连接器的设计资料

50.0
正 向 力 與 接 觸 電 阻 關 係
27
T:0.15 R:0.30 Au: 1 Sample 1
40.0
Sample 2 Sample 3 Sample 4 Sample 5
LLCR ( mOhm )
30.0
20.0
10.0
0.0 0 50 100 150 200 250
Normal Force ( gf )

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1.2 塑膠出模角度設計
塑胶产品在设计上通常会为了能够轻易的使产品 由模具脱离出来而需要在边缘的内侧和外侧各设 有一个倾斜角“出模角”，否則模具在塑料成型 後需要很大的开模力才能打开，而且，在模具开 启後，产品脱模过程十分困难。 产品在产品设计時已预留出模角及所有接触产品 的模具零件经过高度抛光的话，脱模就变成轻而 易举的事情。因此，出模角的考虑在产品设计的 过程是不可或缺的

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產 品 粘 前 後 模 的 應 用
9
因注塑件冷却收缩後多附在後模上， 为了使产品壁厚平均及防止产品在 开模後附在较热的前模上，出模角 对应於前模及後模是应该相等的。 不过，在特殊情况下若然要求产品 於开模後附在前模的话，可将相接 凹模部份的出模角尽量减少，或刻 意在前模加上适量的倒扣位。


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原 理 扣 位 的 操 作
4
扣 位 功 能 與 分 類
如以功能來區分，扣位的設計可分為 成永久型和可拆卸型兩種。永久型扣 位的設計方便裝上但不容易拆下，可 拆卸型扣位的設計則裝上、拆下均十 分方便。 其原理是可拆卸型扣位的勾形伸出部 份附有適當的導入角及導出角方便扣 上及分離的動作，導入角及導出角的 大小直接影響扣上及分離時所需的力 度，永久型的扣位則只有導入角而沒 有導出角的設計。 若以扣位的形狀來區分，則大致上可 分為環型扣、單邊扣、球扣等等，其 設計可參閱下圖。
厚 度 与 加 强 筋 的 关 系
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2.1 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
正向力(g)
位移(mm) 第一次測試 第十次測試
端 子 反 覆 耐 壓 實 驗
端子位移0.7mm 250
正向力(g)
200 150 100 50 0 1 1001 2001 3001 4001 5001 6001 7001 8001 9001 Cycle數
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臨界應力設計討論
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。 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。
連接器設計技術講解(上)
1
設計要點
1、塑膠件設計 2、五金件設計
2
1.1 塑膠扣位設計

扣位提供了一種不但方便快捷而且經濟的產品裝配 方法，因為扣位在生產成品的時候同時成型，裝配 時無須配合其他如螺絲、介子等緊鎖配件，只要需 組合的兩邊扣位互相配合扣上即可。 扣位的設計雖可有多種幾何形狀，但其操作原理大 致相同：當兩件零件扣上時，其中一件零件的勾形 伸出部份被相接零件的凸緣部份推開；及後，藉著 塑膠的彈性，勾形伸出部份即時復位，其後面的凹 槽亦即時被相接零件的凸緣部份嵌入，此倒扣位置 立時形成互相扣著的狀態，請參考扣位的操作原理 圖。

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保 持 力 設 計 參 數
保持力設計參數包括：塑膠選用，端 子卡點設計，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。 端子卡點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
r_F＝42 I－ 1
r_F＝29 I＋ 58
r_F＝54 I－ 89
r_F＝44 I＋ 12
r_F＝40 I－ 5
B03
r_F＝27 I＋ 147
r_F＝74 I＋ 222
r_F＝35 I＋ 4
r_F＝43 I＋ 196
r_F＝40 I＋ 6
r_F＝77 I＋ 270
r_F＝47 I＋ 146
r_F＝73 I＋ 646
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。 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。

1.3 塑膠加強筋設計
加强筋在塑胶部件上是不可或缺的功能部分。 加强筋有效地如『工』字铁般增加产品的刚性 和强度而无需大幅增加产品切面面积。 加强筋更可充当内部流道，有助模腔充填，对 帮助塑料流入部件的支节部份很大的作用。

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加 強 筋 的 形 狀
加强筋一般被放在塑胶产品的非接触面， 其伸展方向应跟随产品最大应力和最大 偏移量的方向，选择加强筋的位置亦受 制於一些生产上的考虑，如模腔充填、 缩水及脱模等。 加强筋的长度可与产品的长度一致，两 端相接产品的外壁，或只占据产品部份 的长度，用以局部增加产品某部份的刚 性。 加强筋没有接上产品外壁的话，末端部 份亦不应突然终止，应该渐次地将高度 减低，直至完结，从而减少出现困气、 填充不满及烧焦痕等问题，这些问题经 常发生在排气不足或封闭的位置上。

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卡 點 的 設 計 變 數
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卡點的設計變數包括： – 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 mm)
1.
保 持 力 設 計 準 則
2.
3.
塑膠材料的保持力差異性很大，同一 種卡點及干涉量的設計，不同的塑料， 保持力會有500 gf 以上的差別。 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。 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 ，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 及卡點設計的差異約在30-120 (gf/10mm)。

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加 强 筋 一 般 的 设 计
15

加 强 筋 的 形 状
加强筋最简单的形状是一条长方形的柱 体附在产品的表面上，不过为了满足一 些生产上或结构上的考虑，加强筋的形 状及尺寸须要改变成如以下的图一般。
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加 强 筋 設 計 注 意 事 項
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1、筋的两边必须加上出模角以减低脱模顶出 时的摩擦力 2、底部相接产品的位置必须加上圆角以消除 应力集过份中的现象，圆角的设计亦给与 流道渐变的形状使模腔充填更为流畅。 3、底部的宽度须较相连外壁的厚度为小。下 图可说明这个規范，图中加强筋尺寸的设 计虽然已按合理的比例，但从加强筋底部 与外壁相连的位置作一圆R1时，此部份相 对外壁的厚度增加大约50%，因此，此部 份出现缩水纹的机会相当大。如果将加强 筋底部的宽度相对产品厚度减少一半(图b)， 相对位置厚度的增幅即减至大约20%，缩 水纹出现的机会亦大为减少。 4、除了以上的要求，加强筋的设计亦与使用 的塑胶材料有关。
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4.
保 持 力 設 計 準 則
5.
6.
7.
8.
9.
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。 單邊卡點較雙邊的保持力大。 雙凸點較單凸點的保持力大，但不 明顯，可以忽略。 凸點前的導角角度與保持力無關。 ， 較薄的板片保持力也相對的較低 總結而論：由(4,5,8)項結論可知， 端子和塑膠接觸面積越大，保持力 越大，而且其效非常明顯。
r_F＝53 I－ 60
r_F＝82 I＋ 391
r_F＝36 I－ 31
r_F＝41 I＋ 416
B22
r_F : 保持力 (gf) I : 干涉量 (10 mm)
2.2 正向力設計






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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，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。

28
理 論 應 力 與 永 久 變 形 關 係
29
0.4
ห้องสมุดไป่ตู้
永久 變形 量 (mm)
0.3 0.2 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
永 久 變 形 和 正 向 力 之 關 係
30
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