、線圈架2、汽車繼電器、連接器聚對苯二甲酸環乙酯 ( PCT )優點用途Choice of Plastic MaterialConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page19結構式性質非晶體，融點為285，Tg為851、耐熱2、難溶解3、耐藥品性4、耐燃性缺點成形時易產生毛邊,瓦斯氣

18、較多用途1、電器、電子：連接器、線圈架優點聚硫化二甲苯 ( PPS )Choice of Plastic MaterialConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page20結構式性質為半芳香族聚酯，具高強度、高彈性率、低線性膨脹率,為結晶型材料,耐高溫,冷卻速度快1、流動性高2、尺寸安定性佳3、流動性極佳4、耐溶劑性5、高機械強度6、難燃性缺點與流動方向垂直之機械物性較差1、速接器、線圈、開關、插座2、泵零件、閥零件3、汽車燃料週邊零件4、電子爐用容器用途液晶聚合物 (LCP )優點Choice of Plastic MaterialConfidentia

19、lDesign GuideFoxconn10/1199Page21第二章第二章. . 端子零件設計端子零件設計Design of TerminalConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page221. 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

20、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)ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page23n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 smt 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Desig

21、n of Retainer Force 3-1. 3-1. 保持力的影響因素保持力的影響因素ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page24Design of Retainer Force 3-1. 3-1. 保持力的影響因素保持力的影響因素n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。n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。n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 ，

22、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)。ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page25Design 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邊卡筍ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page26Design of Retainer Force 3-1.3-1.卡榫的結構對保持力的影響卡榫的結

23、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。ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page27Design of Normal Force3-2. 3-2. 端子正向力設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

24、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。ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page28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表明: :當正向力大於當正向力大於50gf50gf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

25、而變化0.010.020.030.040.050.0501001502002500LLCR(mOhm)Normal Force(gf)ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page29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22336234bhLFLdEhLdEbhFsF:

26、理論正向力理論正向力Design of Stress ForceConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page300 00.10.10.20.20.30.30.40.40 00.20.20.40.40.60.60.80.81 11.21.21.41.41.61.61.81.82 2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 ForceConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page31端子位移0.9mm05010015020025000.10.2

27、0.30.40.50.60.70.80.9位移(mm)正向力(g)第一次測試第十次測試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 ForceConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page32n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

28、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ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page33Design of Resistance端子接觸理論端子接觸理論A-spotsApparentcontactareaEffectivecontact areaSURFACE1SURFACE2PPPPPPConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page34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

29、接觸平面對平面接觸Design of ResistanceConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page35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)的總和的總和RcRfR +111+.CR=bulkRRcfSURFACE1SURFACE2PPPPPPDesign of ResistanceConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page36接觸阻抗接觸阻抗kefRICR實際阻抗實際阻抗 實

30、際阻抗值=素材阻抗接觸阻抗素材體積阻抗素材體積阻抗ALmRBs31024.17)(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接觸型態球對平面圓柱對平面 圓柱對圓柱 圓柱對圓槽 圓柱對圓柱正交1.499F1.274F1.274F1.274F1.503FF為正向力(gf )eI(Cf, Rk, Ie取值見附頁)ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page37種類JIS編號導電率黃銅C268026%磷青銅C519113%磷青銅C521012%白銅

31、C702538%鈹銅C17445%一般材料導電率表Design of ResistanceConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page38 fC值 取用表 鍍金厚度曲率半徑1inm5inm10inm20inm0.05mm202.138237.953141.756181.7040.1mm263.528236.605235.847275.0270.3mm275.12289.318317.686326.8030.5mm-290.92270.020.75mm262.096290.085308.48427.851.0mm160.118332.8309.343-De

32、sign of ResistanceConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page39 kR值 取用表 鍍金厚度曲率半徑1inm5inm10inm20inm0.05mm4.5214.7525.0644.5930.1mm3.8134.1544.3333.8280.3mm3.0812.9683.222.7890.5mm-2.672.650.75mm3.1283.0112.992.3561.0mm3.2722.5452.721-Design of ResistanceConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page40Choo

33、se of Materialq低接觸電阻與素材電阻而滿足迴路需求q腐蝕電阻須低q確實插入時，須有低摩擦力與良好的導電性q適當的彈性特性q價格須低q傳導性(Conductivity)最小素材電阻q延展性(Ductility)幫助端子之成形q降伏強度(Yield Strength)在彈性範圍內，可擁有大的位移q應力鬆弛(Stress Relaxation)端子於長時間受力或使用於高溫時 q 抗拒負載能力仍能維持q硬度(Hardness)減少端子金屬的磨損銅材選擇基本要求:ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page41特特 性性 項項 目目P P H H O

