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电子连接器的制造技术选材及发展趋势

2017-12-20
类别:业界动态
eye 180
文章创建人 拍明
  电子连接器是将一个回路上的两个导体桥接起来,使得电流或者讯号可以从一个导体流向另一个导体的导体设备。电子连接器是一种电机系统,其可提供可分离的界面用以连接两个次电子系统,简单的说,用以完成电路或电子机器等相互间电器连接之元件成为连接器亦即两者之间的桥梁。

  电子连接器是传输电子信号的装置(类比信号或数位信号),可提供分离的界面用以连接两个次电子系统,是用以完成电路或电子机器等相互间电气连接的元件。如:电源插头/插座、IC脚座、电话线插头等皆是。广泛应用于电子工业。

  电子连接器是一种电机系统,其可提供可分离的界面用以连接两个次电子系统,简单的说,用以完成电路或电子机器等相互间电器连接之元件成为连接器亦即两者之间的桥梁。

  电子可作为电路间,组件间,系统间电气/电子传输连接部件,使功率,信号,电流能稳定可靠的流通,又方便产品组装,维修,更换。

  电子连接器种类繁多,但制造过程是基本相同的。一般情况霞可分为四个阶段:冲压(Stamping)、电镀(Plating)、注塑(Molding)和组装(Assembly)。

  1 冲压

  电子连接器的制造过程一般从冲压插针开始。通过大型高速冲压机,电子连接器(插针、端子)由薄金属带冲压而成。大卷的金属带一端送入冲压机前端,另一端穿过冲压机液压工作台缠入卷带轮,由卷带轮拉出金属带并卷好冲压出成品。

  2 电镀

  端子、插针冲压完成后即应送去电镀工段。在此阶段,连接器的电子接触表面将镀上各种金属涂层。插针的扭曲、碎裂或变形,在冲压好的插针送入电镀设备的过程中出现。通过本文所阐述的检测技术,这类质量缺陷是很容易被检测出来的。

  然而对于多数机器视觉系统供应商而言,电镀过程中所出现的许多质量缺陷还属于检测系统的"禁区"。电子连接器制造商希望检测系统能够检测到连接器插针电镀表面上各种不一致的缺陷如细小划痕和针孔。尽管这些缺陷对于其它产品(如铝制罐头底盖或其它相对平坦的表面)是很容易被识别出来的;但由于大多数电子连接器不规则和含角度的表面设计,视觉检测系统很难得到足以识别出这些细微缺陷所需的图像。

  由于某些类型的插针需镀上多层金属,制造商们还希望检测系统能够分辨各种金属涂层以便检验其是否到位和比例正确。这对于使用黑白摄像头的视觉系统来说是非常困难的任务,因为不同金属涂层的图像灰度级实际上相差无几。虽然彩色视觉系统的摄像头能够成功分辨这些不同的金属涂层,但由于涂层表面的不规则角度和反射影响,照明困难的问题依然存在。

  3 注塑

  电子连接器的塑料盒座在注塑阶段制成。通常的工艺是将熔化的塑料注入金属胎膜中,然后快速冷却成形。当熔化塑料未能完全注满胎膜时出现所谓 “注塑不满”(Short Shots), 这是注塑阶段需要检测的一种典型缺陷。 另一些缺陷包括接插孔的填满或部分堵塞(这些接插孔必须保持清洁畅通以便在最后组装时与插针正确接插)。由于使用背光能很方便地识别出盒座漏缺和接插孔堵塞,所以用于注塑完成后质量检测的机器视觉系统相对简单易行。

  4 组装

  电子连接器制造的最后阶段是成品组装。将电镀好的插针与注塑盒座接插的方式有两种:单独对插或组合对插。单独对插是指每次接插一个插针;组合对插则一次将多个插针同时与盒座接插。不论采取哪种接插方式,制造商都要求在组装阶段检测所有的插针是否有缺漏和定位正确;另外一类常规性的检测任务则与连接器配合面上间距的测量有关。

