电子连接器设计.pptx

2.3 臨界應力設計實例
2.3 臨界應力設計實例
位移(mm)
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
最大應力 (Mpa)
理論值 297
FEM 525
理論值/ 材料強度
0.4
445 787
0.6
594 1050 0.8
742 1312 1.0
来自百度文库
891 1575 1.2
1040 1838 1.4
2.1 端子應力設計實例
材料強度 = 750 Mpa 大小端子應力值 (1) 703 Mpa (2) 1111 Mpa (3) 1244 Mpa (4) 1355 MPa
2.2 最大應力設計
最大應力＜材料強度( 680-780 MPa for C5210EH )。 FEM 分析所得之最大應力含應力集中效應，通常
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。
17
1.2 正向力與接觸電阻關係
50.0 40.0 30.0
T:0.15 R:0.30 Au: 1 Sample 1 Sample 2 Sample 3 Sample 4 Sample 5
LLCR ( mOhm )
20.0
10.0
0.0
影響，因此應力集中會造成永久變形。 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。 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. 以上測試是在實驗室環境下所測得之案例，若產品設 計高出材料強度很高時很容易產生跪針現象。
1188 2100 1.6
1337 2363 1.8
1485 2625 2.0
永久變 形量 (mm) 0 0.01 0.02 0.05 0.09 0.15 0.20 0.27 0.34
Cycle No.
>10000 >10000 >10000 >10000
8000 5000
2000
2.4 正向力結果之比較
會大於 nominal stress ，因此應排除應力集中效應。
20
2.1 端子應力設計基礎
F
dEbh
3
理論正向力
4L3
3dEh 2L2
F
6L bh 2
d : 位移量 (mm)
理論最
大應力
E : 彈性係數 (110 Gpa)
: 最大應力(Mpa)
* Forming and blanking 端子設計 F : N(98gf) 差異及重點
0
50
100
150
200
250
Normal Force ( gf )
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2.1 端子應力設計實例
材料強度 = 750 Mpa 大小端子應力值 (1) 703 Mpa (2) 1111 Mpa (3) 1244 Mpa (4) 1355 MPa
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2.2 最大應力設計
最大應力＜材料強度( 680-780 MPa for C5210EH )。 FEM 分析所得之最大應力含應力集中效應，通常
3.3 保持力實驗設計
3.4 卡榫的設計變數
卡榫的設計變數包括：
– 單邊與雙邊 – 單凸點與雙凸點 – 凸點平面寬度(4,8 mm) – 凸點插入角度(30, 60) – 前後凸點高度差(0.02, 0.04
電子連接器設計
15
設計要件
1. 正向力設計 2. 最大應力設計 3. 保持力設計 4. 接觸電阻設計 5. 金屬材料選用 6. 應力釋放設計
16
1.1 正向力設計
鍍金端子正向力：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，
0.3
永久變形量 0.2
(mm)
0.1
0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
理論應力 / 材料強度
2.6 永久變形和正向力之關係
正向力(g)
端子位移0.9mm
250 200 150 100 50
0
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 位移(mm)
會大於 nominal stress ，因此應排除應力集中效應。 高應力設計的趨勢：Connector 小型化的趨勢，使
端子最大應力已大於材料強度，如何在臨界應力下 設計端子是重要課題。 臨界應力的設計應以理論應力值為基礎來設計，所 考慮的因素包括：位移量，理論應力，永久變形量， 反覆差拔次數。
第一次測試 第十次測試
2.7 端子反覆耐壓實驗
正向力(g)
端子位移0.7mm
250 200 150 100 50
0 1
1001 2001 3001 4001 5001 6001 7001 8001 9001 Cycle數
2.8 臨界應力設計討論
以理論方式計算之正向力非常接近實驗值。 永久變形受 FEM 最大應力值影響，也就是應力集中之
“”“”“”“”“”“”3.1 保持力設計 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。
保持力太大，有兩項缺點：
– (1)增加端子插入力，易造成 端子變形
– (2)增加housing 內應力，易 造成housing 變形。
保持力太小，有兩項缺點：
– (1)正向力不夠，造成電訊接 觸品質不良，
– (2)端子易鬆脫
3.2 保持力設計參數
保持力設計參數包括：塑膠選用，端子卡榫設 計，干涉量設計。
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。
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。
干涉量通常設計在40 mm-130 mm 之間
500.0
450.0 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0
50.0
Normal Force(Excel;g)
Normal Force(FEM:g)
Normal Force(Measure;g)
0.0
0
0.5
1
1.5
2.5 理論應力與永久變形之關係
0.4