34、 O S S P P H H O O R RB B R R O O N N Z Z E EC C O O P P P P E E R R A A L L L L O O Y YS S B B 3 3 1 1C C 5 5 1 1 9 9 1 1 R R - - H HS S T T O O L L - - 9 9 2 2理理 論論 值值實實 際際 值值1 1 . . 物物 理理 特特 性性 P P H H Y Y S S I I C C A A L LP P R R O O P P E E R R T T I I E E S S密密 度度 ( ( G G / / C C M M ) ) D D

35、 E E N N S S I I T T Y Y8 8 . . 8 8 3 38 8 . . 9 98 8 . . 9 92 2 . . 化化 學學 特特 性性 C C H H E E M M I I C C A A L LP P R R O O P P E E R R T T I I E E S S化化 學學 成成 份份 ( ( % % ) ) C C H H E E M M I I C C A A L LC C O O M M P P O O S S I I T T I I O O N NS S n n : : 5 5 . . 5 5 0 0 - - 7 7 . . 0 0 0 0N N

36、i i 1 1 . . 3 3 2 2 . . 7 7S S n n 3 3S S n n 2 2 . . 5 5 3 3C C u u + + S S n n + + P P : :S S i i 0 0 . . 2 2 0 0 . . 8 8F F e e 0 0 . . 1 1F F e e 0 0 . . 0 0 7 79 9 9 9 . . 5 5 0 0 M M I I N NZ Z n n 0 0 . . 5 5 1 1 . . 5 5 N N i i 0 0 . . 1 1 N N i i 0 0 . . 1 1 0 0 C C u u 9 9 6 6 . . 3 3P P :

37、 : 0 0 . . 0 0 3 3 - - 0 0 . . 3 3 5 5S S n n 0 0 . . 2 2 0 0 . . 8 8Z Z n n 2 2 Z Z n n 0 0 . . 9 9 2 2 P P b b 0 0 . . 0 0 8 83 3 . . 机机 械械 特特 性性 M M E E C C H H A A N N I I C C A A L LP P R R O O P P E E R R T T I I E E S S抗抗 拉拉 強強 度度 ( ( K K G G / / M M M M ) ) T T E E N N S S I I L L E ES S T T

38、 R R E E N N G G T T H H 6 6 0 0 - - 7 7 0 06 6 5 5 5 5 8 86 6 5 5 . . 3 3延延 伸伸 率率 ( ( % % ) ) E E L L O O N N G G A A T T I I O O N N8 8 % % M M I I N N6 6 % %1 1 1 1 . . 0 0 % %降降 伏伏 強強 度度 ( ( K K G G / / M M M M ) ) Y Y I I E E L L D DS S T T R R E E N N G G T T H H5 5 8 85 5 9 9 . . 7 75 5 9 9 .

39、 . 7 7楊楊 氏氏 系系 數數 ( ( K K G G / / M M M M ) ) Y Y O O N N G G S SM M O O D D U U L L U U S S1 1 1 1 2 2 0 0 0 01 1 3 3 0 0 0 0 0 01 1 3 3 0 0 0 0 0 0硬硬 度度 ( ( H H V V ) ) V V I I C C K K E E R R S SH H A A R R D D N N E E S S S S 1 1 9 9 0 0 - - 2 2 1 1 0 01 1 9 9 0 0 2 2 3 3 0 02 2 0 0 1 1 2 2 0 0

40、8 8金金 屬屬 成成 型型 性性 R R / / t t2 2 ( ( t t = = 0 0 . . 2 2 ) )4 4 . . 電電 氣氣 特特 性性 E E L L E E C C T T R R I I C C A A L LP P R R O O P P E E R R I I T T E E S S導導 電電 性性 ( ( % % I I A A C C S S ) ) E E L L E E C C T T R R I I C C A A L LC C O O N N D D U U C C T T I I V V I I T T Y Y1 1 4 4 % %3 3 8 8

41、% %3 3 0 0 % %2 2 8 8 . . 9 9 8 8 % % 价价 格格 ( ( N N T T $ $ / / K K G G ) ) P P R R I I C C E E1 1 5 5 0 01 1 9 9 8 81 1 3 3 3 3銅材物性表銅材物性表ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page42Choose of Material連接器端子常用銅材l 黃銅 (Brass) - 價格低,導電性佳,機械強度差l 磷青銅(Phosphor Bronze) - 價格中等,導電 性略差,機械強度佳.l 鈹銅(Beryllium Copp

