連接器設計基礎

Preparedby:Quan-ZhouDate:2012/07/09連接器設計基礎1青蛙的故事

WithregardtoFrog’sstory將一隻青蛙放在大鍋裡，裡頭加水再用小火慢慢加熱，青蛙雖然約略可以感覺外界溫度慢慢變化，卻因惰性與沒有立即必要的動力往外跳，最後被熱水煮熟而不自知！2猴子的故事

WithregardtoMonkey’sstory

科學家將四隻猴子關在一個密閉房間裡，每天餵食很少食物，讓猴子餓的吱吱叫。幾天後，實驗者在房間上面的小洞放下一串香蕉，一隻餓得頭昏眼花的大猴子一個箭步衝向前，可是當牠還沒拿到香蕉時，就被預設機關所潑出的滾燙熱水燙得全身是傷，當後面三隻猴子依次爬上去拿香蕉時，一樣被熱水燙傷。於是眾猴只好望「蕉」興嘆。幾天後，實驗者換進一隻新猴子進入房內，當新猴子肚子餓得也想嘗試爬上去吃香蕉時，立刻被其他三隻老猴子制止，並告知有危險，千萬不可嘗試。實驗者再換一隻猴子進入，當這隻新猴子想吃香蕉時，有趣的事情發(fā)生了，這次不僅剩下的二隻猴子制止牠，連沒被燙過的半新猴子也極力阻止牠。

實驗繼續(xù)，當所有猴子都已換新之後，沒有一隻猴子曾經被燙過，上頭的熱水機關也取消了，香蕉唾手可得，卻沒人敢前去享用。3老鷹的故事

WithregardtoGlede’sstory老鷹是所有鳥類中最強壯的種族，根據動物學家所做的研究，這可能與老鷹的餵食習慣有關。老鷹一次生下四、五隻小鷹，由於牠們的巢穴很高，所以獵捕回來的食物一次只能餵食一隻小鷹，而老鷹的餵食方式並不是依平等的原則，而是哪一隻小鷹搶得兇就給誰吃，在此情況下，瘦弱的小鷹吃不到食物都死了，最兇狠的存活下來，代代相傳，老鷹一族愈來愈強壯。4內容-Contents1.連接器概述2.連接器類型3.連接器功能特性4.連接器材料選擇5.設計中的一些建議規(guī)范6.公差分析簡述7.連接器基本估算8.產品估價9.產品形位公差標注說明10.Q&A51.連接器概述起源

連接器起源於美國軍事用途，1939年二次世界大戰(zhàn)期間，美軍為了縮短戰(zhàn)機維修時間，改變以往「焊接」而改用「連接器」組裝，讓維修人員可透過連接器，針對損壞模組抽掉更換，他們先將各種控制儀器與機件單元化，

然後再由連接器聯成一個完整的系統(tǒng)，

維修時，

故障的單元迅速更換後，

飛機馬上就能升空。

因連接器產品發(fā)緣於美國，所以早期連接器產業(yè)亦由美國主導，但日商亦以技術優(yōu)勢進入市場，臺商鴻海則以低價格策略迅速成長。連接器應用領域十分廣泛，在航空、船泊、汽車、電子、計算機、新能源等領域均有應用。

目前全球主流連接器廠商有：Tyco（泰科）、Molex（莫仕）、Amphenol（安費諾）、FCI（法）、

Delphi（美）、

JST（日本）、Yazaki（日）

、Foxconn（鴻海）、Hirose（日）

、JAE（日）

6從功能上（是“橋樑”）1.電連接器是一種電機系統(tǒng)，它通過機械方法產生電性連接;2.可提供分離的介面用以連接兩個次電子系統(tǒng)(具有可分離性);3.對系統(tǒng)運作不會產生不可接受的作用;4.可攜帶性和支持外圍設備擴展;從結構上一個基本連接器應包括四個部份：1.接觸介面（可分離介面和固定<永久性>界面）2.接觸涂層3.接觸彈性元件4.連接器塑膠本體未來發(fā)展趨勢1.小型化（體積小、重量輕、Pitch小、高度低、Pin數多）2.高頻信號/傳輸（接觸阻抗低、信號遮蔽性佳）

定義72.連接器類型連接器可以從不同角度劃分：1.從功能上可分為：

電連接器、信號連接器、高頻連接器、光纖連接器等;2.根據線路板和線纜來分：

板對板、線對板、線對線連接器;3.從應用領域分：

太陽能連接器、防水連接器、汽車連接器、手機連接器、軍用連接器等;4.依形狀分：

圓形連接器、矩形連接器、印刷配線板連接器等;8VGAVideoParallelPortLegacyPrinterDVIVideoPS2LegacyMouseRJ11Modem2-10USBPortsPowerVendorSpecificMicrophoneSpeakerRJ45EthernetDockingPort–VendorSpecific1394HDTV-HDMIMonitor–Displayport(2008)Wireless93.連接器主要功能特性連接器的主要功能特性包括:電氣功能特性接觸阻抗：是導體電阻,壓縮電阻,皮膜電阻的總和絕緣阻抗：表示阻擋電流流通的難易程度,分為表面電阻和體積電阻介電崩潰電壓(耐電壓)：絕緣材料在失去其絕緣性前能承受之最大電壓機械功能特性整件(Connector)插拔力端子的插入力/拔出力端子在塑膠絕緣體內的保持力耐插拔環(huán)境特性高、低溫恒溫恒濕鹽霧試驗氣體試驗(SO2,H2S)可靠性:壽命測試抗振動,抗衝擊性能可焊性等對于高頻連接器除有上述電氣,機械性能外,還有電壓駐波比,插入損耗,泄漏等高頻信號傳輸特性104.連接器材料選擇連接器材料主要包括金屬材料塑膠材料電鍍材料連接器材料選擇原則加工成型性應用性及強度考量成本考量11金屬材料重要產品特性物理特性密度(Density)g/cm3厚度(Thickness)mm硬度(Hardness)HV熱膨脹系數

