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1、連接器材料選用,2005.10.05,Angel Yang,連接器材料選用,端子: C5191 , C5210 ( 0 1/4H 1/2H H EH SH ) C2600 ( 0 1/4H 1/2H H EH ) JIS BeCu , TiCu . 塑膠: Nylon PA46 PA66 6T 9T , PPS , PCT , PBT , LCP , SPS . 外殼 , 補強腳 , 螺絲 . 電鍍: 鍍金 , 鍍錫 , 鍍銀 .,連接器材料選用,端子材料主要性質:1. 物理性質: 比重 , 導電率 .2. 機械性質: 抗張強度 , 伸長率 , 硬度 塑膠材料主要性質: 1. 物理性質: 比重
2、 , 介電常數 , 黏度.2. 機械性質: 抗張強度 , 衝擊強度 3. 其他性質: 耐燃性 , 模收縮率 , 熱變形 溫度 , 結晶度 .,連接器塑膠材料選用,SLOT 1 : Nylon PA66 PA6T , PCT , PPS , PBT , SPS . DIMM/SIMM : Nylon PA46 PA66 PA6T , LCP PBT . D-SUB : PBT , PCT , Nylon PA6T . PCI : PPS , PCT , Nylon PA66 , PBT . FPC/BTB : LCP , Nylon PA46 PA6T , PPS .,依產品定位，選擇適當塑料,
3、-Pin through依產品使用環境，選擇合適塑料 hole Vs SMT -Desktop Vs Mobile 依產品成型難易，選擇合適塑料 依產品價格選擇合適塑料,需了解塑料基本特性，方能做出合適的選擇,耐高溫塑膠特性,Advantages,Disadvantages,結晶性 Vs 非結晶性塑料,結晶性塑料-結晶性塑料其高分子鏈排列整齊，在凝固過程中有晶格結構生成，並依照固定樣式排列高分子鏈，因此在相變化發生如溶解時，需突破晶格結構的能量障壁，使晶格結構崩潰。結晶性塑料具備明顯的相轉移溫度及潛熱。特性為不透明、異向性(anisotropic)、明顯而狹窄的相變化區。依結晶度的高低，一般而
4、言又有半結晶性的分類。常見的結晶性塑料有Nylon、PE、PP等 非結晶性塑料-非結晶性塑料其高分子鏈凌亂糾纏，在凝固過程中並沒有晶格結構生成。非結晶性塑料無明顯的相轉移溫度。特性為多具透明外觀、各方向性質差異不大。常見有PS、PVC、PC等。,玻璃轉移溫度( Tg )：是指塑料的高分子鏈結在微觀開始具有大鏈結運動的溫度。若塑料處於較玻璃轉移溫度高的溫度下，分子鏈結可自由運動，塑件呈現柔軟的橡膠態；若塑料處於較玻璃轉移溫度低的溫度下，分子鏈結被凍結，塑件呈現剛硬的玻璃狀態。所以說玻璃轉移溫度是塑料發生玻璃態-橡膠態相轉移的溫度。一般連接器塑膠件的應用溫度範圍應取在玻璃轉移溫度之下。,黏度( v
5、iscosity )：黏度是塑膠射出成型的一項重要特性，黏度越高，流動阻力越大，流動越困難。對熱塑性塑膠而言，黏度是塑料成分、溫度、壓力及剪切率的函數。一般而言，黏度會隨著溫度升高而降低。,因應Cost-down的趨勢選用價格較低塑料考量因素,不同塑料間的特性差異，如縮水率、耐熱溫度、成型難易度等。 進入高頻時代，更換塑料時需考量塑料的介電係數permittivity對電容值得影響。但若是連接器無高頻考量，則較無須考慮介電係數對電容值的影響。 Capacitance( C ) = A/d 1/ jwC 容抗與頻率成反比,連接器材料選用,端子材料選用,端子材料的選擇，是基於製造成型及強度性質上的
6、綜合考量，必須確保其正向力能維持電氣穩定性。基材的選擇與所使用的電鍍系統有關，鍍層也是材料選用重要的一環。 正向力是連接器最重要的參數之一，可利用此數據 與接觸壓力的關係，評估電氣完整性及穩定性。,材料電阻計算,磷青銅(C5191, 5210)的導電率約為13%，黃銅(C2600)導電率約26%，BeCu and C7025 則可達到40%，因此選擇端子材料是降低接觸電阻最有效的方法，可降為原來的1/2-1/3。,L : 端子導電長度 (mm) A : 端子截面積 (mm2) : 導電率 (%),接觸電阻設計,接觸電阻包含端子材料電阻和接觸點電阻兩項和。 一般連接器設計使用100gf 的正向力
7、設計，接觸端電阻可設定為 6.5 m-ohm，再加上端子材料電阻即是接觸電阻。Rc=300/Nf+3.5 高導電率材料選用對降低接觸電阻效果最顯著，增加正向力對降低接觸電阻沒有效果。 接觸端的半徑對接觸電阻值沒有顯著影響。 高電流連接器設計之重點在降低接觸電阻，降低接觸電阻的主要方法為 1.選擇高導電率的端子材料，2. 增加端子截面積。,應力釋放設計,應力釋放：當材料在受應力及溫度環境下，長時間所造成的正向力下降的現象，稱為應力釋放，通常以原受力的百分比表示。 溫度越高，受力時間越長，應力釋放的越大 一般規定應力釋放在 3000 hr 以上仍然能維持70%以上的力量才合乎設計的原則。 根據以上
8、的規定，可提出一簡單的設計原則：70以下可使用C260(黃銅)，70-105可使用C510,C521(磷青銅)，105以上則須使用C7025, BeCu, TiCu等較貴材料。,電鍍的選用,端子電鍍，基本上是用於保護基材。 選擇適當的電鍍，應視一些相關聯的因素而定。 例如: 1.正向力的大小 2.耐久程度 3.使用環境的考量 . 公司常用的選擇:鍍金、鍍錫 一般還有鍍銀、鍍釟、鍍鎳(耐久性佳),鍍金,純金很軟，易磨損，高插拔力將增加磨耗，因此添加鎳或鈷可以增加其硬度稱為硬金，會產生較低的摩擦力及較高的耐久性。 貴金屬表面不易發生氧化或薄膜產生但鍍層薄時易產生多孔現象 低正向力(10-20g)系
9、統和很短的磨距(WIPPING小於0.254mm)亦能使用。 依可靠度測試所需求的次數及正向力來考量鍍層的厚度,鍍錫,降低成本 表面氧化物及易生成 耐久性及耐磨性差 建議使用在低插拔的產品 鍍層厚度在150u”以內，但不要小於100u”是最好建議值。 金不可與錫產生接觸面，因金與錫的接觸面會由錫轉移至金表面，而形成氧化物，此氧化物及不易去除。,鍍鎳,可以覆蓋基材表面的缺陷，降低多孔現象的產生。 是銅和鋅的擴散障礙 增加耐磨耗性 增加耐蝕性 鍍層厚度應控制在50150u“，鎳會擴散穿越金，但速度非常會慢，除非溫度大於150度。,結論,連接器在輕,薄,短,小的設計原則下,可選擇的材料變的很有限.1. 以端子而言將朝高強度,高導電率,高可 靠度方面選擇.2. 以塑膠而言將朝高流動性,低毛邊,低吸 濕性,低翹曲方面選擇. 3.鍍層的選擇必須視使用的條件來決定 總而言之降低成本是最重要的優先條件,
