連接器-端子設計.ppt

端子設計 前言 端子設計的重要性 決定連接器的電氣穩定性接觸端的接觸幾何接腳的平整度 決定連接器使用壽命疲勞可靠度應力鬆弛 前言 1 分析 analysis 現有的或計畫中的結構 機件 以預測其在特定荷重條件下性能 2 設計 design 新的結構及機件 使其能安全且經濟的產生特定的功能 機械設計程序 設計流程圖 設計流程圖 續 低接觸電阻與素材電阻而滿足迴路需求腐蝕電阻須低確實插入時 須有低摩擦力與良好的導電性適當的彈性特性價格須低 材料選用 材料選用 續 傳導性 最小素材電阻延展性 幫助端子之成形降伏強度 在彈性範圍內 可擁有大的位移應力鬆弛 端子於長時間受力或使用於高溫時 抗拒負載能力仍能維持硬度 減少端子金屬的磨損 安全係數 材料性質的變化在結構或機件的有限壽命內所可能預期的荷重次數在設計中所預期的荷重形式或可能發生的荷重形式可能發生的損壞形式分析法的不可靠性因維修不良或不可抗拒的天然因素所造成的變質已知構件對整個完整結構的重要性 疲勞 彈性疲勞由接觸破壞的撓曲 折彎所引起高壽命週期低應力 應力鬆弛 長時間曝露在逐漸升溫的環境下施壓而造成彈片力量的喪失可藉由提高可靠度的要求減少應力鬆弛機會發生 應力鬆弛相關因素 時間溫度硬度方向性 成型性 隨著合金強度增加 成型性降低最小的彎曲半徑 厚度材料沖壓特性方向與幾何特性 連接器機構特性 接觸理論接觸力 正向力 接觸幾何插入與分離力 接觸理論 接觸幾何 接觸力 正向力 彈性模數決定了接觸力與操作應力彈性模數增加接觸力增加操作應力增加 A 收集資料 B 初步評估 C 端子設計 E FEM分析 F 標註尺寸及出圖 D 討論及評估 G 初步設計完成 否 是 否 是 專利既有的研究開發成果相關文獻 資料蒐集 端子設計 決定連接器型式決定端子與塑膠相對位置決定端子型式找出設計因子分析 端子與塑膠相對位置 塑膠與端子 端子固定於塑膠的型式 塑膠槽寬與端子厚度 與端子相接部分截面尺寸 端子設計包括 彈片部份 和Housing相接的卡筍部份 接腳部份 本體 接腳 本體 彈片 卡筍 端子幾何組合名稱 基準面的選擇端子承受正向力的大小考量最大應力 材料的降伏應力 端子設計評估 設計端子之位移量 控制因子為槽寬 大小端子各自之位移量固定 控制因子為端子 位移量由所能設計出之大小端子之k值決定 參數定義 端子設計 彈臂設計 參數直交表 端子設計 彈臂設計 參數 正向力值關係 端子設計 彈臂設計 參數 最大應力關係 端子設計 彈臂設計 有限元素分析 1 幾何建立 二維或三維幾何 2 材料特性描素 楊氏係數 蒲松比 3 分割 元素型態 元素大小 4 邊界條件 拘束狀況 5 負荷加載 6 電腦分析 7 後處理 應力分佈圖 位移分佈圖 分析 負載 外加負荷 誘發負荷固定條件 自由拘束 滑動拘束 簡單拘束 完全拘束簡化與假設 1 受力之下 簡化結構成為一個或多個單一結構 2 分析過程中假設材料為線性 均質和等向性材料 3 無殘留應力 邊界條件 分割 有限元素分析 端子電阻值計算 接觸阻抗 素材阻抗純銅之電阻係數 17 241R 阻抗 電阻係數 L 長度 A 面積 實際阻抗實際阻抗值 素材阻抗 接觸阻抗 接觸型態與導電指標 一般材料導電率表 端子接觸端設計 實驗結果 t 0 15 Au 20 R 0 05 R 0 10 端子接觸端設計 實驗結果 t 0 15 Au 20 R 0 30 R 0 50 端子接觸端設計 實驗結果 t 0 15 Au 20 R 0 75 R 1 00 卡筍設計 連接器型式端子 塑膠組合方向與連接器 母版組合型式干涉量卡筍型式 雙尖點雙邊卡筍 單尖平面單邊卡筍 單尖雙邊卡筍 單尖單邊卡筍 雙尖點單邊卡筍 單尖平面雙邊卡筍 卡筍設計 接腳設計 連接器接腳部分的平整度與連接器電氣品質相關 一般接腳的設計 主要在於接腳與母板聯結時錫膏與接腳之接觸面積的大小 接觸面積愈大一方面使連接器固定於母板愈牢固 另一方面電氣品質的可靠度也較佳 端子力臂應取得適當之長度 力求端子之間可以得到相近之正向力值及相近的應力值 使所有端子使用壽命盡可能的接近 子板插槽寬度可控制調整 可作為端子最大位移的控制 並達到保護端子的作用 端子與子板接觸位置與端子位移量建議於設計前決定 可幫助後階段的設計分析 並可決定端子材料的選用 應盡速