(CoefficientofThermalExpansion)×10-6/K熱傳導系數

(ThermalConductivity)W/(m.k)泊松比(Polsson’sRatio)N/A機械特性彈性系數(ModulusofElasticity/Young，sModulus)GPa抗拉強度(Tensilestrength)MPa延伸率(Elongation)%電氣特性導電率(ElectricalConductivity)%IACS電阻溫度系數(CoefficientofElectricalResistance)10-3/K12銅材物性規(guī)格參考13應力應變曲線識別明顯的四個階段1.彈性階段ob

σp比例極限

σe

彈性極限

2.屈服階段bc(失去抵抗變形的能力)

σs屈服極限(也叫屈服強度)3.強化階段ce(恢復抵抗變形的能力)

σb強度極限4.局部徑縮階段ef1415Rm Tensilestrength(抗拉強度)Rp0.2 Yieldstrength(屈服強度)EYoung’sModulus(揚氏模量)Rupture(斷裂)0.2%

TotalelongationStress[MPa]

=(Lf-L0)/L0x100[%]Rp0.2RmElongation[%]Young′sModulusE彈性變形:外力撤銷后可以恢復原來形狀;塑性變形:外力撤銷后不能恢復原來形狀，形狀發(fā)生變化，伸長或縮短;工程上常用的屈服標準有三種：

a.比例極限應力-應變曲線上符合線性關系的最高應力，國際上常采用σp表示，超過σp時即認為材料開始屈服.

b.彈性極限試樣加載后再卸載，以不出現殘留的永久變形為標準，材料能夠完全彈性恢復的最高應力。國際上通常以Rel表示。應力超過Rel時即認為材料開始屈服.

c.屈服強度以規(guī)定發(fā)生一定的殘留變形為標準，如通常以0.2%殘留變形的應力作為屈服強度，符號為Rp0.2.

16常用五金材料特性種類成份強度電導電率(IACS%)熱傳導率(Cal./sec/cm/℃)抗應力松馳價格用途黃銅C2600C2680Cu-30ZnCu-35Zn25~6027~280.29差低磷青銅C5191C5210Cu-6Sn-0.2PCu-8Sn-0.2P65~8010~150.15普通中低C7025Cu-3Ni-0.65Si-0.15Mg47~8735~500.41好中低鈦銅C199Cu-3Ti80~1407~150.26~0.31優(yōu)中高鈹銅C172C174Cu-1.8BeCu-0.5Be-0.6Co100~14015~2845~600.250.55好高17塑膠材料塑膠材料測試測試應在相同條件下執(zhí)行測試項目耐溶性

(SolventResistance,EIATP-11)耐蝕性

(Corrosivity)耐焊錫性

(Resistancetosolderheat,forprocessEIATP-56)耐熱性

(Heat,Temperatureratingofconnector)耐濕性

(Humidity,Cyclic)測試上述3)至5)項時,端子應已完成組裝;增列的測試包含端子的保持力及高濕度測試後經2小時風乾之絕緣阻抗測試補充的評估項目可塑性(moldability):流動比,填充性組裝性(assemblyconsiderations):Staking,Etc.18耐銲錫性

(ResistancetoSolderHeat)暴露在和接環(huán)境中,藉以判斷連接器的損壞(熔化,變形)敏感性.焊接過程如同應力的釋放,在射出成型所造成的應力,於釋放的過程中會造成組件的扭曲變形,因此,灌點的位置及連接器的結構設計,更顯重要.在選擇塑料時,應與射出成型技術連同抗化性,抗熱性結合在一起,單只有抗熱性是不夠的.有的材料可能可以接受波焊接,但可能不允許其他方式的焊接.同樣的,某種尺寸可能接受一種結構設計,但可能不允許其他形式的結構設計.尺寸檢查彎曲程度(bow)翹曲程度(Warpage)Wallcollapse目視檢查熔化(melting)變形(distortion)起泡(blistering)19常用塑膠材料特性種類熱變形溫度H.D.T(℃)拉伸強度(Mpa)彎曲強度(Mpa)拉伸率(%)吸水率(%)收縮率(%)價格PBT20511718630.071.4NYLON462851252552.50.80.3NYLON6T28518024030.080.3NYLON9T28516024030.30.3NYLON6624116012231.21.3LCP2751662211.70.020.1P140.3ABS16941592.350.30.15PPO33774500.220.5~0.720電鍍材料端子電鍍,基本上適用於保護基材選擇適當的電鍍,應視一些相關連的因素而定.正向力大小(normalforce)耐久程度(durabilitylevels)端子幾何形狀(contactgeometry)使用環(huán)境的考量(environmentalconsiderations)熱的情況(thermalconditions)線路的狀況(circuitconditions)終結的型式(terminationstyles)成本的因素(costfactors)21電鍍特性成分(composition)-影響耐蝕性與耐磨耗性外觀(appearance)-重要但很主觀厚度(thickness)-影響壽命,耐蝕性與耐磨耗性多孔性(porosity)-易發(fā)生腐蝕硬度(hardness)-影響耐磨耗性與機械力粘著性(adhesive)-與加工製程有關延展性(ductility)-abletobecompliant耐溫性(thermal)-與操作溫度有關磨擦力(friction)-磨耗,機械力Nobility:耐蝕性22CLASSA:GOLD鍍金最好,最有效電鍍純金很軟,容易摩擦,高插拔力將增加磨耗添加鎳及鈷以增加硬度貴金屬表面不易發(fā)生氧化或薄膜產生最為昂貴鍍層薄時易產生多孔現象(產生孔蝕及邊緣蠕變edgecreep)低正向力的系統(tǒng)亦能使用(<100grams)何謂硬金與軟金？純金的硬度較軟，所以就稱之為“軟金”，電鍍時的金鎳或金鈷合金比較硬，就稱之為“硬金”。硬金主要用在受力摩擦的地方，如PCB板上的金手指，二者的電鍍流程也不同：軟金：酸洗→電鍍鎳→電鍍純金硬金：酸洗→電鍍鎳→預鍍金→電鍍金鎳或金鈷合金23CLASSB:Pd,PdNi,PdAg薄膜容易養(yǎng)成磨耗聚合物容易生成不利於高溫及微震磨耗環(huán)境使用表層刷鍍層金,可降低磨耗聚合物生成耐久性佳為其特色24CLASSC:Silver薄膜容易生成大於70%銀含量時,沒問題高導電率大多應用於無線電及電力等方面CLASSD:Tin&itsAlloys表面氧化物極易生成耐久性及磨耗性差必須明確定義及設計對銲錫加工而言很重要最便宜25Underplates(電鍍底層)SILVER(銀):