电子连接器的制造技术选材及发展趋势.png

  和冲压阶段一样,连接器的组装也对自动检测系统提出了在检测速度上的挑战。尽管大多数组装线节拍为每秒一到两件,但对于每个通过摄像头的连接器,视觉系统通常都需完成多个不同的检测项目。因而检测速度再次成为一个重要的系统性能指标。

  组装完成后,连接器的外形尺寸在数量级上远大于单个插针所允许的尺寸公差。这点也对视觉检测系统带来了另一个问题。例如:某些连接器盒座的尺寸超过一英尺 而拥有几百个插针,每个插针位置的检测精度都必须在几千分之一英寸的尺寸范围内。显然,在一幅图像上无法完成一个一英尺长连接器的检测,视觉检测系统只能每次在一较小视野内检测有限数目的插针质量。为完成整个连接器的检测有两种方式:使用多个摄像头(使系统耗费增加);或当连接器在一个镜头前通过时连续触发相机,视觉系统将连续摄取的单祯图像"缝合" 起来,以判断整个连接器质量是否合格。 后一种方式是PPT视觉检测系统在连接器组装完成后通常所采用的检测方法。

  "实际位置"(True Position)的检测是连接器组装对检测系统的另一要求。这个"实际位置"是指每个插针顶端到一条规定的设计基准线之间的距离。视觉检测系统必须在检测图像上作出这条假想的基准线以测量每个插针顶点的"实际位置"并判断其是否达到质量标准。然而用以划定此基准线的基准点在实际的连接器上经常是不可见 的,或者有时出现在另外一个平面上而无法在同一镜头的同一时刻内看到。甚至在某些情况下不得不磨去连接器盒体上的塑料以确定这条基准线的位置。这里的确出现了一个与之相关的论题——可检测性设计。

  可检测性设计(Inspectablity)

  由于制造厂商对提高生产效率和产品质量并减少生产成本的不断要求,新的机器视觉系统得到越来越广泛的应用。当各种视觉系统日益普遍时,人们越来越熟悉这类检测系统的特性,并学会了在设计新产品时考虑产品质量的可检测性。例如,如果希望有一条基准线用以检测"实际位置",则应在连接器设计上考虑到这条基准线 的可见性。

  电子连接器的材料种类

电子连接器的制造技术选材及发展趋势

插拔式电子连接器 材料的选择,是基于加工成型性,产品应用性及强度性质上的综合考量;电子连接器的成本受材料的价格,加工的难易及生产的效能而有所差异; 电子连接器材料主要包含绝缘体材料(塑胶原料),导体材料(磷铜,黄铜);电子连接器常用的工程塑胶料有:LCP,NYLON,PBT。

  LCP

  具有线膨胀系数小,注塑成型收缩率低和非常突出的强度和弹性模量以及优良的耐热性,具有较高的负荷变形温度,有些可高达340度以上,LCP还具有耐化学药品和气密性优良,因此一般连接器尤其需要SMT的都首选LCP料,eg:MINI PCI EXPRESS;DDR。

  NYLON

  成本较低,抗拉强度很高,有突出的耐磨性和自涧滑性,流动性好,利于薄壁成型,但缩水严重,易产生毛头,成型前需严格进行烘烤,以防产生水解,一般连接器尤其DIP的大多用NYLON料,eg:PCI 120P;PCI EXPRESS。 PBT

  成本低,强度高,耐摩擦,但成型性较差,缩水严重,由于熔化温度较低,过波峰焊 时会产生塑料熔化现象。

  电子连接器的发展趋势

  小型化 体积小、重量轻、Pitch小、高度降低、高密度/高Pin数

  高频信号/传输

  接触组抗低、效应低、信号遮蔽效果佳、信号延迟、Crosstalk ….等影响

  自动化作业

  减少工站制程、Auto Pick & Place、Type、产品精准度提高、维修方式

  人性化介面

  方便使用者操作、防呆设计

  低使用成本

  产品标准化、具弹性的产品及制程设计、交货期压缩

  2012年的数据记载,互连行业在2011年取得中等个位数增长,实现480亿美元左右的年销售收入,再创历史新高!同时,2011年亦是全球互连行业最值得记忆的一年,中国互连企业开始高速发展,全球互连产业也开始转“增长模式”。


责任编辑:Davia

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