42、er) - 價格高,導電性及 機械強度均佳.ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page43 隨著合金強度增加 : 成型性降低 最小的彎曲半徑:內R=1倍銅板材料厚度 材料沖壓特性 方向與幾何特性Choose of Material端子材料成型性特點ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page44Choose of Material端子彈臂結構形狀端子彈臂結構形狀Reflex SpringRolling Leaf SpringDouble Reflex SpringPre-loaded Contact Spring

43、ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page45Design of Height Frequency第三章第三章. . 連接器高頻設計連接器高頻設計ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page46Height Speed Connector Design Guide 高頻連接器的基本參數:串音:信號在導體內傳輸時受外部電磁波干擾的現象阻抗匹配:高頻信號傳輸時連接器是阻抗不匹配的可能發生點,電感(L):傳輸導體的電感電容(C ):端子之間的雜散電容爬升時間(Tr):信號的爬升時間短-高頻,爬升時間短阻抗匹配困難Con

44、fidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page47Height Speed Connector Design Guide ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page48Height Speed Connector Design Guide ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page49Height Speed Connector Design Guide ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page50Height Speed Connec

45、tor Design Guide ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page51連接器在高頻工作時連接器在高頻工作時,信號的傳輸類似波的行為信號的傳輸類似波的行為,傳輸過程中會發生以下現象傳輸過程中會發生以下現象:散射: 信號可能會在空間散布,影響到臨近的端子,或受外來電磁波的影響,即所謂的串音或電磁干擾(EMI),電磁波的能量形式通常用電感L,電容C來表示,L和C越大,干擾越大1.阻力: 電磁波經不同的環境會有不同的傳輸行為,具體來說,類似直流電的電阻,稱為阻抗(Impedance),阻抗是L和C的組合效應:Z0=L/C ,只有當所有傳輸路徑的阻抗差

46、不多時,傳輸才會順利,否則會發生反射,即阻抗不匹配(Impedance mismatch).爬升時間越短,阻抗匹配越困難Height Speed Connector Design Guide ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page52因連接器之目的即為傳輸信號因連接器之目的即為傳輸信號,而傳輸線的電容而傳輸線的電容,電感取決於導體的几何形狀和介質特性電感取決於導體的几何形狀和介質特性電容電容:C=Height Speed Connector Design Guide AD若是設計不良若是設計不良,則會導致信號傳輸延遲則會導致信號傳輸延遲,訊號扭曲訊

47、號扭曲及阻抗不匹配的現象及阻抗不匹配的現象,信號傳輸的路徑越長信號傳輸的路徑越長,L越越大大,材料材料(輿輿housing材質有關材質有關)的介電常數越大的介電常數越大,C越大越大,所以高頻連接器的設計必需考慮端子的形所以高頻連接器的設計必需考慮端子的形狀和材料的選擇狀和材料的選擇ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page53第四章第四章. . 連接器電鍍的功能和目的連接器電鍍的功能和目的Design of PlatingConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page54Design of PlatingCONTA

48、CTCONTACT的功用的功用CONTACTCONTACT的要求的要求電鍍的目的功用電鍍的目的功用鍍鎳鍍鎳素材打底素材打底保持力保持力平整底材平整底材避免形成界面混合物避免形成界面混合物提高硬度提高硬度隔離金和銅隔離金和銅五金零件外觀五金零件外觀外觀外觀保証外觀保証外觀鍍金鍍金連接連接接觸阻抗小接觸阻抗小提高導電性能提高導電性能價值高價值高壽命長壽命長a.a.防止腐蝕防止腐蝕b.b.提高表面硬度和耐提高表面硬度和耐磨性能磨性能鍍錫鉛鍍錫鉛固定焊接固定焊接焊接性能好焊接性能好提高焊錫性能提高焊錫性能五金零件外觀五金零件外觀外觀外觀保証外觀保証外觀連接器電鍍的功能和目的ConfidentialDe

49、sign GuideFoxconn10/1199Page55第五章第五章. PCB. PCB焊接技術簡介焊接技術簡介Welding Between Connector And Printed Circuit Board ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page56一.分類說明: 按與母板(P.C.B)焊接方式焊接方式不同,PC連接器可分為鍍層穿孔(Plated Through Hole)和表面粘著(Surface Mount)兩種. 1.鍍層穿孔(簡稱T/H). T/H是把圓形,矩形,四方插腳(Solder Tail)插在P.C.B的通孔里,過波峰焊

50、(Wave Solding)焊在P.C.B上的技術. T/H的特點是:結構簡單,操作方便,對材料要求不高,成本較低, 因而應用廣泛. 缺點是:需要穿孔,故P.C.B只能單層安裝元件.PCB組裝的分類Welding Between Connector And Printed Circuit Board ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page572.表面貼裝表面貼裝(簡稱SMT) SMT是在P.C.B上使用焊錫墊(Solder Pad),使其高溫融化與連接器管腳焊在一起的技朮.它的優點是它的優點是:可以雙面安裝,增加P.C.B使用面積層數,使其 布線更

