电子连接器设计基础

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1、電子連接器設計基礎課程電子連接器概論連接器定義連接器之基本要求連接器的組成連接器各組成之功能電子連接器定義電子連接器是一種電子機械的系統，此系統提供一種可分離的連接方式，在兩線路間沒有訊號失真或能量損失的情形下，進行穩定且長時間的訊號傳輸。基本上，其目的是提供一低且穩定的電阻電子連接器的組成連接器的本體（TheConnectorHousing）端子的彈臂（TheContactSpring）端子的接合面（TheContactInterface）端子的電鍍（TheContactFinish）鐵殼(ShieldingCase

2、)卡扣(Latch)電子連接器之基本要求維持穩定且足夠的正向力破壞表面的薄膜移除（displacement）掉污染物減少或去除微振動滑擦（frettingmotion）防止污染物的侵入維持端子電鍍層的完整性提供足夠之插入/拔出力(inserting/withdrawforce)端子的接合面接合面的型態（Interfacemorphology）接觸阻抗（Contactresistance）摩擦/耐久性（Friction/Durability）Influencedby:NormalForce,ContactGeometry,

3、BaseMaterialSelection端子的電鍍作用保護端子的彈臂（Protectthecontactspring）使端子接合面完美（Optimizethecontactinterface）連接器的本體作用絕緣端子（Electricallyinsulatescontacts）尺寸的控制（Dimensionalcontrol）機械結構的支持（Mechanicalsupport）環境的屏障（Environmentalshielding視覺上的美觀要求（Visualappeal）端子的彈臂作用傳導電能或訊號（Conduct

4、spowerorsignal）提供可分離面的正向力（Providesseparableinterfacenormalforce）提供永久/半永久的終端（Providespermanent/semipermanenttermination提供電氣的穩定性（Provideselectricalstability）ApplicationInterrelationshipsTemperature:Acceleratescorrosion,filmformation,lossofcontactpressureHumidity:Ac

5、celeratescorrosionandfilmformation,degradeshousingHarshEnvironments:Porecorrosion,edgecreep,surfaceparticulatescorrosionDurability:WearVibration:Chatter,Databitloss,frettingcorrosion連接器設計要件正向力設計最大應力設計保持力設計接觸電阻設計金屬材料選用應力釋放設計正向力設計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。正向力

6、與mating/un-matingforce有關。正向力與振動測試時之瞬斷有密切的關係，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。一般正向力要求鍍金端子正向力：80~100g。鍍錫鉛端子正向力必須大於150g。正向力與接觸電阻關係端子應力設計d:位移量(mm)E:彈性係數(110Gpa)s:最大應力(Mpa)F:N(98gf)理論最大應力理論正向力Formingandblanking端子設計差異及重點*FormingtypeBlankingtype最大應力設計最大應力＜材料強度(680-780MPafo

7、rC5210EH)。FEM分析所得之最大應力含應力集中效應，通常會大於nominalstress，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。永久變形和正向力之關係端子反覆耐壓實驗臨界應力設計討論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2000cy

8、cles.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：增加端子插入力，易造成端子變形增加housing內應力，易造成housing變形。保持力太小，有兩項缺點：正向力不夠，造成電訊接觸品質不良。端子易鬆脫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