連接器材料選用

連接器材料選用

2005.10.05AngelYang連接器材料選用端子:C5191,C5210(01/4H1/2HH

EHSH)

C2600(01/4H1/2HHEH)JIS

BeCu,TiCu.塑膠:NylonPA46PA666T9T,PPS,PCT,

PBT,LCP,SPS……..外殼,補(bǔ)強(qiáng)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(zhì):

1.物理性質(zhì):比重,導(dǎo)電率….

2.機(jī)械性質(zhì):抗張強(qiáng)度,伸長(zhǎng)率,硬度…塑膠材料主要性質(zhì):

1.物理性質(zhì):比重,介電常數(shù),黏度...

2.機(jī)械性質(zhì):抗張強(qiáng)度,衝擊強(qiáng)度…

3.其他性質(zhì):耐燃性,模收縮率,熱變形

溫度,結(jié)晶度….連接器塑膠材料選用SLOT1:NylonPA66PA6T,PCT,PPS,

PBT,SPS.DIMM/SIMM:NylonPA46PA66PA6T,LCP

PBT.D-SUB:PBT,PCT,NylonPA6T.PCI:PPS,PCT,NylonPA66,PBT.FPC/BTB:LCP,NylonPA46PA6T,PPS.

依產(chǎn)品定位，選擇適當(dāng)塑料---Pinthrough依產(chǎn)品使用環(huán)境，選擇合適塑料holeVsSMT---DesktopVsMobile依產(chǎn)品成型難易，選擇合適塑料依產(chǎn)品價(jià)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*PA46PA6TsPS4.0~4.23.8,2.5*3.84.2~4.52.6~3.1高剛性及強(qiáng)度高耐溫姓高流動(dòng)性尺寸安定性低然性（UL94V-0）較高韌性，易延展高剛性低燃性耐化學(xué)品性低吸水性與尺寸安定性結(jié)晶度高耐高溫性高韌性抗蠕變性耐化學(xué)品性耐高溫性高強(qiáng)度抗蠕變性耐化學(xué)品性低吸水性尺寸安定性不易出毛邊流動(dòng)性佳低吸水性抗蠕變性高剛性比重輕、成本低單體成本低、價(jià)格低異向性低熔合強(qiáng)度易生毛邊流動(dòng)性差耐溫較交連型PPS低，但加工較不易交連高吸水性，吸濕後的抗溫性不足吸水後及過(guò)IR熔接後尺寸安定性不佳低結(jié)晶度射出溫度範(fàn)圍較窄韌性低易生毛邊較低韌性、易脆結(jié)晶速度慢、成型時(shí)長(zhǎng)極性高、不易離模耐溫較低AdvantagesDisadvantages結(jié)晶性Vs非結(jié)晶性塑料結(jié)晶性塑料---結(jié)晶性塑料其高分子鏈排列整齊，在凝固過(guò)程中有晶格結(jié)構(gòu)生成，並依照固定樣式排列高分子鏈，因此在相變化發(fā)生如溶解時(shí)，需突破晶格結(jié)構(gòu)的能量障壁，使晶格結(jié)構(gòu)崩潰。結(jié)晶性塑料具備明顯的相轉(zhuǎn)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(qū)。依結(jié)晶度的高低，一般而言又有半結(jié)晶性的分類。常見(jiàn)的結(jié)晶性塑料有Nylon、PE、PP等非結(jié)晶性塑料---非結(jié)晶性塑料其高分子鏈凌亂糾纏，在凝固過(guò)程中並沒(méi)有晶格結(jié)構(gòu)生成。非結(jié)晶性塑料無(wú)明顯的相轉(zhuǎn)移溫度。特性為多具透明外觀、各方向性質(zhì)差異不大。常見(jiàn)有PS、PVC、PC等。玻璃轉(zhuǎn)移溫度(Tg)：是指塑料的高分子鏈結(jié)在微觀開始具有大鏈結(jié)運(yùn)動(dòng)的溫度。若塑料處?kù)遁^玻璃轉(zhuǎn)移溫度高的溫度下，分子鏈結(jié)可自由運(yùn)動(dòng)，塑件呈現(xiàn)柔軟的橡膠態(tài)；若塑料處?kù)遁^玻璃轉(zhuǎn)移溫度低的溫度下，分子鏈結(jié)被凍結(jié)，塑件呈現(xiàn)剛硬的玻璃狀態(tài)。所以說(shuō)玻璃轉(zhuǎn)移溫度是塑料發(fā)生玻璃態(tài)-橡膠態(tài)相轉(zhuǎn)移的溫度。一般連接器塑膠件的應(yīng)用溫度範(fàn)圍應(yīng)取在玻璃轉(zhuǎn)移溫度之下。黏度(viscosity)：黏度是塑膠射出成型的一項(xiàng)重要特性，黏度越高，流動(dòng)阻力越大，流動(dòng)越困難。對(duì)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(shù)。一般而言，黏度會(huì)隨著溫度升高而降低。因應(yīng)Cost-down的趨勢(shì)選用價(jià)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(jìn)入高頻時(shí)代，更換塑料時(shí)需考量塑料的介電係數(shù)〈permittivity〉對(duì)電容值得影響。但若是連接器無(wú)高頻考量，則較無(wú)須考慮介電係數(shù)對(duì)電容值的影響。

