SIM卡连接器产品设计规范

产品设计规范Doc.No.DF-299-0002Rev.ASIM卡连接器SheetPAGE\*Arabic10/18PAGE 产品设计规范ProductDesignSpecification(产品描述)ProductDescription:SIM卡连接器系列(制作人/日期)Written/Date:(审核/日期)Checked/Date:(核准/日期Approved/Date:版本

Rev.变更单号ECNNO.发行描述IssueDescription制作/日期Written/Date审核/日期

Checked/Date核准/日期Appd./DateA初版发行1目的该文件以现有产品设计和改善经验为基础，为手机SIM卡连接器新产品设计提供较成功的设计指导，从而避免发生设计失效，并缩短开发周期和节约开发成本2SIM卡简介SIM卡是一种符合ISO标准的微型智能卡（SmartCard，俗称IC卡），IC卡内部装有微机集成电路，能够实现计算和安全存储信息，而SIM卡是专门供手机使用的IC卡.SIM卡中存有公司提供的用户业务和服务信息等重要资料。当手机开机后，机内系统就与SIM卡进行通信，获取相关的服务信息。手机SIM卡尺寸定义及PIN定义:数据线输入/输出（I/O）、复位线（RST）、时钟（CLK）、编程电压（VPP）、电源（VCC）和地（GND(SIMCARD在手机中的使用)3产品分类序号序号类型图片组成零件1方块型端子，塑胶2带挂钩型端子，塑胶,挂钩3带铁壳型端子，塑胶,铁壳4带侦测PIN型端子，塑胶,铁壳，开关PIN5PUSH-PUSH型端子，塑胶,铁壳，开关PIN,滑块，弹簧，连杆序号序号类型图片组成零件6掀盖型端子，塑胶,铁壳7破（沉）板型端子，塑胶,铁壳8910双层型端子，塑胶,铁壳2IN1(SIM+TCARD)端子，塑胶,铁壳，开关PIN,滑块，弹簧，连杆3IN1(2SIM+TCARD)端子，塑胶,铁壳主要功能参数序号序号项目要求参数备注1额定电流0.5A/DC2额定电压5V/DC3接触阻抗50MILLIONHMMAX.4耐电压500VACr.m.s5671099绝缘阻抗1000MEGOHMSMIN耐久性1500-10000次视客户要求端子正向力20-80gf/pin视客户要求,有些要求24H端子保持力大于100gf/pinMOLDING端子不测保持力盐雾测试8H(最小)视客户要求平面度0.10mm最大视客户要求,有些要求0.08mm55SIMCARD连接器之平面度设计因SIMCard连接器需以SMT方式焊接于PCB上,故焊脚的平面度水平成为决定SIMCard连接器焊接性能的重要指标,目前一般客户均要求SIMCard连接器焊脚平面度<0.10mm,有些客户要求<0.08mm.5.1方块型平面度设计方块型连接器主要管控端子焊脚共面度塑胶本体的平面度水平是决定成品平面度的关键因素端子组装方式决定端子间相对共面度端子吃锡角度做正角度管控.5.25.2带铁壳产品平面度设计带有铁壳的连接器还要增加铁壳焊脚的共面度铁壳组装后除须考虑其本身焊脚的平面度,还要确保其相对端子焊脚的共面度铁壳角度设计(所有铁壳脚共面度0.03mm以内)端子&铁壳需设计高出塑胶面0.05~0.10mm.6SIMCARD连接器之塑胶结构设计6.1塑料设计时为获得良好的平面度应遵守以下原则:塑料肉厚设计均匀。保证塑料最小肉厚：LCP材料E6807,6808,MG350,E481i,E471i最小肉厚为0.12mm,E130i为0.14mm,S475最小肉厚为0.10mm。PA系列材料为0.15mm。Insertmolding结构insert区域塑料肉厚上下应保证一致(至少0.15mm).(a)应遵循肉厚均匀原则(b)(a)应遵循肉厚均匀原则(b)组装式结够要考虑最小肉厚,一般要求端子与端子之间要大于0.30mm.(c)Insertmolding区域塑料，上下肉厚尽量保证一致.进胶点设计:进胶点设计是塑胶获得良好平面度的重要因素,也是塑胶在IR受热过程中获得良好耐热变形性能的重要因素.注:塑胶在射出时平面度控制在0.04mm以内,IR后控制在0.08mm以内。进胶口尺寸:0.5mm胶口类型:潜胶口6.3借助模流分析若无可靠的经验作为参考,则需使用模流分析做开模前的塑胶结构验证,并依据模流分析结果对产品的塑胶结构做修改调整.模流分析:分析得出最合理的进胶点位置及大小.最合理的成型条件.X,Y,Z方向的翘曲变形及趋势.