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宏致品保 ACES Electronic Co., LTD.ACES Electronic Co., LTD. 連接器基本知識介紹 盧昆廷 Michael Lu 清華大學工業工程研究所畢業 宏致品保部資深經理 初級班 * Page: 1 主要內容 n一. 連接器基本概念 n二.連接器的主要功能特性 n三.連接器的主要材料 n四.電腦連接器分層 n五.電腦連接器產品結構 n六.Process Flow and Quality Control Chart n七.連接器生產製程簡介 n八.連接器常用業界標準 n九.連接器常用測試標準 n十.產品應用出問題時希望客戶配合事項 n十一. Q 抗振動, 抗衝擊性能; 可焊性等 v對于高頻連接器除有上述電氣, 机械性能外, 還有電壓駐波比, 插入損耗, 泄漏等高頻信號傳輸特性 Date 連接器的組成 nTHE CONNECTOR HOUSING nTHE CONTACT SPRING nTHE CONTACT INTERFACE nTHE CONTACT FINISH (PLATING) Date 基本選料概論-端子 n端子材料的選擇 n端子材料的選擇,是基於製造成型性及強 度性質上的綜合的考量,必須確保其正向 力能維持電器穩定性.基材的選擇與使用 的電鍍系統有關,鍍層亦被視為一材料系 統. Date 基本選料概論-端子 Key content material properties 1 Yield strengthResistance to permanent set 2 ConductivityElectrical resistance T-Rise Current carrying capacity 3 Modulus of ElasticitySpring Rate Permanent Set 4 ElongationCrude Indicator of Formability 5 ThermalPermanent Set Loss of Normal Force over Time Date 基本選料概論-端子 qSpecific test for contacts/material v Normal Force 正向力市連接器最重要的參數之一,可利用此數據及其接 觸壓力的關係,評估電器完整性及穩定性 v Stress Relaxation Loss of normal force due to overstressing the contact by mechanical means. v Thermal Relaxation Loss of normal force due to thermal environments while in stressed state. v Probe Test Loss of normal force due to repeated deflection. Date 基本選料概論-塑料 qRecommended Plastic Evaluation v測試應在相同條件下執行 v測試項目 耐溶性 ( Solvent Resistance, EIA TP-11) 耐蝕性 (Corrosivity) 耐焊錫性 (Resistance to solder heat, for process EIA TP-56) 耐熱性 (Heat, Temperature rating of connector) 耐濕性 (Humidity,Cyclic) v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 v補充的評估項目 可塑性 (moldability) : 流動比, 填充性 組裝性 (assembly considerations) : Staking, Etc. Date 基本選料概論-塑料 n耐銲錫性 (Resistance to Solder Heat) v暴露在和接環境中,藉以判斷連接器的損壞(熔化,變形)敏感性. v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. v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. v尺寸檢查 彎曲程度 (bow) 翹曲程度 (Warpage) Wall collapse v目視檢查 熔化 (melting) 變形 (distortion) 起泡 (blistering) Date 基本選料概論-電鍍 q端子電鍍,基本上適用於保護基材 n選擇適當的電鍍,應視一些相關連的因素而定 . v正向力大小(normal force) v耐久程度(durability levels) v端子幾何形狀(contact geometry) v使用環境的考量(environmental considerations) v熱的情況(thermal conditions) v線路的狀況(circuit conditions) v終結的型式(termination styles) v成本的因素(cost factors) Date 基本選料概論-電鍍 qRecommended Plastic Evaluation 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)-able to be compliant 耐溫性 (thermal)-與操作溫度有關 磨擦力 (friction)-磨耗,機械力 Nobility: 耐蝕性 Date 基本選料概論-電鍍 qCLASS A : 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edge creep) 低正向力的系統亦能使用(1%,可減少錫鬚 鍍層迴焊 Date 基本選料概論-電鍍不良 n孔隙 (Porosity in plating) v原因: 由於不連續的現象而暴露底材,係 於製程及下列因素造成 基材表面的缺陷 不潔的鍍液 內應力的沉積 鍍層厚度 製程的變異 Date 三. 