易迅速擴散,穿過鍍金層而產生薄膜COPPER(銅):不能增加耐磨性及耐蝕性將與錫生成金屬間化合物NICKLE(鎳)

(50uin~150uin)降低多孔性為銅及鋅擴散障礙增加耐磨性及耐蝕性減少Cu/Sn金屬間化合物鎳會擴散穿越金,但速度非常緩慢,除非溫度大於150攝氏度,錫與鎳也是會在一緩慢的速率下產生金屬間化合物265.設計中的一些建議規(guī)范

SMT設計建議規(guī)范

平整度設計建議規(guī)范

InsertMolding建議規(guī)範

夾板式(StraddleTYPE)端子與PCB建議規(guī)範

Connector公母搭配建議規(guī)範

膠芯與端子搭配建議規(guī)範膠芯與鐵殼卡合建議規(guī)範

卡扣設計基本常識

27SMT設計建議規(guī)范C1(1)SMTTYPE的Connectors,其所有零件腳(Terminal`Board-Lock)與膠芯基準面相對位置度須≦0.15mm.

(2)SMTTYPE的Connectors,其所有零件腳(Terminal`Board-Lock)最差位置度須與膠芯基準面等高度(=0).(3)SMTTYPE的Connectors,其所有零件腳(Terminal`Board-Lock)最佳設計值應低於膠芯基準面0.05mm.2(1)SMTTYPE的Connectors,其所有零件腳(Terminal`Board-Lock)最佳設計角度為90°(2)SMTTYPE的Connectors,其所有零件腳(Terminal`Board-Lock)次佳設計角度為向下傾斜約0°~2°(90°~92°)與PCBoard至少應有三分之一以上之接觸(3)SMTTYPE的Connectors,其所有零件腳(Terminal`Board-Lock)最差設計角度為向上傾斜角度＜90°,此設計角度會造成焊錫性不良.3(1)SMTTYPE的Connectors位置度方向表示,Acon標準以膠芯基面為零,向上為正(+)向下為負(-).41.SMT端子在模`治具加工段須注意端子毛邊方向,毛邊不可在端子與PCB接觸面.28平整度設計建議規(guī)范C１(1)SMTTYPE的Connectors,其所有零件腳(Terminal`Board-Lock)的相對高低位置視為平整度,一般要求為0.10mmMax(2)Coplanarity(平整度)表示方式有右圖所列幾種方式;２對SMT產品標準標示1.端子間平整度(Coplanarity)2.端子與膠芯基準面位置度.３SMT產品包裝選擇以Tape&Reel為最佳,設計時須注意到產品之定位問題以及端子之保護.４SMT產品設計時須注意到SMT過程吸嘴所須吸取之平面之大小與位置.５SMTTYPE的Connectors,其所有零件腳(Terminal`Board-Lock)吃錫狀況為95%Min.29InsertMolding建議規(guī)範１InsertMolding以端子導位孔為塑模定位孔故須注意端子之平整度.２InsertMolding端子如過長則應於膠芯前方開槽以作端子夾持扶正用.3InsertMolding端子卡點建議InsertMolding端子卡點主要為InsertMolding時與膠芯咬住,增加其保持力.目前常見端子卡點如右圖所示,建議InsertMolding採用C項卡點.a:端子模具製作不易.b:易受端子寬度限制,可能導致強度不足.c:模具製作簡易,端子強度夠.(InsertMolding時建議使用).d:打凸點方式易產生殘留應力.4InsertMolding公差建議InsertMolding用端子前端兩側可不必倒角,一般倒角目的是為鉚端式產品讓端子易於鉚端.InsertMolding端子與塑模尺寸公差搭配公差應走單向公差.端子須作小,故走負公差.塑模槽應作大故走正公差,端子公差:+0/-0.02Ex:端子寬度為0.40+0/-0.02mm,塑模槽作0.41mm,單邊配合間隙應少於0.02mm,以減少毛邊之產生.5InsertMolding端子前端處理InsertMolding端子前端為讓公母對插滑順可作如右圖之處理:端子前端倒角或折彎.