结合线位置etc.7SIMCARD连接器之端子保持力设计端子保持力规格一般要求50gf-100gf/pin,具体视客户要求定端子压入式组装可采用“撕破”结构以增加保持力侧插式采用倒刺固定,INSERTMOLDING方式无保持力要求.侧插式侧插式压入式INSERTMOLDING式“撕破”INSERTMOLDING式为获得相应保持力之要求,端子卡刺可设计0.03-0.07mm的干涉量,干涉量太大会使塑胶在组装后内应力大,IR后易产生变形.对于molding型的端子，只需于端子上设计一个0.05mm的缺口或卡点即可.如下图:8SIMCARD连接器之铁壳设计铁壳与塑胶配合结构设计设计上要求铁壳在运输,取放过程中不得脱落,故在设计铁壳时需有足够的保持力量(此力量无特别规范,满足可靠性要求即可).侧插式-“卡死”结构上插式-“卡死”结构目前设计上均采用侧插式-“卡死”结构上插式-“卡死”结构注意事项注意事项:塑胶与铁壳单边需有0.05mm间隙,防止铁壳将塑胶夹变形.(I此问题IR后更容易体现)(为方便组装(为方便组装,要求扣点位置有0.05mm的间隙)(为方便组装,要求扣点位置有0.03mm的间隙)8.28.2铁壳一般结构设计要求(6)防呆(1)SIMCARD标示(2)插卡方向标示(5)开孔(3)加强筋(7)内侧倒C角铁壳结构设计需尽量包含以下内容:(1):SIMCARD标示:提示客户卡的使用方向.(2):插卡方向标示.(3):加强筋:加强铁壳,提高端子接触性能(4):手指位置:方便取卡(5):开孔:防止端子与铁壳接触产生短路(6):防呆:防止反插卡破坏产品(7):内侧倒C角(有些做翻边,如下页lead–in设计)(8):LOGO:公司标志(9)SIM制程真空吸嘴位置,尺寸大于￠3.50mm(8)logoc.插卡口尺寸设计插卡口尺寸一般设计为0.90+0.10/-0.05mm(9)SMT制程真空吸嘴位置8.3插卡引导结构设计8.3插卡引导结构设计铁壳在设计上应做引导结构(Lead-in)设计,以确保SimCard可水平&顺畅插入,防止插卡倾斜造成垮pin,一般设计lead-in>0.10mm,Angle<50°8.4铁壳材料选用与表面处理一般选用不锈钢SUS304系列8.4铁壳材料选用与表面处理一般选用不锈钢SUS304系列,硬度等级为1/2H,3/4H,H等.铁壳厚度薄的选H的硬度等级,以获得好的强度性能,如T=0.10mm;铁壳厚度较厚的选1/2H或3/4H的硬度等级,如T≥0.15mm;表面处理:底层镀镍80~120u”,焊接区域镀金:1u”MIN.也有镀全锡产品，优点为成本低，但IR后表面锡熔化，外观不好看.(视客户要求而定)镀金区(单面刷金)接觸電阻設計包括兩部分：1.接觸電阻設計包括兩部分：1.端子材料電阻2.接觸端電阻材料電阻計算:L:端子導電長度(mm)A:端子截面積(mm2)ó:導電率(%)接触点電阻計算:F(gf):端子正向力注:磷铜系列(C5191,C5210)导电率为13%,BeCu和C7025可达到40%,基于成本考量，优先选用磷铜系列.做到规格范围内即可.(50MILLIONHMMAX.)对于环形结构在导通路径中应采用并联设计.最小材料宽度大于0.10mm.GooddesignBaddesign>0.10mm选用高导电率金属材料(C17200Series,C7025等).尽量缩短导通循环路径.导通循环路径中材料宽度至少应大于0.10mm.1010SIMCARD连接器之端子正向力&最大应力设计(I)正向力是决定端子是否可以稳定导通的重要因子,一般SIMCard端子需保证正向力>20gf,同时要求正向力<80gf以防止将SimCard金手指磨损.端子结构设计SIMCard压持结构设计(SIMCARD在插卡槽内有间隙)端子弹高在插拔时产生的永久变形(塑性变形)是决定端子性能的关键因子,设计时应列入重点考虑端子弹片高度是决定端子工作范围的关键因子.(卡插入后卡的金手指与端子接触,端子的弹性变形＞0.30mm)铁壳上增加弹片or凸筋(0.05-0.07mm)等辅助结构可增大端子在工作状态下的接触力增加Spring压住SimCard插卡槽尺寸:0.90+0.10/-0.05mm(＞0.30mm)正向力SIMCARD连接器之端子正向力&最大应力设计(II)端子结构设计上应采用从根部到头部逐渐变窄的结构设计,可使端子应力分布均匀,增大弹高值,降低永久变形,进而达到增大正向力的目的.Stresscontourinthemax.deflectionStresscontourinthemax.deflection部份产品受高度限制或正向力范围小,造成端子的偏差量不够,使得正向力无法满足Spec要求,在设计上可采用预压结构设计来提高正向力.