連接器的主要材料 n連接器的主要材料分為金屬材料和非金屬材料 n電接觸點用貴金屬鍍層材料 材料優點缺點 金 (Au)低接觸電阻, 耐氧化 /腐蝕性好 硬度, 溶點低, 成本高 銀 (Ag)價格低容易變色 鈀 (Pd)不粘附, 耐磨性好, 可防止擴散 電鍍技術難,成本高 Date 三. 連接器的主要材料 n電鍍用錫鉛/錫銅合金 v錫具有較好的抗腐蝕, 抗變色, 而且無毒, 可焊,柔軟和延展性好等優點, 很早就被開發 利用 v錫鍍層在特定環境中能生長“錫鬚”, 所以 加入少量的鉛與錫進行共沉積電鍍, 然後用加 熱方法去除應力, 這能防止“錫鬚”生長 v現因為環保的趨勢, 業界已逐漸改用錫銅合 金取代 n在基體材料是黃銅時, 應先鍍鎳或銅作底鍍層。 Date 三. 連接器的主要材料 n端子用彈性材料 材料優點缺點 錫磷青銅 (Phosphor Bronze) 良好導電性能和抗腐蝕性能, 容 易加工成形 價格較貴 黃銅 (Brass)導電性好, 價格低彈性差 鈹青銅 (Beryllium Bronze) 有很高的機械性能, 良好的導電 性能、耐熱性能、耐磨性能和抗 腐蝕性能 鈹元素毒性較大, 冶煉 過程給環境造成嚴重污 染. 價格最貴 鎳銅有很好的機械性能, 良好的導電 性能、耐熱性能、耐磨性能和抗 腐蝕性能 價格高於錫磷青銅 Date 三. 連接器的主要材料 n非金屬材料 工程塑料 v能用來替代金屬的塑膠材料 v能適用於結構及機器零件材料 v耐溫均超過 100 n熱塑性工程塑膠具有良好的電氣性能、機械性能、抗化 學性能, 以及良好的加工性能, 是電子連接器製造商的 主要原料 n連接器主要用材如下: Date 三. 連接器的主要材料 簡稱全稱Tm/Tg LCP液晶類工程塑膠279 PA9T尼龍9T265 PA6T尼龍6T280 PCT聚對苯二甲酸環乙烷二甲酯280 PPS聚苯硫醚275 PA66尼龍66260 PBT聚對苯二甲酸丁二脂220 Date 三. 連接器的主要材料 n其他附屬材料 v鋼鐵金屬 DSUB外殼(Shell), 墊片(Washer), 鎖緊扣(Bail Lock), 鉤環(Bail Strip) 等. v不鏽鋼 接地彈片 v銅合金棒 螺絲(Screw), Nut 等. v鋅合金 Bracket, Nut 等. Date 四. 電腦連接器分層 n依使用用途分為6層 v第1-2層: 電路封裝至PC板 v第 3 層: PC板至PC板 v第 4 層: 次系統至次系統 v第 5 層: PC板至埠 v第 6 層: 系統至系統 第1-2層 第 3 層 第 4 層 第 5 層 第 6 層 Date PC Interconnection Levels Date Level 2 vLevel 2: Package To Board (電路封裝對PC板) CPU Socket Date Level 3 vLevel 3: Board To Board (PC板至PC板) Memory Card To Motherboard: SIMM, DIMM, DDR Socket Date Memory Socket 產品結構 Date Memory Socket 產品結構 Date Level 3 vLevel 3: Board To Board (PC板至PC板) Add On Card To Motherboard: AGP, PCI, ISA, MCA, EISA, AMR, CNR Edgecard Date AGP 產品結構 Date PCI 產品結構 Date Level 4 vLevel 4: Subsystem To Subsystem (次系統至次系統) Power Supply Connection: Power Header, Socket FDD, HDD, CD-ROM, DVD Connection Header, Socket Header & Socket Date PCB Header and Socket Date Level 5 vLevel 5: Board To Port (PC板至PORT) DSUB Audio Jack DVI USB Mini Din IEEE 1394 DC Power Jack POF Mini USB Memory Card Conn Date Level 5 I/O Port Date Level 5 I/O Port Date DSUB 9 Pin Male 產品結構 Date Stack Mini Din 產品結構 Date Stack USB 產品結構 Date Triple Audio Jack 產品結構 Date 六. Process Flow and Quality Control Chart Supplier .RAW MATL .COMPONENTS, etc. IQC STAMPINGMOLDING AUTO-LATHE PLATINGPLATING CONN. ASSY W,H PLATING IPQC IPQC IPQC IPQCIPQC Shipping Audit (OQC) CUSTOMERW,H CABLE ASSY IPQC FQC CABLE COMPONENT CONN. DIECASTING FQC FQC COMPONENT Shipping Audit (OQC) IPQC FQC IPQC IPQC FQC IPQC FQC Date 七. 連接器生產製程簡介 n端子沖壓 v材料投入 開機 架模調試 送料 調機 (首件檢驗) 量產 (自主檢驗) 包 裝作業 (入庫檢驗) 入庫 n膠體成型 v材料投入 材料乾燥 開機 架模 調機 (首件檢驗) 量產 (自主檢驗) 包 裝作業 (入庫檢驗) 入庫 Date 七. 連接器生產製程簡介 n連續端子電鍍 v放料 前處理 (電解脫酯, 酸洗) 水洗 鍍鎳 (首件檢驗, 自主檢驗) 回收 水洗 鍍金 (首件檢驗, 自主檢驗) 回 收 水洗 鍍錫合金 (首件檢驗, 自主檢 驗) 水洗 烘乾 收料 n五金滾鍍作業 v上料 前處理 (熱脫酯, 電解脫酯, 酸洗) 水洗 鍍鎳 (首件檢驗, 自主檢驗) 回收 水洗 鍍錫合金 (首件檢驗, 自主 檢驗) 水洗 烘乾 收料 Date 七. 連接器生產製程簡介 n成品組裝 v材料投入 調機 (首件檢驗) 量產 (自 主檢驗) 包裝作業 (入庫檢驗) 入庫 Date 八. 連接器常用業界標準 n美國電子工業協會 (EIA) n美國印制電路協會 (IPC) n美國軍用標準 (MIL-STD)