C30夾板式(StraddleTYPE)端子與PCB建議規(guī)範11.一般我們常見之PCB厚度有:0.80,1.0,1.20,1.60mm等四種.2.PCB厚度為t,DIM.A=t-0.15PCB厚度0.801.01.201.60DIM.A0.650.851.051.45單位:mm3.夾板式端子於PCB倒入處須作倒角設計,以作為PCB的Leadin.2插板式(DIP)端子建議規(guī)範1.插板式端子插板處一般為預斷式或切端式,預斷須來回45°後折斷,切端式須預留0.50mmMIN.作為治具切端範圍,預斷式或切端式處理後皆不可有毛邊以防插板困難.2.插板式產品須作插板測試,插板測試以插板順暢為原則.3.插板式產品一般Boardlock長度會比端子長度稍長,以便插板時由Boardlock先與PCB接觸作定位與導正端子位置用.C313“魚叉端子”與PCB搭配建議規(guī)範1.“魚叉端子”與PCB搭配PCB孔徑為A則“魚叉端子”寬度B為B=A+0.60mm.若“魚叉端子”與PCB插拔力有特別要求則可適當調整0.60尺寸大小.2.“魚叉端子”插板到達定位時與PCB孔徑干涉的位置應是尖形片腳最高點之後的斜面一半處C點位置為最佳.如此尖形片才能與PCB達到Lock之效果.32Connector公母搭配建議規(guī)範

1Housing與Shell搭配建議:膠芯寬度=A膠芯高度=B鐵殼寬度=A+0.10mm鐵殼高度=B+0.10mm鐵殼內R=R1膠芯R角R2=R1+0.10mm2公母鐵殼Matingface搭配建議規(guī)範母鐵殼寬度為C公鐵殼寬度為C+0.07~0.10mm母鐵殼高度為D公鐵殼高度為D+0.07~0.10mm公母鐵殼R角搭配公鐵殼R1角為E,則母鐵殼R2角+t須≧E+0.10,以避免公母鐵殼R角干涉.(R角越大則尺寸越往內縮)3公母對插Datum(基準)面建議規(guī)範1.Connector公母對插必須選一Datum面作為搭配之基準.2公母對插DIM.A必須為0.15mmMIN.公母對插DIM.B必須為0.15mmMIN.C33膠芯與端子搭配建議規(guī)範

11.為防止端子退出膠芯應設計成兩段倒刺.2倒刺尖端R=0.05m/m需以PG加工製作沖子.倒刺尖端R=0.08m/m需以WC加工製作沖子.3.端子前段應有LEADIN設計,以便於插端時導入與定位.4.端子前段應有STOP設計,以便於定位與防止端子插入過深.21.端子鉚壓肩部應高於膠芯面0.1~0.3m/m,以防止治具鉚壓時撞擊膠芯.2.隔欄肉厚A應在0.40m/m以上,以防止隔欄斷裂或退出力過小.3.倒刺距離膠芯面應在0.30m/m以上,以防止退出力過小.4.端子厚度公差可訂為t±0.01,搭配膠芯孔則為(t+0.3)±0.01.5.端子倒刺與膠芯孔搭配孔為B±0.01,則端子小倒刺為B+(A×25%)±0.02,端子大倒刺為(B+0.04)+(A×25%)±0.02.6.端子LEADIN段為起導正作用尺寸公差為(B-0.03)±0.02.

7.端子前端尺寸C其公差可為±0.02,搭配膠芯孔則為

.▼保持力太大鉚端易造成端子變形或增加塑膠內應力造成塑膠變形.▼保持力太小則正向力不夠,造成電訊接觸品質不良或端子易鬆脫.31.端子STOP機構亦可如右圖所示設計在後段.2.端子倒刺的間距較大時其尺寸可設計為1.0~1.5m/m.C34膠芯與鐵殼卡合建議規(guī)範1膠芯卡點&鐵殼卡口t=鐵殼厚度t1=膠芯卡點厚度A=膠芯卡點寬度B=鐵殼卡口寬度C=膠芯卡點總高度D=鐵殼卡口高度E=膠芯卡點高度2膠芯卡口&鐵殼彈片t=鐵殼厚度H=彈片高度B=彈片前端至膠芯卡口壁.0.05~0.10mmC=彈片底部至膠芯卡口底面.0.05~0.10mmC353鐵殼翻邊1.A與B尺寸為折彎須預留之重點尺寸.2.為避免與鐵殼R角處干涉膠芯處須倒C角或R角.4鐵殼打點1.鐵殼打點的數量應決定於產品大小,位置作到平均分配為原則.2.適用於圓形鐵殼與膠芯配合,因卡合方式容易使產品脫離,故其他產品不建議使用.36卡扣設計基本常識

C1.常用卡勾結構形式A型結構37B型結構382.組裝力量P根據''界限荷重彎曲線''圖求得k安全系數以0.8為基準n可取1~4條μ根據下表選取材料的相互配合摩擦系數μ塑膠金屬0.15塑膠塑膠0.35393.常用卡勾設計40易拆卸設計41易拆卸設計42截面積相同的卡榫設計截面積、厚度有斜度變化的卡榫設計截面積、厚度、寬度有斜度變化的卡榫設計易拆卸設計43永久式設計永久式至可拆卸式設計變更44設計理念45設計理念46設計理念47設計理念48設計理念49設計理念50認識螺牙C1.螺牙形態(tài)認識51【牙型】在通過螺紋軸線的剖面上，螺紋的輪廓形狀稱為牙型?！敬髲健看髲绞侵负屯饴菁y的牙頂、內螺紋的牙底相重合的假想柱面或錐面的直徑?！拘健啃绞侵负屯饴菁y的牙底、內螺紋的牙頂相重合的假想柱面或錐面的直徑?！局袕健吭诖髲胶托街g，設想有一柱面（或錐面），在其軸剖面內，素線上的牙寬和槽寬相等，則該假想柱面的直徑稱為中徑，用d2(或D2)表示?！揪€數】形成螺紋的螺旋線的條數稱為線數。有單線和多線螺紋之分，多線螺紋在垂直于軸線的剖面內是均勻分布的。