51、合理,更緊湊.它的缺點是它的缺點是:安裝定位要求高,需要耐高溫材料,如(PA6T. PPS.LCP等),成本較高.Welding Between Connector And Printed Circuit Board ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page58印刷電路板電阻積體電咯IC焊點焊墊(a)傳統零件之焊點結構印刷電路板焊點焊墊電阻(b)SMT零件之焊點結構Welding Between Connector And Printed Circuit Board ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page

52、59錫腳直径d (mm) PCB板孔孔径D (mm)0.50.80.50.60.90.60.710.70.91.20.91.11.4，1.6錫腳直径与PCB板孔的配合关系錫腳直径与PCB板孔的配合关系對於T/H焊接,一般焊錫腳輿PCB板孔的間隙在0.20.4mm之間最為合適,推薦使用的焊錫腳大小見附表; 端子腳露出PCB的長度:一般要保證良好的焊接效果,端子腳長度需高出PCB板0.8mm以上Welding Between Connector And Printed Circuit Board ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page60SMT之優點

53、1,可使封裝密度提高50%-70%; 2,可將多個零件合並於一個SMA相; 3,可用更高腳數之各種零件; 4,提高傳輸速率; 5,組裝前無須任何準備工作; 6,具有更多且快速之自動化生產能力; 7,減少零件貯存空間; 8,節省製造廠房,且總成本降低.Welding Between Connector And Printed Circuit Board ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page61發料Parts Issue基板烘烤Barc Board Baking錫膏印刷Solder Paste Printing泛用機貼片Multi Function

54、Chips Mounring 迴焊前目檢Visual Insp.b/f Reflow熱風爐迴焊Hot Air Solder Reflow修理Rework/Repair迴焊后目檢測試品管入庫Stock修理Rework/Repair點固定膠Glue Dispensing高速機貼片Hi-Speed Chips Mounting修理Rework/RepairSMTSMT技術組裝流程圖技術組裝流程圖Surface Mounting Technology Process Flow ChartSurface Mounting Technology Process Flow ChartConfidential

55、Design GuideFoxconn10/1199Page62Slope:Keep the slope low to minimize motherboard warping during preheat.Peak temp215+/-5deg CSlops 3deg-C/secTime liquidus 45-90 secondsSlop 3deg-C/secHold at 130-160 deg C for approx.2 minutes183 CBoard Temp(升溫區)(恆溫區)(溶解區)(冷卻區)Time 130-160C range:Extended period allo

56、ws board temperature to stabilize(warp) and allows flux to finish cleaning prior to reflow.Also help minimize thermal of reflow.SMT ProcessConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page632502001501005000326496128160192224256288320352384焊接曲線焊接曲線Reflow profilesConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page641

57、.平面度要求平面度要求: 平面度是SMT連接器最重要的參數之一.如果變形大,就會在P.C.B上 虛焊,漏焊.它一般受TAIL本身平面度.焊錫墊平面度及塑膠本体之變形等影響.在檢測方面有CCD2.TAIL真直度要求真直度要求: 因為客戶P.C.B上焊錫墊的寬度及位置是固定的.如果TAIL之真直度不符規格,則會造成錯焊.斜焊等嚴重不良.3.導通要求導通要求: 連接器最基本功能是導通,SMT連接器因其PITCH小,端子強度較弱,故導通測試實驗上較難掌握,治具檢測方法不當,即會造成TAIL和BELLOW變形.4.塑膠耐焊錫熱變形要求塑膠耐焊錫熱變形要求: SMT連接器的焊接一般要經過兩次高溫,其不良主

58、要表現在過焊錫后變形超過規格及塑膠本身起泡而影響焊接品質,克服此不良主要從材料,成型條件,成型机台方面考慮.SMTSMT對連接器功能的要求對連接器功能的要求ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page655.其它要求其它要求: 比如金屬絲.因為SMT連接器的PITCH小,如果金屬絲的長度超過PITCH,則可能錯接造成短路.一般金屬絲是由于折CARRY造成,解決方法有把打V-CUT結構折CARRY方式改為切CARRY方式或者盡量減少V-CUT處寬度,使其金屬絲減至最短及杜絕.SMTSMT對連接器功能的要求對連接器功能的要求ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page66第六章第六章. . 錫膏輿助焊劑錫膏輿助焊劑ConfidentialDesign GuideFoxconn10/1199Page67Soldering Tin Paste And Flux焊膏的分類焊膏的分類