连接器端子保持力设计考量要素及测量方法

連接器端子保持力設計要素及測量方法

CPU socket 作用于主板與CPU 連接, Socket 與主板需焊接起來, 使其導通. 為使socket 塑膠件不會脫離主板(因PCB 之翹曲變化使端子從Housing 抽屜槽中脫落), 故需要socket 中的端子與塑膠體有一個干涉力, 使得已焊接好的socket 中的端子不會讓塑膠零件脫離出去, 這個力我們稱為端子保持力. 端子保持力有以下作用:

1. 固持端子于Housing 中,防止脫落焊接時.

2. 提供Conn,整体保持力.

3. 檢驗端子壓狀況及隔欄強度狀況(耐電壓性能).

1. 怎樣來實現段在保持力

端子保持力一般體現為端子與塑膠體的相互干涉產生的力:如端子上設有倒 刺等.

以下為端子保持力產生的結構種類如下圖:

SLOT 1產品 使用倒刺方式干涉產

生端子保持力

REAR SOCKET 產品 將端子軋入塑膠件以摩擦 力產生保持力

REAR SOCKET

SOLT 1

F

F F F F

2. 端子保持力設計計算

端子保持力計算公式如下:

我們可以把端子看成是一個軸的簡化模型,而Housing 之抽屜槽就是一個孔的簡化模型.而干涉力(保持力)的產生來源于軸與孔之過盈配合(即端子之倒刺尺寸與Housing 抽屜槽尺寸之干涉配合).公式中的”I ”就是端子與塑膠的干涉體積.Ks 為端子的彈性模量,而Kn 為塑膠的彈性模量.

根據以下公式可以得到Ks & Kn 值:

其中:

金屬的彈性模量遠小於塑膠的彈性模量,故當Es>>Eh 時,Ks>>Kn,所以在公式1中可以看出: Eh>>Es 時可以忽略軸彈性模量值Es,故,我們可以得出結論:塑膠的彈性模量對端子保持力起著決定性的作用.而端子的彈性模量由於比較小,所以相對來說對端子的保持影響較小.

在連接器設計時,考量端子保持了設計,我們要選用彈性模量大的塑膠材料. 3. 成型加工對塑膠彈性模量的影響

A. 結晶度

塑膠的結晶度對塑膠的彈性模量有直接的關係,由於結晶度越高,且分子結構就越緊密.密度也會越高,分子之間的吸引力就會越大,所以結晶度越高對塑膠材料的彈性模量有者積極的影響

軸 孔

…1

…2

…3

Eh: 孔彈性模量

Es: 軸彈性模量

I: 干涉量

μ: 摩擦系數

μh ,μs : 泊松比