【螺距】相鄰兩牙在中徑線上對應兩點軸向的距離稱為螺距。【導程】同一條螺旋線上，相鄰兩牙在中徑線上對應兩點軸向的距離稱為導程。線數n、螺距P、導程S之間的關系為：S=n.P【旋向】沿軸線方向看，順時針方向旋轉的螺紋成為右旋螺紋，逆時針旋轉的螺紋稱為左旋螺紋。螺紋的牙型、大徑、螺距、線數和旋向稱為螺紋五要素，只有五要素相同的內、外螺紋才能互相旋合。522.幾種常見螺紋類型三角形螺紋稱為普通螺紋，用于連接；梯形螺紋一般用于承受雙向載荷的傳動；鋸齒形螺紋用于承受單向載荷的傳動；管螺紋用于管道連接。牙型：在通過螺紋軸線的剖面上螺紋的輪廓形狀53直徑：螺紋有大徑（外螺紋用d，內螺紋用D表示）、小徑和中徑之分。

外螺紋的大徑和內螺紋的小徑稱為頂徑，螺紋的大徑為螺紋的公稱尺寸。內、外螺紋的三個直徑54線數n:形成螺紋的螺旋線的條數。

螺紋有單線和多線之分。沿兩條或兩條以上在軸向等距分布的螺旋線所形成的螺紋稱為多線螺紋。雙線螺紋單線螺紋55螺距P、導程L:螺距是指相鄰兩牙在中徑線上對應點間的軸向距離，導程是指在同一條螺旋線上的相鄰兩牙在中徑線上對應點間的軸向距離。雙線螺紋單線螺紋單線螺紋：導程=螺距

多線螺紋：導程=螺距×線數56旋向：螺紋有左旋和右旋之分。絕大多數螺紋是右旋螺紋，即順時針旋轉為擰緊。

為了便于設計和加工，國家標準對螺紋作了規(guī)定。標準螺紋

牙型、直徑和螺距符合標準特殊螺紋

牙型符合標準，而直徑或螺距不符合標準非標準螺紋

牙型不符合標準右旋螺紋左旋螺紋57螺紋類型牙型斜角自鎖性效率加工情況強度普通螺紋30°易低易高梯形螺紋15°較易較高較易較高鋸齒形螺紋3°不易較高較易較高矩形螺紋0°不易高不易低3.常見螺紋比對表58線材與端子連接技術

鉚接(Crimp)

絕緣為刺破式連接(IDC)

彈性夾持(SpringClamp)連接

鉚釘連接(Screw)

印刷電路板(PCB)轉接C59鉚接(Crimp)鉚接連接系統(tǒng)鉚接用導線鉚接端子鉚接設備/工具

鉚接(Crimp)技術介紹。60

鉚接端子鉚接端子通常包括兩大類：a.開放式鉚接端子b.閉合式鉚接端子a.開放式鉚接端子開放式鉚接端子(2)錘形口(3)導體檢視區(qū)(4)扣接片(5)絕緣皮鉚接區(qū)(6)導體鉚接區(qū)(7)端子對接區(qū)(8)料帶切斷區(qū)(9)端子終止點(1)絕緣皮檢視區(qū)61絕緣皮檢視區(qū)－又稱為過渡區(qū)，該區(qū)位于導體鉚壓區(qū)與絕緣鉚壓區(qū)之間。于該區(qū)可以絕緣，以保證絕緣皮既延軸向充分鉚接，又可視絕緣皮是否被絕緣鉚接區(qū)鉚壓。IPC610標準為1/2這個孔有何用?62錘形口－其位置位于導體與絕緣鉚接區(qū)邊緣，于該區(qū)可目視鉚壓區(qū)邊緣不壓迫導體或絕緣皮?？杀苊鈱w或絕比皮受鉚壓動作或材料銳角割破或受傷。錘形口Ｒ角約為材厚兩倍。導體檢視區(qū)－導線于絕緣鉚壓區(qū)進入導體鉚壓區(qū)間的過渡區(qū)，于該區(qū)可以觀察導體，以保證導體既延軸向充分鉚接又可視導體是否導體是否被導體鉚接區(qū)鉚壓?？酆蠀^(qū)－用來扣合插入的Housing，保證端子插入定位及不再后退。絕緣鉚壓區(qū)－該區(qū)提供導線鉚壓后的支持與提高導線與端子的保持力，絕緣皮鉚壓要求越緊越好，但不能傷及內部導體且不可使絕緣皮破裂，但是由于同一端子可收容不同的導體與導線外徑，且絕緣皮材質及硬度都有差異，所以沒有統(tǒng)一標準的定義。通常以鉚壓壓縮為絕緣皮厚度的７５％～９０％。導體鉚接區(qū)－端子圍繞導體部份，并于二者間形成低阻抗及高傳輸能力的電性連接。恒量導體鉚接的快速又不會被破壞的方法就是量測鉚壓高度。鉚壓高度是指鉚壓頂面至底部垂直尺寸。其既可保證端子包圍導體的鉚合情況，又可于制程中快速控制。其測量尺寸須考量導體、端子材料、電鍍層的變化在機械及電氣特性中的要求。端子對接區(qū)－用來與互配端子接觸的區(qū)域。料帶切斷區(qū)－凸于絕緣鉚壓區(qū)外并為端子與料帶切斷分離形成。其長度約為材厚的１～１.５倍。端子終止點－位于端子檢視區(qū)與端子對接區(qū)之間。導體不可超過此處。63

