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關于連接器的選材

時間:2019-09-09來源:Daniel 智造商

導語:實際上,傳輸數據、信號和電源的連接器,在生產和應用過程中常常需要面臨高溫、高壓以及濕熱的環境,產品當然需要一個“強健的體魄”。怎樣盡量避免故障的發生?為連接器選用堅固、可靠的材料很重要

現代人的生活常常被這些小故障所困擾。試想一下,在期盼已久的假日,你躺在床上美滋滋的玩著手機,突然屏幕一片空白并顯示“您的網絡走丟了……”,簡直令人崩潰。

實際上,傳輸數據、信號和電源的連接器,在生產和應用過程中常常需要面臨高溫、高壓以及濕熱的環境,產品當然需要一個“強健的體魄”。怎樣盡量避免故障的發生?為連接器選用堅固、可靠的材料很重要。

連接器,小個頭大學問

不久前,Daniel身上剛發生一件與連接器材料有關的烏龍事件。

連接器.jpg 

那天Daniel接到投訴電話,一位客戶十分不滿的表示產品出現問題,待收到客戶發來的圖片后,Daniel哭笑不得:這明明是友商生產的連接器!而這款連接器過SMT(表面貼裝技術)時吸水起泡的原因則是沒有使用較好的LCP材料,并以穩定性較差的PA料濫竽充數。

有驚無險,一場危機就此消散。那么,究竟連接器選材需符合什么要求?

為什么SMT生產工藝需要使用THR(通孔回流焊技術)產品呢?

今天咱們就和大家一探究竟。

SMT的技術優勢:設計緊湊、易于貼裝

SMT(SurfaceMountedTechnology),中文譯為“表面貼裝技術”,顧名思義,是一種無需對PCB板鉆插裝孔,直接將組裝元件貼或焊到PCB板表面相應位置的連接技術。2000年以后,消費電子行業崛起,元器件尺寸越來越小,SMT迅速流行起來,幾乎成為了電子制造業迅猛發展的標志和縮影。

除了順應全自動化生產線的需求,SMT還有兩點技術優勢:

元件可在PCB板兩面貼裝,從而實現高密度組裝;

最小尺寸的元件也能實現精密貼裝,可生產出高質量的PCB組件。

典型的 SMT 元件.jpg 

典型的SMT元件

相較于傳統通孔連接器,SMT元件具有設計緊湊、易于貼裝的特點,二者的尺寸和組裝形式截然不同。隨著電子產品的更新換代、連接器的小型化以及對高可靠性和環保的要求,通孔焊接的方式逐漸不被主流采用。

劣勢:貼著力減少

相較于焊接,SMT的劣勢在于PCB上元件貼著力偏弱,甚至在某些情況下,SMT元件無法應用。

連接器的機械強度決定了其可應用的場合,需要插拔操作的次數越多,對連接器的機械強度要求就越高。而作為PCB主板與“外界部件”通信的“接口”,連接器有時可能會遇到相當大的外力。在這種情況下,連接器就無法使用SMT的連接方式。

人們既需要焊接的可靠和堅固,又苦于其成本高、環保性差,因此陷入了兩難的境地。該如何取舍?下面我們就從源頭分析,認真算一算這筆賬。

對于PCBA,我們的目標是可靠、經濟

PCBA指的是PCB空板經過SMT上件或DIP插件的整個制程,簡稱PCBA。目前,加工一塊PCBA共有這幾種生產工藝:

 PCBA.webp.jpg

對于PCBA的生產工藝,我們的目標是可靠且經濟,在可靠的基礎上降低成本就能帶來競爭力的大幅提升。經過對多家一線連接器大廠PCBA產品的觀察,對性價比較低的波峰焊接的應用都在逐漸減少。

具體而言,假如一款PCBA產品上SMT元件占到80%,其生產成本僅占60%左右,占成本的20%的通孔焊接連接器,生產成本占比卻高達40%。通孔元件生產成本之高可見一斑。

對絕大部分制造商來說,今后面臨的挑戰之一便是開發采用純SMT工藝的印刷線路板。

經濟、環保且貼著力高的THR技術應運而生

在市場需求下,一種經濟、環保且貼著力高的連接技術出現,它就是通孔回流焊技術(THR),也叫引腳浸錫膏技術(PIP),也稱為SMC制程和元器件。

THR 技術.jpg 

通過優化生產工藝的方式去除波峰焊接工序,THR技術極大地降低了生產成本。相較于常常產生工業氣體的波峰焊,THR技術對環境保護也作出了貢獻。

THR技術組裝的元件在可靠性方面要比相應的SMT元件高很多。無論是強烈的拉拽、擠壓或熱沖擊,它都能承受,而不易脫離PCB。

這是THR生產工藝的簡單介紹:

THR.jpg 

SMC元件具有優越的電氣性能及耐腐蝕性能,還具有質輕、工程設計容易、靈活性高等優點,其機械性能可以與部分金屬材料相媲美,因而廣泛應用于運輸車輛、建筑、電子、電氣等行業中。

連接器選材-堅實的軀體需真材實料鑄造

值得一提的是,THR產品與普通波峰焊產品外觀完全一樣,為了滿足回流焊的高溫烘烤過程,連接器的材料必須可以耐受相應的溫度。因此,切忌為了降低成本而選擇不耐高溫的塑膠材料。

為了保證連接器在使用過程中的性能,連接器塑膠本體需滿足以下要求:

連接器塑膠本體.jpg 

高密度及小型化是連接器的發展趨勢,可以預測未來的設計必然是以更少的空間達到更好的性能。因此,關注并了解材料特性以及下游原材料的發展十分重要。

這里為大家列出了目前常見連接器塑膠材料的優缺點:

常見連接器塑膠材料的優缺點.jpg 

因為具備良好的流動性、熱性能、阻燃性以及電氣性能,LCP材料被廣泛使用在SMT/SMC類型連接器上,其缺點在于價格較高。前文提到的客戶所用的連接器就是使用了較便宜的PA料替代LCP而導致吸水起泡。

最后和大伙介紹一款堅固、靈活且經濟的

PCB連接器har-flex?

har-flex?.jpg 

har-flex?采用標準設計,兼具堅固、靈活、經濟等優勢,通過har-flex?,相關廠商已經開發出了通用的PCB連接器系列,能夠用于內部和外部設備連接。

har-flex?額外的SMT固定裝置可確保與PCB的牢固連接,并保護信號觸點免受機械應力。結合了機械性能穩定的THR技術和SMT元件可自動加工的雙重優勢,har-flex?順應自動化的生產趨勢的同時,能夠承受很大機械負荷。

 360截圖20190909110142269.jpg

此外,為滿足不同設備的接口需求,har-flex?提供了一個極具靈活性的小型化接口,1.27毫米緊湊間距、按需提供的6-100引腳數量能夠滿足客戶的定制化需求。

har-flex?幾乎適用于任何尺寸大小的應用,同時能夠適應用戶各種需求。



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