连接器基础概论-设计理论基础

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连接器基本理论知识

電子連接器之規格
機械規格 (Mechanical Specifications)
*正向接觸力 (Contact Force Or Normal Force) *端子拔出力 (Pin Retention Force) *連接分離力量 (Unmating Force) *插拔次數 (Durability) *單一接點之插入、拔出力 (Engagement Force、 Separation Force) *銲點強度 (Peeling Force)
電子連接器之基本認識
電子連接器之定義電子連接器基本構造電子連接器名詞說明電子連接器規格電子連接器分類電子連接器之發展趨勢
Jimmy Chiu
電子連接器之定義
電子連接器乃傳輸電子信號之裝置(類比信號或數位信號)。如：電源插頭/插座、IC腳座、電話線插頭等皆是。製造於機械工業，應用於電子工業
Байду номын сангаас 電子連接器之分類
電子連接器之結構
Mating End：與另一連接器相互連結之一端，通常為可活動插拔 Pin & Socket Type、Centronic Type等 Termination End：與PCB或線材固定之一端，通常為固定 PCB (Printed Circuit Board)： *表面黏著式 ( SMT-Surface Mount Technology) *穿板式 (Throught-Hole Type) *壓入式 (Press-Fit Type) *壓接式 (Compression Type) *夾板式 (Straddle Mount Type) 線材 (Wire、Cable) *焊接式 (Soldering Type) *壓著式 (Crimping) *壓接式 (IDT-Insulator Displacement Technology)

连接器基本知识介绍-PPT精品文档

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二.連接器的基本構成與分類

.連接器的基本構成
一般的連接器主要由兩個部分組成:1.HOUSING(塑膠);2.CONTACT(端子); 塑膠主要起絕緣和定位端子的作用; 端子是連接器的最核心部分.它的主要作用是導通;
連接器典型構成 HOUSING
CONTACT
.此外,根據結構和功能上的要求.還有一些連接器有PWB板,彈片, COVER 等其他組成部分.

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顧名思義，通俗地說，連接器就是將
連接器是什麼東東？
兩種或兩種以上的物件連接到一塊的媒介。廣義來說，連接器可以是硬體，如我們日常見到的插座、手機插孔等等，也可以是軟體，比如編程用到的中間件等等。

連接器定義:

用以完成電路或電子机器等相互間電氣連接之器具(含附件)稱為連接器

Memory Card To Motherboard: SIMM, DIMM, DDR Socket
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Memory Socket 產品結構
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Memory Socket 產品結構
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Level 2
Level 2: Board To Board (PC板至PC板)

Levels 0 晶片封裝的內部連接 0 級. 就是積體電路晶片 Levels 1
IC封裝引腳與PCB的連接。典型連接器IC插座。
Levels2
Levels3 Levels 4
印製電路與導線或印製板的連接。典型連接器為印製電路連接器。
底板與底板的連接。典型連接器為機櫃式連接器。

连接器基础知识介绍

1.2 连接器的结构
一个基本的连接器的组成: ❖ 接触界面
接触涂层接触弹性组件连接器塑料本体
端子
塑膠
1.2.1接触界面接触界面：可分离界面和固定(永久性)界面
在可分离性界面和固定连接之间存在很多的不同点，包括结构上和需求上的，它们在基本组件上具有共同之处.在两种情况下，产生和维护金属接触界面需要达到我们所期望的电力要求。此外，在两种情况下，金属性界面的产生是通过机械方法。
❖ 贵金属镀层: ➢ 金,钯及钯合金通常贵金属镀层需镍底层 ➢ 镍底层的作用 ․减少孔隙腐蚀 ․提供转移腐蚀对象的覆盖层 ․限制基材成分的分布 ․提高镀层的耐久性
普通金属镀层
➢ 锡，银和镍锡被氧化，在插拔过程中，锡氧化物也会很轻易地脱落，从而不影响导电性能。然而，表面层再氧化会以磨损的方式降低锡接合面的机械性能由于在磨损过程中，部分镍被再次氧化，从而使得镀层的电阻增加
ห้องสมุดไป่ตู้
依與PCB接合型式分:
DIP (貫穿孔黏著): 其產品要求端子腳位的正位度 (True position).
SMT(表面黏著): 其產品要求端子腳位的正位度(True position)及端子的共面(co planarity)
依使用產業別分:
PC個人電腦用連接器: 如ZIF 478, DDR184, BATTERY, PCI , AGP ,I/O
LCP，结晶速度相当快,流动性好(结晶快材料流动性应好，否则成型品质极差)，因此特性致使成型後表面较硬(可撕一层皮下来),中间较疏松，有如淬火，另LCP X方向基本无收缩,而Y方向收缩相对较大，故易出现扭曲，同时因LCP上述特点其表现为对结合线敏感，结合线处易裂纹，故设计时应选好胶口，排气应通畅,加溢料槽对其有帮助，同时设计时应考虑好掏料，以避开受力处有结合线，总体上来说LCP是一支相当好之塑料，尺寸稳定，强度好，易成型，对小结构复杂件成型有利，价格贵。