b.閉合式鉚接端子閉合式鉚接端子(2)錘形口(3)導體檢視區(qū)(5)絕緣皮鉚接區(qū)(6)導體鉚接區(qū)(7)端子對接區(qū)64開放式與閉合式端子特性比較端子類型比較項目開放式端子閉合式端子導線進入方向垂直與軸向軸向裝配速度高低自動化速度高低絕緣鉚壓區(qū)裸露或鍍層裸露或鍍層制造方法先沖壓后成型多種方式65剝線長度如何定義？憑經驗：剝線長度=壓接筒長度+1mm(最大1mm2)剝線長度=壓接筒長度+2mm(最大10mm2)66鉚接后接觸電阻如何測試？參考《GBT18290端子壓接標準》67

絕緣為刺破式連接(IDC)

絕緣為刺破連接(IDC)技術介紹絕緣刺破連接(InsulationDisplacementConnection,IDC)又稱位移連接，系被廣泛應用于電訊領域、自動化控制系統(tǒng)、大型家用電器及電腦內連接領域中。采用該項技術的產品如：ParallelATA,SCSI,Phoenix,LowPower以及其他高密度的線纜連接器。與鉚接相比，IDC連接不用去掉導線的絕緣體，相反，當電線插入終端，絕緣體被端子V型叉口切開。這一微小的區(qū)別滿足低連接力的需要，使得IDC技術在連接接器組裝和在這一領域的運用具有很大的優(yōu)勢。IDC技術主要用于線纜運用中，在這些運用中大量線纜終端預插入連接器以提供高效經濟的終端，比起鉚接技術可降低接錯，鉚接電線需要分別文放進設置好的連接裝置，對接失誤的可能性顯然很大，避免電線操作、剝皮和插入座體使得IDC技術有經濟價值。68

絕緣刺破連接流程以治具將導線卡置于導體端子之”V”型叉口狀開口間將導線沿”V”型開口向下壓入延伸且寬度小于導體直徑的狹長開槽內導線進一步下壓使開槽內側面鋒利的刀刃割破絕緣層導線壓至最終位置端子開槽的刃邊完全割破絕緣層并藉過度配合卡持導體接觸面積A69絕緣刺破連接系統(tǒng)導線IDC端子設備/工具

絕緣刺破連接系統(tǒng)組成70

絕緣刺破連接導線適用于絕緣刺破連接的線纜對于尺寸及材質的物理特性均有較嚴格的規(guī)定，通常線纜的範圍使用32~18AWG(AmericanWireGauge)之間。線纜特性影響絕緣刺破連接的因素線纜種類圖例主要影響因素電子線DiscreteWireA.絕緣層硬度：決定絕緣層被端子開槽的內側刀刃割破之難易程度，若絕緣層過硬可能影響最終刺破位置處的電性連接。B.絕緣層厚度：絕緣層過厚可能無法被端子開槽的內側刀刃割破而影響電性連接，同時可能使端子開槽的兩側壁產生超出設計範圍進而變形。C.導體截面積：截面積過大或過小，易使導體斷裂而降低連接電性及機械強度的穩(wěn)定性。排線RibbonCable絞線StrandedWireA.絞線內導體股數：絞線內導體股數愈多，單體銅絲就越細，則銅絲易于被破捐或切斷。B.絞線內導體的集中程度：絞線內的導體排除布散亂，則絞線在進入端子開槽過程中導體易在相對運動而重新排裂。從而使絞線截面積減小，進而影響連接接穩(wěn)定性。故對絞線而言，導體體數越少，導體集中程度越高就可確保最持久、穩(wěn)定性的絕緣位移連接性能。71

絕緣刺破連接端子A.端子收容槽端子收容槽用途說明Ｖ形開口用以夾置導線的絕緣層導引導線進入以輔助絕緣位移連接過程狹長開槽用以切割絕緣層并卡持導體槽寬小于導體直徑以使其與導體干涉配合B.影響連接可靠性的因素Ｖ形開口尺寸Ｖ形開口斜面角度狹長開槽刃邊硬度狹長開槽側壁韌性72IDC端子，有幾個因素是重要的。入口V型開口的角度、表面鍍層和接觸電線絕緣的梁表面的硬度對摩擦力具有影響。摩擦力也取決于梁的作用力，而梁的作用力取決于梁的尺寸和原始勾槽。這兩個因素在決定絕緣斷層工藝的有效性中充當一個主要角色，但它們也因此導致更高的插入和設備作用力。在許多場合，在電線插入時，如果絕緣體很難割斷，梁的最大應力可能出現。73端子結構圖例適用線纜相關說明單槽型排線單槽型可很容易的刺穿排線的絕緣部份，而使排線與復數端子間形成多點連接產，確保線纜與端子連接的穩(wěn)定性。雙槽型電子線絞線雙槽型及槽盒型端子均具有兩個槽口中，其中一個槽口曠日積晷上供固持導體，亦可提供固持線纜的應力緩沖裝置，對單一導體，這類型端子可提供兩倍于單槽型端子的接觸點，對于電子線該種端子的兩個槽口可分別夾持不同導體增加導體接觸數量從而確保連接穩(wěn)定性。槽盒型此三種端子可對相應線纜提供一定的固持，然而在某些狀況中，如受震蕩較大的情況下，僅憑端子的固持并不足夠，須藉其它附加結構達成。槽盒型端子一側延伸增設鉚壓絕緣以固持絕緣層，或加一上蓋以輔助固持線纜。74IDC(InsulationDisplacementContacts)端子刺破建議規(guī)範