侧边T-bar侧边T-bar结构SIMCARDSIMCARD连接器之端子正向力&最大应力设计(III)端子正向力&理论最大应力设计计算:理論正向力理論最大應力d:位移量(mm)E:彈性係數(110Gpa)最大應力pa)F:N(98gf)端子正向力的计算因误差较大，现一般使用SIMULATION软件做分析替代计算.(下页介绍)端子弹高在最大下压状况下其根部将产生最大应力(理论最大应力),此应力与材料屈服强度的比值关系到端子产生的永久性塑性变形(如下图)以及耐久性能.(理論應力/材料強度)永久變形量(mm)SIMCARD连接器之端子正向力&最大应力设计(IV)使用SIMULATION分析端子正向力&理论最大应力(已知端子位移求反作用力，即得到端子正向力.)注:材料越薄,端子力臂越长,则应力越小.1111SIMCARD连接器之端子结构设计注意事项(I)在Y方向,为防止端子发生垮pin,需满足:f*sin()-N*cos()<0,u*sin()<cos()tan()<1/u<arctan(1/u)设u=0.30,<73.3°.一般设计<50°.球形SIMCARD有多个方向插卡要求,接触端的球面要设计的圆滑平顺.尺寸参考上图计算.SIMCARDSIMCARD连接器之端子结构设计注意事项(II)注意事项:(1)若端子有凸胞设计,则要求凸胞平面过渡平滑;(图一)(2)一般要求端子头部应沉入塑胶>0.05mm.(图二)(3)端子接触最高点压到与塑胶面平齐后,端子尾部离塑胶底面的距离要＞0.10mm.避免与PCB产生干涉,破坏PCB线路.(图三)SIMCard结合面平滑过渡SIMCardD>0.05mm(图一)(图二)(图三)(最高点与塑胶平齐)12SIMCARD连接器之端子材料选用与表面处理(I)端子材料一般选择磷铜C5210系列,硬度等级EH,SH;优点为价格便宜,屈服强度好.若端子(最大应力/材料屈服强度)的比值＞1.2倍,且力臂不能再加长,材料厚度不能再减薄,则考虑使用C7025或铍铜等屈服强度更好的材料.SIMCARD连接器之端子材料选用与表面处理(II)端子表面处理如下:接触区域:一般要求镀金15u″;因为镀金与成本有直接关系,有些客户要求镀金3u″,5u″不等,视客户要求而定.焊接区域:一般要求镀金1u″或镀锡80u″min;视客户要求及电镀工艺要求,优先选择镀锡,成本低,产品焊接吃锡性好.底材电镀:50u″镍底全区覆盖.接触区接触区焊接区焊接区1313SIMCARD连接器之开关PIN设计部份SimCard连接器会应客户要求设计开关(Switch)结构,开关主要作用为在SimCard插入或拔出时提供一讯号变化,使系统可以判断SimCard是否已插入或拔出.SimCard使用的开关可分为″常开式″&″常闭式″两种.以接触方式可分为压接式和滑动式.开关失效模式分为:开路正向力不足或开关撘接不上短路开关无法分离设计上应注意:1)常开式应设计双弹性端子可增加接触工作范围2)常闭式,单驱动应设计单弹性端子可确保开关打开3)端子固持稳固4)正向力>25gf(使用simulation分析)压接式滑动式初始最后固定端子移动端子常闭式,单驱动开关应设计单弹性端子(常开式)(常闭式)14掀盖式SIMCARD连接器之结构设计(I)掀盖铁壳除了用来压持SIM-Card,确保SIM-Card端子的可稳定连接,并在SMT贴片制程中可起到吸取的作用，还有以下作用:1)铁壳上凸包在装入卡后起锁扣作用.2)铁壳上转轴在装入卡前使铁壳翻转开且不脱离塑料.铁壳拔出力铁壳拔出力(removeforce)设计注意点:铁壳凸包上直线段长度尽可能增加(建议值>0.50mm).凸包与金属件干涉量尽可能增加(建议值>0.45mm).与凸包可能接触位置的金属件强度应尽量增强.GooddesignLBaddesignL1注意事项:L>L1,当直线段长度小时更容易从金属件中滑出,不会提供较好的removeforce.建议值:>0.50mm.干涉距离设计拔出力Keymessage:金属件与cover干涉量尽可能的增加,使铁壳在受到外力时不易滑出塑料.建议值:>0.45mm.掀盖式SIMCARD连接器之结构设计(IV)掀盖铁壳拔出力(removeforce)simulation分析:Fix1耳扣焊脚固定.Fix2端子焊脚固定.Rigidsurface模拟铁壳上的凸包.Spring1模拟铁壳在X方向的弹性值.Spring2模拟铁壳在Y方向的弹性值.RemoveforceRemovefo