射频同轴连接器设计理论基础

学习好资料_____________________________________________射频传输线、连接元件和过渡元件简述第一节射频传输线__________________________________________________学习好资料_______________________________________________________________________________________________学习好资料_______________________________________________________________________________________________学习好资料_______________________________________________________________________________________________学习好资料_______________________________________________________________________________________________学习好资料_______________________________________________________________________________________________学习好资料_______________________________________________________________________________________________学习好资料_______________________________________________________________________________________________学习好资料_______________________________________________________________________________________________学习好资料_______________________________________________________________________________________________射频同轴连接器的设计1970.12一、同轴传输线的特性阻抗1 同轴传输线的特性阻抗的一般公式射频同轴连接器由一段同轴传输线、连接机构绝缘支架组成。

连接器设计基础讲义

優質．創新．誠信．感恩
材料電阻計算
L : 端子導電長度 (mm)
RB (m)
17.24 103
s
L A
A : 端子截面積 (mm2) s : 導電係數
以長度為 7mm,厚度為0.25mm,寬度為0.3mm, 磷銅導線 (s 17.24*12.04%) 計算 -> R = 13.33 mohm (端子材料本身的電阻不含接觸端電阻)
-導電係數,導電率(IACS%)
-溫升與電流評級(Current Rating)
-插入力/拔出力(Insertion / Withdrawal Force)
-Buckling (挫曲)強度
優質．創新．誠信．感恩
何謂正向力 (Normal Force)
P荷重(Normal Force正向力)
彈性臂長度= L 寬度= b 厚度= h
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
優質．創新．誠信．感恩
臨界應力設計討論
理論計算之正向力非常接近實驗值。永久變形受最大應力值影響，也就是應力集中之影響 - 會造成永久變形。
優質．創新．誠信．感恩
溫升 ( Temperature Rise )
連接器有電流評級(Current Rating)這項規格 -也就是它不會影響電氣特性下所能使用的最大電流量.通常以溫度上升來評斷.通常在 30℃以下. 可使用以下簡單的計算公式： T : degree F
J L T 2 2A
RB (m)
17.24 103
s
L A

连接器的基础知识PPT课件

知道一些有关导体的常识。当我们提到导体沟通了电路中的断接处时，实际上是指连接器把两个开路端连接在一起。电路是指整个电系统，而导体是电流流通的实际通路。有时你常常看不到实际的导体，因为它被绝缘材料或介电材料包覆着。有了介电材料导体就可以平行排放，而且不会相互干扰。下面的表介绍常用导体。
一.连接器中使用的导体
就泛指而言，连接器所接通的不仅仅限于电流，在光电子技术迅猛发展的今天，光纤系统中，传递信号的载体是光，玻璃和塑料代替了普通电路中的导线，但是光信号通路中也使用连接器，它们的作用与电路连接器相同。易言之,所有用在電子信號與電源上的連接元件机及其附屬配件等均稱為連接器(CONNECTOR).
2 为什么要使用连接器？
3 连接器的分类
多年来连接器的分类混乱，各个厂家自有其分类方法和标准。1989年在美国国家电子配销商协会 NEDA, 即National Electronic Distributors Association缩写，它是一个工业教育组织）的支持下，生产连接器的几大厂家会聚在一起，制订了一部连接器类标准和术语。
潮
，
保
护
接
座
体触
部份
和
导
体
■
使
座体（housing）连接器座电路体具有如下作用：
彼
■ 支撑接触部份（插针、此绝簧片等），使之牢固正
缘
确就位
上图画
■ 防尘、防污和防潮，保出的连护接触部份和导体
■ 使电路彼此绝缘
接器是
直
上图画出的连接器是直插式插式（in-line）连接器。
（
直插式连接器的特点是导线in 从连接器的一半部份
带状电缆（计算机和外设）名称源自于其外观酷似丝带。又称为平面电缆。它是一组平