:1.刺破式(IDC)連接器其端子刺破處與電線導體關係建議如下:

b–a=0.10~0.13mma=端子刺破處b=電線導體2.刺破時須注意端子之正位度不可有偏斜,導至芯線無法被刺破至定位,或端子同時刺破兩條芯線而造成電氣特性不良.75刺破式(IDC)連接器刺破後端子與銅絲正常狀況應如下圖所示.1.刺破後應注意是否有銅絲被截斷或有牽絲情形發(fā)生.2.刺破後應注意是否有芯線倒縮情形發(fā)生.3.銅絲受損及斷根容許表:導體銅線根數1~67~1617~2627~3637~4647以上(含)容許斷根或受損數01234總根數10%76彈性夾持(SpringClamp)連接

彈性夾持(SpringClamp)連接技術介紹彈性夾持連接技術的組裝方式，在彈片彈力作用下，導體被壓在連接片上，從而被夾持在夾具中。彈片夾持連接技術尤其適用于導體彈片頂部插入的連接方式，導體從頂部穿入有利在狹小的地方節(jié)省空間，如在端子模塊和附近的線路板之間。彈性夾持連接技術適用于尺寸較小的線纜，一般不超過10AWG，該技術的可靠性這連接品質穩(wěn)定性佳。77鉚釘連接(Screw)

螺釘連接(Screw)技術介紹螺釘連接是采用螺釘式接線端子的非焊接連接方式，廣泛應用于印刷電路板和各類電子元件中。其優(yōu)點是快捷方便，具有大小不同尺寸，但要注意允許連接的導體的最大和最小截面及不同規(guī)格螺釘允許的最大扭力。類型特點優(yōu)點圖例螺釘導體連接導體直接繞在螺釘上，螺釘擰緊在接線端子后完成連接，導線分別通過螺釘連接的方式將導線連接在電路板上具有拉撥阻力，連接緊密，最好在連接前將導體鍍錫以防上導體散開短路及磨損。螺釘夾持連接螺釘空過模塊后緊壓導體，以此構成導線和端子之間的連接，還可結合許多功能模塊，應用廣泛。如保險絲固定器，電子元件固定器，訊號調整模塊等。適用導線規(guī)格範圍較廣(24AWG~600MCM)，其連接品質可靠性高，只需螺絲起子，使用方便。78印刷電路板(PCB)轉接

印刷電路板(PCB)連接技術介紹對于一些電氣性能要求較高，出于防上電磁干擾，串音干擾及濾波等需要。在連接器絕緣本體內以印刷電路板，將導線及端子焊接在電路板上，通過電路板上的回路及其他電子零件達成導線與端子間的電訊需求。79連接特性比較連接類型慨述優(yōu)點缺點適用線纜鉚接(Crimp)鉚接是為使金屬在規(guī)定的限度內壓縮和位移并將芯線連接到接觸端的制造技術。方便，工具簡單，連接速度快，機械特性和導接性好，可承受惡劣的環(huán)境條件。需去除絕緣，效率不高，屬于永久連接只能使用一次SingleWire/WireHarness絕緣刺破連接(IDC)絕緣刺破連接是依靠連接器端子的內側刃邊刺破絕緣層并與芯線達成電性導通，從而不需剝除絕緣皮。連接前無需給線纜剝除絕緣，連接時所需插入力低，連接速度快，連接所需工具簡單，高氣密性，高穩(wěn)定性。須選用規(guī)定規(guī)格的芯線。SingleWire/WireHarness/FlatCable/TwistCable/RoundCable彈性夾持連接在彈片彈力作用下，導體緊壓在連接器的壓條上，從而被夾持在夾槽內。具有較好的可靠性和連接質量。不適合尺寸較大的導線，應用尺寸需在10AWG以下。SingleWire螺釘連接采用螺釘鎖緊導體與端子?？旖莘奖闱揖哂胁煌叽鐟?，廣泛應用于電路板和各類電子元件中。易受腐蝕和干擾，容易因鎖緊力過小而造成接觸不良任何導線電路板連接以印刷電路板將導線與端子焊接于板上，并利用電路板的導電回路形成電性傳導。符合高性能電訊要求或高密度連接器的需求，可于板上的電子零件達到防止電磁干擾，串音干擾，集成密度高，電連接可靠性高。制造不方便，成本高，易受腐蝕，維修困難。任何導線806.公差分析簡述尺寸：

用特定單位表示長度的數字。基本尺寸：

基本尺寸是由設計者經過計算或按經驗確定后，再按標準選取的標注在設計圖上的尺寸?？椎幕境叽鐬镈，軸的基本尺寸d。實際尺寸：通過實際測量得到的尺寸。由于測量誤差的存在，所以實際尺寸并非是尺寸的真值。極限尺寸：

極限尺寸是允許尺寸變化的兩個界限值。

其中：較大的一個稱為最大極限尺寸

較小的一個稱為最小極限尺寸孔與軸

孔主要指圓柱形內表面,軸主要指圓柱形外表面。尺寸定義

81公差配合的定義

配合：

配合就是基本尺寸相同的、相互結合的孔與軸公差帶之間的相配關系。

機器中，不同孔和軸的配合有不同的松緊要求。松緊程度用間隙和過盈的大小表示。所謂間隙或過盈，就是孔的尺寸與軸的尺寸代數差，此差值為正時是間隙；為負時是過盈。配合分類：間隙配合、過盈配合、過渡配合。配合類型：

