连接器材料选用课件.ppt

1、連接器材料選用連接器材料選用2005.10.05Angel Yang連接器連接器材料選用材料選用n端子: C5191 , C5210 ( 0 1/4H 1/2H H EH SH ) C2600 ( 0 1/4H 1/2H H EH ) JIS BeCu , TiCu .n塑膠: Nylon PA46 PA66 6T 9T , PPS , PCT , PBT , LCP , SPS .n外殼 , 補強腳 , 螺絲 .n電鍍: 鍍金 , 鍍錫 , 鍍銀 . 連接器材料選用連接器材料選用n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 n塑膠

2、材料主要性質: 1. 物理性質: 比重 , 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連接器塑膠材料選用nSLOT 1 : Nylon PA66 PA6T , PCT , PPS , PBT , SPS .nDIMM/SIMM : Nylon PA46 PA66 PA6T , LCP PBT .nD-SUB : PBT , PCT , Nylon PA6T .nPCI : PPS , PCT , Nylon PA66 , PBT .nFPC/BTB : LCP , Nylon PA4

3、6 PA6T , PPS . 依產品定位，選擇適當塑料I.-Pin through依產品使用環境，選擇合適塑料 hole Vs SMT -Desktop Vs Mobile II.依產品成型難易，選擇合適塑料III. 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LCPPPS*PA46PA6TsPS4.04.23.8,2.5*3.84.24.52.63.1n高剛性及強度高剛性及強度n高耐溫姓高耐溫姓n高流動性高流動性n尺寸安定性尺寸安定性n低然性低然性（UL94V-0）n較高韌性，易延較高韌性，易延展展n高剛性高剛性n低燃性低燃性n耐化學品性耐化學品性n低吸水性與尺

4、寸低吸水性與尺寸安定性安定性n結晶度高結晶度高n耐高溫性耐高溫性n高韌性高韌性n抗蠕變性抗蠕變性n耐化學品性耐化學品性n耐高溫性耐高溫性n高強度高強度n抗蠕變性抗蠕變性n耐化學品性耐化學品性n低吸水性低吸水性n尺寸安定性尺寸安定性n不易出毛邊不易出毛邊n流動性佳流動性佳n低吸水性低吸水性n抗蠕變性抗蠕變性n高剛性高剛性n比重輕、成本低比重輕、成本低n單體成本低、價格單體成本低、價格低低n異向性異向性n低熔合強度低熔合強度n易生毛邊易生毛邊n流動性差流動性差n耐溫較交連型耐溫較交連型PPS低，但加工低，但加工較不易交連較不易交連n高吸水性，吸高吸水性，吸濕後的抗溫性濕後的抗溫性不足不足n吸水後及

5、過吸水後及過IR熔接後尺寸熔接後尺寸安定性不佳安定性不佳n低結晶度低結晶度n射出溫度範圍射出溫度範圍較窄較窄n韌性低韌性低n易生毛邊易生毛邊n較低韌性、易脆較低韌性、易脆n結晶速度慢、成型結晶速度慢、成型時長時長n極性高、不易離模極性高、不易離模n耐溫較低耐溫較低AdvantagesDisadvantages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

6、相變化區。依結晶度的高低，一般而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

7、璃轉移溫度之下。黏度( viscosity )：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/d1/ jwC 容抗與頻率成反比連接器材料選用連接器材料選用端子材料選用端子材料的選擇，是

8、基於製造成型及強度性質上的綜合考量，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n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。ALmRB31024.17)(L : 端子導電長度 (mm)A : 端子截面積 (mm2) : 導電率 (%)接觸電阻設計n接觸電阻包含端子材料電阻和接觸點電阻

9、兩項和。n一般連接器設計使用100gf 的正向力設計，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+3.5n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。n接觸端的半徑對接觸電阻值沒有顯著影響。n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n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。n溫度越高，受力時間越長，應力釋放的越大n一般規定應力釋放在 3000 hr 以上仍然能維

10、持70%以上的力量才合乎設計的原則。n根據以上的規定，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n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 .n公司常用的選擇:鍍金、鍍錫n一般還有鍍銀、鍍釟、鍍鎳(耐久性佳)鍍金n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。n貴金屬表面不易發生氧化或薄膜產生但鍍層薄時

11、易產生多孔現象n低正向力(10-20g)系統和很短的磨距(WIPPING小於0.254mm)亦能使用。n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n降低成本n表面氧化物及易生成n耐久性及耐磨性差n建議使用在低插拔的產品n鍍層厚度在150u”以內，但不要小於100u”是最好建議值。n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n可以覆蓋基材表面的缺陷，降低多孔現象的產生。n是銅和鋅的擴散障礙n增加耐磨耗性n增加耐蝕性n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l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