连接器设计基础讲解

e尺寸要设计合适
PIN太长顶到端子
PIN太短接触性差
此角度为设计重点
PIN针
插入PIN针后，喇叭口要求平行与 PIN针完全接触。
e、其他类型：
单面接触有外框单面接触
双面接触
环型接触
B 、挂钩基本形状有以下几种： a：背部刺破式：
A尺寸控制端子脱落；
B尺寸控制端子在 Housing内的窜动。（一般窜动为0.15 ~ 0.25mm左右较合适）
DIP型 Wafer 主体PIN孔的设计：
a>b尺寸，可减小PIN针之间的相互累积挤压力，PIN针较容易插入。
主体加倒角
PIN加倒角
*尽量设计PIN针从主体底部插入，如从主体内腔插入会增加组装的难度。
PIN针需打内K：
产品过炉时，溶胶会进入 PIN的K内，从而增加PIN 的固止力。
PIN针打内K可增强产品过炉后的退PIN力。
此处尽量避免尖角，防止刮破胶体保持力变小；尽量做水平，保持力可增大；
此处做成异型或增加加强筋，增强保持力。
b：挂钩悬空式：悬空
注：此种结构挂钩拉力较小，一般不采用。
c：挂钩为产品成型框口部份：
注：此种挂钩拉力大小，一般与塑胶相关较大。
d：挂钩为翅膀式：
挡片---防止弹片不反弹。
二、Housing的设计： 1 、相关匹配尺寸： A、端子与Housing匹配； B、 Housing与Wafer匹配。
C
•正常情况下C小于15度时，产品能顺利对插（如配合间隙太大，对插时PIN针可能会顶死，无法正常对插）。
Housing与Wafer匹配原则： *空Housing与Wafer对插无干涉（无力量）； *Housing的PIN孔与Wafer的PIN针能对应； *防呆部位能对应。

连接器基础讲义.ppt

Ft-lb/in 10-5
d256 D-696
Heat deflection
In/in0F
D-648
PEI
PES
PC
24.5
18.0
9.5
0.03
0.9
110
1.2
1.1
0.34
2.0
2.0
12~16
1.1
1.3
3.7
410
420
270
PBT
PCT
PPS
PA
LCP
19.5
17.5
20.5
19.4 23.0~30.0
• Pin-and-Socket contact • Twist pin contact • Hyperboloid contact • Box-and-post contact • Hermaphroditic contact • Tuning fork contact • Gas-tight high-performance contact
2.0
3.0
0.9
5.0
1.3~2.4
1.5
1.1
1.9
1.0
1.9~2.9
1.3
1.1
1.5
1.9
1.7~2.8
0.8
1.4
1.2
1.1
0.5
400
480
500
450
446~469
UL therm. Index w/impact Flammability Dielectric stength,1/8in Dielectric conatant,1MHz Dissipation factor,1MHz Arc resistance Specific gravity Mold shrinkage,MD