間隙配合：當孔的公差帶在軸的公差帶之上，形成具有間隙的配合（包括最小間隙等于零的配合）。

過盈配合：當孔的公差帶在軸的公差帶之下，形成具有過盈的配合（包括最小過盈等于零的配合）。

過渡配合：當孔與軸的公差帶相互交疊，既可能形成間隙配合，也可能形

成過盈配合。82配合公差：

允許間隙或過盈的變動量稱為配合公差。間隙配合：配合公差=最大間隙

-最小間隙過盈配合：配合公差=最大過盈

-最小過盈過渡配合：配合公差=最大間隙

-最大過盈Xmax=Dmax－dminXmin=Dmin－dmaxYmax=Dmin－dmaxYmin=Dmax－dmin83公差與配合實戰(zhàn)

互換性的基本概念

互換性是指某一產品（包括零件、部件）與另一產品在尺寸、功能上能夠彼此互相替換的性能。互換性包括幾何參數、物理化學性能等因素。我們主要介紹零件的幾何參數的互換性，包括零件的尺寸、形狀和相互位置的互換性。

完全互換：

從同一規(guī)格的一批零件中任取一件，不經任何修配就能裝到部件或機器上，而且能滿足規(guī)定的性能要求。這種互換性稱為完全互換。不完全互換：

如果把一批兩種互相配合的零件按尺寸大小分成若干組，在一個組內的零件才有互換性；或者雖不分組，但需做少量修配和調整工作，才具有互換性，這種互換性稱不完全互換。

84互換性的作用

1)有利于組織專業(yè)化生產；

2)產品設計標準化，縮短設計周期

3)維修時易更換配件，減少修理時間和費用，保證設備原有的性能。誤差與精度零件加工后的實際幾何參數與理想零件幾何參數相符合的程度，稱為加工精度（簡稱精度）。它們中間的差值稱為誤差。加工誤差的大小反映了加工精度的高低，故精度可用誤差來表示。誤差是零件加工過程中實際產生的!

零件幾何參數誤差的種類（1）尺寸誤差：實際尺寸與理想尺寸之差；（2）幾何形狀誤差：實際形狀與理想形狀之差；（3）位置誤差：實際位置與理想位置之差。85公差公差是零件幾何參數允許的變化范圍?？煞譃椋?/p>

(1)尺寸公差：零件尺寸允許的變動范圍；

(2)形狀公差：零件幾何要素的形狀允許的變動范圍；

(3)位置公差：零件幾何要素的位置允許的變動范圍。

公差是產品設計時給定的!公差分析“口訣”

(1)公差是累積的

(2)母減公(即孔減軸)

正->有間隙

負->有干涉

(3)凡走過必留足跡86

尺寸計算一Amax=61.1+30.05+44.15=135.3Amin=60.9+29.95+43.85=134.7A=135±0.3A=(61±0.1)+(30±0.05)+(44±0.15)=135±0.387

尺寸計算二Amax=120.15-59.85=60.3Amin=119.85-60.15=59.7A=(120±0.15)-(60±0.15)=60±0.3公差累加88

分析A能否順利放入[(120±0.15)-(60±0.15)]-(59.6±0.15)=0.4±0.45=0.85max/-0.05min結論:A會干涉0.05,不能順利放入.WORSECASE:條件最差時的狀況.A89

分析計算A,B的尺寸(公差取+/-0.05)(A±0.05)-(12±0.05)=(A-12)±0.1≧0,

=>A=12.1±0.0590

分析計算A,B的尺寸(公差取+/-0.05)(12.1±0.05)-[(12±0.05)/2+(B±0.05)/2]=(6.1-B/2)±0.1<0

=>B>12.4

=>取B=12.45±0.05.91

分析產品可否導板[(11.7±0.05)-2*(0.4±0.02)]-[(11.7±0.05)-(0.7±0.05)]

=(-0.1±0.19)=0.09max/-0.29min

[(11.7±0.05)+(0.7±0.05)]-(11.7±0.05)

=(0.7±0.15)=0.85max/0.55min

有可能干涉0.29,不能順利導板.92

分析端子能否可靠干涉(0.4±0.05)-(0.4±0.03)=(0±0.08)=0.08max/-0.08min要保証可靠干涉應如何修改?

(-0.48+/-0.05)-(0.4+/-0.03)=0.08+/-0.08=0min/0.16max或(0.4+/-0.05)-(0.32+/-0.03)=0.08+/-0.08=0min/0.16max93

計算端子間距離是否在0.55~0.85間A=(3.7±0.05)-2*(1.5±0.05)=(0.7±0.15)=0.85max/0.55mininspec.94

計算鉚釘能否順利插入鉚釘孔公差0.00+/-0.100.00+/-0.0595

計算鉚釘能否順利插入鉚釘孔膠芯:A=(24.9±0.1)+(3.92±0.05)=(28.82±0.15)=28.67min.B=(24.9±0.1)-(3.92±0.05)=(20.98±0.15)=21.13max.鐵殼:A=(25±0.05)+(4.1±0.05)=(29.1±0.1)=29minB=(25±0.05)-(4.1±0.05)=(20.9±0.1)=21max.D1min=(29-21.13)/2=3.935,D2min=(28.67-21)/2=3.835取Dmin=3.835鉚釘:3.8±0.05配合間隙:3.835-(3.8±0.05)=0.035±0.05=-0.015min結論:有可能干涉0.015.96

計算端子與膠芯配合狀況膠芯:0.82+0.04/-0轉化為0.84±0.02.(0.84±0.02)-(0.8±0.02)=0.04±0.04>=0OK(