连接器端子材料介绍

L
0
t0
Time
Relaxation 150 °C Thermally stress relieved samples 應力釋放比照 - 150 °C 條件下
100
remaining stress (%)
YCUT-F-H K88 - C18080 K55 - C70250 K75 - C18070 K57 - C70350
今日主題
1. 材料需求 for 3C 產品連接器
2. 物理/機械特性 基礎簡介 & 對產品的影響
3. 高性能銅合金
1
材料需求 for 3C產品連接器
連接器所需要的效能 高接觸力/Normal Force 位移形變小/下壓行程有限但需高接觸力 折彎角度小/微型化產品 交變應力不失效/高插拔次數 完成較低的接觸阻抗 好的散熱性及低溫升 持久的高接觸力/高溫環境下工作 符合環保標準 銅材所必需具備的條件 高降服強度/Yield Strength 高楊氏/彈性系數Young‘s Modulus 優異的折彎性/低R/T比 優異的抗疲勞強度/Fatigue Strength 高的導電率/Conductivity 高熱傳導係數/Thermal Conductivity 高的抗應力鬆弛/Stress Relaxation 無環境有害物質/ROHS
90 80 70
60
50 40 100
Relevance for automotive applications
C5190 C5210
1000
time (h)
應力鬆弛的比例 *原始的強度=最終保留的強度 K57雖然鬆弛較K55嚴重，但最終強度依然較高
10000
15
銅合金 for 連接器運用 各式材料特性的重要性
Current Received In 2 seconds
Electrical Current Sent
Current Received In 5 second
導電率的高低將影響阻抗的表現
11
維克氏硬度
• 硬度=材料抵抗凹陷的力量 • 薄的材料與過小的力量會增 加數據的誤差 • 0.5 mm 厚度以下誤差甚大 • 0.5 mm 厚度以下只可為參 考值 • 抗拉/降伏強度能夠更精確的 表達材料強度
降服強度/Yield strength 導電率/熱傳導係數 Electrical/thermal conductivity
通訊& 電腦
抗應力鬆弛/ Stress relaxation resistance
折彎性/Bendability
楊氏係數/Young´ s Modulus
16
電腦&消費性連接器
Punch with bending radius ro
折彎角度 折彎半徑 成型速度 成型步驟
Punch with bending
90°
radius ro
180°
specimen
V-shape die
U-shape die r=0
10
導電率/Conductivity
Electrical Current Sent
100 90 50
K75 /C18070 70 40 60 30 CuBe C17410 K57 C70350 50 40 30
Bending 90° r = 0,5 x s Good way max. strip thickness 0,35 mm
K55 C7025 20
20 B18 C5210 B18 Supralloy CuBe2 C172 YCuT-FX CuTi3 C199 10 0 1.200
Bending direction bad way Rolling direction
Bending direction good way
9
影響成型性能/折彎性能的因素
bending angle bending radius forming speed forming in steps
12
硬度測量法
维克氏 Vickers HV
Load
布氏 Brinell
Load
HB
Diagonal
Diameter
洛氏 Rockwell HRB, HR30T
源自文库Load
Indentation depth
13
應力鬆弛
Load 當端子在有接觸力的情況下 1)時間2)溫度 將是材料產生應 力鬆弛最主要的因素 Time
10
0 200
300
400
500
600
700
800
900
1.000
1.100
Yield strength Rp0,2 (MPa) 17
Electrical conductivity (% IACS)
Rm Rp0.2
Tensile strength Yield strength 6
Yield Strength/降服強度
Stress [MPa]
Rp0.2
Elongation [%] 降服強度越高，要使材料產生永久變形的力也越大。 適合需 要高接觸力的產品。
7
Young‘s Modulus 楊氏/彈性系數
Stress [MPa]
E
Elongation [%] 楊氏系數越大斜率越陡，在相同形變下，有較高之接觸力。適合 下壓行程有限但需高接觸力的產品。但須配合降服強度。
8
影響成型性能/折彎性能的因素
material/temper bending direction thickness beam width 材料/强度 折彎方向 厚度 (通常 < 0.25 mm) 折彎寬度 (通常 < 3 mm)
2
Tensile Test 抗拉測試
3
Tensile Test/抗拉測試
F
F
4
Tensile Test/抗拉測試
Lo = 5 mm
Lo = 50mm Lf = 50 mm + A 5 mm + A´
A
A50 mm = Lf - Lo x 100 %
Lo
Lo - Original Length/原始長度 Lf - Final Length/最終長度
A5 mm > A10 mm > A50 mm
5
Tensile Test/抗拉測試
Rm Stress [MPa] Rp0.2
Rupture
Young´ s Modulus E
0.2% Total elongation = (Lf - L0)/L0 x 100 [%]
Elongation [%]