连接器基础知识学习

弹子式连接是三种连接方式中连接速度最快的一种，它不需进行旋转运动，只需进行直线运动就能实现连接、分离和锁紧的功能，由于它属于直推拉式连接方式，所以仅适用于总分离力不大的连接器。一般在小型连接器中较常见。端接方式是指连接器的接触对与电线或电缆的连接方式。合理选择端接方式和正确使用端接技术，也是使用和选择连接器的一个重要方面。焊接是端接方式的一种，其中最常见的是锡焊。因此对连接器来说，重要的是可焊性。连接器焊接端最常见的镀层是锡合金、银和金。压接是为使金属在规定的限度内压缩和位移并将导线连接到接触对上的一种技术。好的压接连接能产生金属互熔流动，使导线和接触对材料对称变形。这种连接类似于冷焊连接，能得到较好的机械强度和电连续性，它能承受更恶劣的环境条件。目前普遍认为采用正确的压接连接比锡焊好，特别是在大电流场合必须使用压接。压接时须采用专用压接钳或自动。半自动压接机。应根据导线截面，正确选用接触对的导线筒。值得注意的是压接连接是永久性连接，只能使用一次。
连接器的基本结构组成
连接器的基本结构件有①接触件;②绝缘体;③外壳（视品种而定）;④附件。 1．接触件（contacts）是连接器完成电连接功能的核心零件。一般由阳性接触件和阴性接触件组成接
触对,通过阴、阳接触件的插合完成电连接。阳性接触件为刚性零件,其形状为圆柱形（圆插针）、方柱形（方插针）或扁平形（插片）。阳性接触件一般由黄铜、磷青铜制成。阴性接触件即插孔,是接触对的关键零件,它依靠弹性结构在与插针插合时发生弹性变形而产生弹性力与阳性接触件形成紧密接触,完成连接。插孔的结构种类很多,有圆筒型（劈槽、缩口）、音叉型、悬臂梁型（纵向开槽）、折迭型（纵向开槽,9字形）、盒形（方插孔）以及双曲面线簧插孔等。 2．绝缘体也常称为基座（base）或安装板（insert）,它的作用是使接触件按所需要的位置和间距排列, 并保证接触件之间和接触件与外壳之间的绝缘性能。良好的绝缘电阻、耐电压性能以及易加工性是选择绝缘材料加工成绝缘体的基本要求。 3．壳体也称外壳（shell）,是连接器的外罩,它为内装的绝缘安装板和插针提供机械保护,并提供插头和插座插合时的对准,进而将连接器固定到设备上 4．附件附件分结构附件和安装附件。结构附件如卡圈、定位键、定位销、导向销、联接环、电缆夹、密封圈、密封垫等。安装附件如螺钉、螺母、螺杆、弹簧圈等。附件大都有标准件和通用件。

连接器基本知识介绍课件

技术发展趋势
精密加工技术
采用高精度数控机床、加工中心及柔性制造单元（FMC），提高产品精度和生产效率。
表面处理技术
采用镀金、镀银等表面处理技术，提高连接器的导电性能和耐腐蚀性。
模块化设计
通过模块化设计，实现连接器的快速组合与扩展。
应用领域拓展前景
新能源汽车
随着新能源汽车的快速发展，连接器在充电设施、电池管理系统中得到广泛应用。
描述
USB连接器可以用于连接计算机和外部设备，如键盘、鼠标、打印机、移动存储设备等。
应用
USB连接器具有广泛的应用，可以用于传输数据和控制信号，同时还可以为设备提供电力。
SATA连接器
定义
SATA（Serial Advanced Technology Attachment）连接器是一种串行数据接口标准。
电气安全性和机械性能的变化。
过载测试
03
在超过规定电压或电流的情况下，对连接器进行通电试验，以
检测其电气安全性和机械性能的变化。
06
连接器市场现状及发展趋势
市场现状分析
连接器市场发展成熟，市场规模持续扩大。
行业竞争加剧，国内企业逐步崛起。
高性能、高可靠性、小型化、智能化等需求推动连接器市场发展。
04
连接器的选型与设计
选型依据
传输性能
根据所需传输的信号类型、速率、距离等参数选择适合的连接器。
机械性能
考虑连接器的插拔次数、耐振动性、耐冲击性等因素。
环境适应性
根据工作温度范围、湿度、电磁干扰等要求选择适合的连接器。
成本与维护
考虑连接器的价格、使用方便性及维护要求。
设计要素
接触方式