Capacitance(C)=εA/d1/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(qiáng)度性質(zhì)上的綜合考量，必須確保其正向力能維持電氣穩(wěn)定性。基材的選擇與所使用的電鍍系統(tǒng)有關(guān)，鍍層也是材料選用重要的一環(huán)。正向力是連接器最重要的參數(shù)之一，可利用此數(shù)據(jù)與接觸壓力的關(guān)係，評(píng)估電氣完整性及穩(wěn)定性。材料電阻計(jì)算磷青銅(C5191,5210)的導(dǎo)電率約為13%，黃銅(C2600)導(dǎo)電率約26%，BeCuandC7025則可達(dá)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(lái)的1/2-1/3。L:端子導(dǎo)電長(zhǎng)度(mm)A:端子截面積(mm2)σ:導(dǎo)電率(%)接觸電阻設(shè)計(jì)接觸電阻包含端子材料電阻和接觸點(diǎn)電阻兩項(xiàng)和。一般連接器設(shè)計(jì)使用100gf的正向力設(shè)計(jì)，接觸端電阻可設(shè)定為6.5m-ohm，再加上端子材料電阻即是接觸電阻。Rc=300/Nf+3.5高導(dǎo)電率材料選用對(duì)降低接觸電阻效果最顯著，增加正向力對(duì)降低接觸電阻沒(méi)有效果。接觸端的半徑對(duì)接觸電阻值沒(méi)有顯著影響。高電流連接器設(shè)計(jì)之重點(diǎn)在降低接觸電阻，降低接觸電阻的主要方法為1.選擇高導(dǎo)電率的端子材料，2.增加端子截面積。應(yīng)力釋放設(shè)計(jì)應(yīng)力釋放：當(dāng)材料在受應(yīng)力及溫度環(huán)境下，長(zhǎng)時(shí)間所造成的正向力下降的現(xiàn)象，稱為應(yīng)力釋放，通常以原受力的百分比表示。溫度越高，受力時(shí)間越長(zhǎng)，應(yīng)力釋放的越大一般規(guī)定應(yīng)力釋放在3000hr以上仍然能維持70%以上的力量才合乎設(shè)計(jì)的原則。根據(jù)以上的規(guī)定，可提出一簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)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(hù)基材。選擇適當(dāng)?shù)碾婂?，?yīng)視一些相關(guān)聯(lián)的因素而定。例如:1.正向力的大小2.耐久程度3.使用環(huán)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(huì)產(chǎn)生較低的摩擦力及較高的耐久性。貴金屬表面不易發(fā)生氧化或薄膜產(chǎn)生但鍍層薄時(shí)易產(chǎn)生多孔現(xiàn)象低正向力(10-20g)系統(tǒng)和很短的磨距(WIPPING小於0.254mm)亦能使用。依可靠度測(cè)試所需求的次數(shù)及正向力來(lái)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(chǎn)品鍍層厚度在150u”以內(nèi)，但不要小於100u”是最好建議值。金不可與錫產(chǎn)生接觸面，因金與錫的接觸面會(huì)由錫轉(zhuǎn)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(xiàn)象的產(chǎn)生。是銅和鋅的擴(kuò)散障礙增加耐磨耗性增加耐蝕性鍍層厚度應(yīng)控制在50~150u“，鎳會(huì)擴(kuò)散穿越金，但速度非常會(huì)慢，除非溫度大於150度。結(jié)論連