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連接器基礎概論
設計理論基礎
資料參考:
工業技術研究院
●正向力理論基礎●最大應力理論基礎●接觸電阻理論基礎●保持力理論基礎
正向力理論基礎●力學-懸臂樑
●求解正向力
F=>正向力(9.8N=1kgf)
L=>懸臂樑長(mm)
d=>位移量(mm)
E=>彈性模數(MPa)
b=>材料寬度(mm)
h=>材料厚度(mm)
正向力理論基礎●力學-懸臂樑
●求解位移量
F=>正向力(9.8N=1kgf)
L=>懸臂樑長(mm)
d=>位移量(mm)
E=>彈性模數(MPa)
b=>材料寬度(mm)
h=>材料厚度(mm)
正向力理論基礎
●正向力與插拔力的關係(摩擦力)
插入力=插入角正向分力*摩擦係數
拔出力=正向力*摩擦係數
F(摩擦力)=Fn(正向力)*µ(摩擦係數)
●正向力與接觸阻抗的關係(實驗驗證)
正向力100gf以上阻抗變異小
正向力50gf以下阻抗變異大
正向力理論基礎
●正向力與產品可靠性的關係
降服強度, 破壞理論, 彈性疲勞(恢復性)…
●正向力的大小將會影響電鍍層之耐磨性
●正向力與振動測試時之瞬斷的關係
增加正向力可有效改善瞬斷問題
●多PIN數產品可適當調整正向力
●力學-懸臂樑
最大應力理論基礎●
求解應力L=>懸臂樑長(mm)
d=>位移量(mm)
E=>彈性模數(MPa)
h=>材料厚度(mm)
σ=>最大應力(kg/mm^2)223L
dEh =σ
理論基礎公式
逆向工程-電腦輔助模擬分析 ANSYS
逆向工程-電腦輔助模擬分析 OSD
最大應力理論基礎
●有限元素分析所得包含:
破壞理論(含應力集中效應), 正向力(反作用力),
位移量, 溫昇, 疲勞, 運動…
●逆向工程界的銘言:
垃圾進, 垃圾出!
正確的材質資料, 有效設置邊界條件
●產品微量化的結果, 連接器將小型化趨勢
在小型化的趨勢下, 將會運用到材料的極限特性
可靠性實驗報告
50
100
150
200
250
1100120013001400150016001700180019001
Cycle數正向力(g )
接觸電阻理論基礎
接觸電阻=材料電阻+接觸阻抗R = Rm + Rc
接觸電阻理論基礎
●材料電阻基礎理論
L: 材料導電長度(mm)
A: 材料截面積(mm2)
r : 材料導電率(%IACS)
●端子長度及截面積受連接器外型及間距
而決定, 所以可變更的範圍也將受到限制
接觸電阻理論基礎
●接觸阻抗基礎理論(實驗)
F: 端子正向力(g)
●正向力在50~150gf之阻抗值在4~8mΩ
●正向力小於50gf, 接觸阻抗則快速增加
●一般連接器設計使用100gf 的正向力設計,
接觸阻抗可設定為6.5mΩ, 再加上端子材
料電阻即是接觸電阻
正向力與接觸阻抗實驗測試圖
接觸電阻理論基礎050100150200250
Normal Force ( gf )
0.0
10.0
20.0
30.040.050.0L L C R ( m O h m )T:0.15 R:0.30 Au: 1Sample 1Sample 2Sample 3Sample 4Sample 5
理論基礎公式
接觸電阻理論基礎
●高導電率材料選用對降低接觸電阻效果
最顯著(原正向力以達100gf以上)
磷青銅的導電率約為13%, 黃銅約26%, 鈹銅則
可達到40%以上, 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
●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
3.補足正向力
保持力理論基礎
●保持力設計參數包括: 塑膠材質選用, 端
子卡點設計, 干涉量設計…
●保持力太大潛在問題:
端子插入力增加, 工時增加且易造成端子變形
塑膠內應力增加, 易造成塑膠變異…
●保持力太小潛在問題:
端子定位不穩定, 易鬆脫, 接觸品質不穩定…
保持力理論基礎
●保持力在連接器小型化的趨勢下必須非
常精準設計
●端子卡點設計大致分為:
單邊, 雙邊, 撕裂, 凸點…
●單雙邊又分為:
單層, 雙層, 多層, 交錯式…
雙層或是多層的前後凸點高度差(0.02~0.04mm)
保持力理論基礎
●干涉量通常設計0.04mm~0.12mm之間
干涉量介於0.04~0.12mm之間, 干涉量與保持力
的關係將維持線性比例方式增加(依據實驗證明)
干涉量小於0.04mm, 保持力將呈現不穩定狀況
干涉量大於0.12mm, 保持力不再維持線性增
●卡點平面長度與保持力有相對的關係
長度越長, 保持力越大
●單邊卡點較雙邊卡點的保持力大
保持力理論基礎
●雙卡點較單卡點的保持力大
不明顯, 可以忽略
●卡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
端子材料厚度變更時, 適度調整干涉量
端子和塑膠干涉及接觸面積越大, 保持力越大
保持力理論基礎
保持力與卡點實驗測試圖
保持力理論基礎卡點型式圖
保持力理論基礎卡點型式圖
保持力理論基礎卡點型式圖。