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关于连接器的选材:连接器,小个头大学问!

来源: 伺服与运动控制
2022-05-17
类别:设计应用
eye 18
文章创建人 拍明芯城

原标题:关于连接器的选材:连接器,小个头大学问!

  现代人的生活常常被这些小故障所困扰。试想一下,在期盼已久的假日,你躺在床上美滋滋的玩着手机,突然屏幕一片空白并显示“您的网络走丢了……”,简直令人崩溃。

  实际上,传输数据、信号和电源的连接器,在生产和应用过程中常常需要面临高温、高压以及湿热的环境,产品当然需要一个“强健的体魄”。怎样尽量避免故障的发生?为连接器选用坚固、可靠的材料很重要。

  连接器,小个头大学问

  不久前,Daniel 身上刚发生一件与连接器材料有关的乌龙事件。

  

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  那天 Daniel 接到投诉电话,一位客户十分不满的表示产品出现问题,待收到客户发来的图片后,Daniel 哭笑不得:这明明是友商生产的连接器!而这款连接器过 SMT(表面贴装技术)时吸水起泡的原因则是没有使用较好的 LCP 材料,并以稳定性较差的 PA 料滥竽充数。

  有惊无险,一场危机就此消散。那么,究竟连接器选材需符合什么要求?

  为什么 SMT 生产工艺需要使用 THR (通孔回流焊技术)产品呢?

  今天咱们就和大家一探究竟。

  SMT 的技术优势:设计紧凑、易于贴装

  SMT(Surface Mounted Technology),中文译为“表面贴装技术”,顾名思义,是一种无需对 PCB 板钻插装孔,直接将组装元件贴或焊到 PCB 板表面相应位置的连接技术。2000 年以后,消费电子行业崛起,元器件尺寸越来越小,SMT 迅速流行起来,几乎成为了电子制造业迅猛发展的标志和缩影。

  除了顺应全自动化生产线的需求,SMT 还有两点技术优势:

  元件可在PCB板两面贴装,从而实现高密度组装;

  最小尺寸的元件也能实现精密贴装,可生产出高质量的 PCB 组件。

  

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  典型的 SMT 元件

  相较于传统通孔连接器,SMT 元件具有设计紧凑、易于贴装的特点,二者的尺寸和组装形式截然不同。随着电子产品的更新换代、连接器的小型化以及对高可靠性和环保的要求,通孔焊接的方式逐渐不被主流采用。

  劣势:贴着力减少

  相较于焊接,SMT 的劣势在于 PCB 上元件贴着力偏弱,甚至在某些情况下,SMT 元件无法应用。

  连接器的机械强度决定了其可应用的场合,需要插拔操作的次数越多,对连接器的机械强度要求就越高。而作为 PCB 主板与“外界部件”通信的“接口”,连接器有时可能会遇到相当大的外力。在这种情况下,连接器就无法使用 SMT 的连接方式。

  人们既需要焊接的可靠和坚固,又苦于其成本高、环保性差,因此陷入了两难的境地。该如何取舍?下面我们就从源头分析,认真算一算这笔账。

  对于 PCBA,我们的目标是可靠、经济

  PCBA 指的是 PCB 空板经过 SMT 上件或 DIP 插件的整个制程,简称 PCBA。目前,加工一块 PCBA 共有这几种生产工艺:

  

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  对于 PCBA 的生产工艺,我们的目标是可靠且经济,在可靠的基础上降低成本就能带来竞争力的大幅提升。经过对多家一线连接器大厂 PCBA 产品的观察,对性价比较低的波峰焊接的应用都在逐渐减少。

  具体而言,假如一款 PCBA 产品上 SMT 元件占到 80%,其生产成本仅占 60% 左右,占成本的 20% 的通孔焊接连接器,生产成本占比却高达 40%。通孔元件生产成本之高可见一斑。

  对绝大部分制造商来说,今后面临的挑战之一便是开发采用纯 SMT 工艺的印刷线路板。

  经济、环保且贴着力高的 THR 技术应运而生

  在市场需求下,一种经济、环保且贴着力高的连接技术出现,它就是通孔回流焊技术(THR),也叫引脚浸锡膏技术(PIP),也称为 SMC 制程和元器件。

  

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  通过优化生产工艺的方式去除波峰焊接工序,THR 技术极大地降低了生产成本。相较于常常产生工业气体的波峰焊,THR 技术对环境保护也作出了贡献。

  THR 技术组装的元件在可靠性方面要比相应的 SMT 元件高很多。无论是强烈的拉拽、挤压或热冲击,它都能承受,而不易脱离 PCB。

  这是 THR 生产工艺的简单介绍:

  

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  SMC 元件具有优越的电气性能及耐腐蚀性能,还具有质轻、工程设计容易、灵活性高等优点,其机械性能可以与部分金属材料相媲美,因而广泛应用于运输车辆、建筑、电子、电气等行业中。

  连接器选材 - 坚实的躯体需真材实料铸造

  值得一提的是,THR 产品与普通波峰焊产品外观完全一样,为了满足回流焊的高温烘烤过程,连接器的材料必须可以耐受相应的温度。因此,切忌为了降低成本而选择不耐高温的塑胶材料。

  为了保证连接器在使用过程中的性能,连接器塑胶本体需满足以下要求:

  

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  高密度及小型化是连接器的发展趋势,可以预测未来的设计必然是以更少的空间达到更好的性能。因此,关注并了解材料特性以及下游原材料的发展十分重要。

  这里为大家列出了目前常见连接器塑胶材料的优缺点:

  

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  因为具备良好的流动性、热性能、阻燃性以及电气性能,LCP 材料被广泛使用在 SMT/SMC 类型连接器上,其缺点在于价格较高。前文提到的客户所用的连接器就是使用了较便宜的 PA 料替代 LCP 而导致吸水起泡。

  最后和大伙介绍一款坚固、灵活且经济的

  PCB 连接器 har-flex®

  

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  har-flex® 采用标准设计,兼具坚固、灵活、经济等优势,通过 har-flex®,相关厂商已经开发出了通用的 PCB 连接器系列,能够用于内部和外部设备连接。

  har-flex® 额外的 SMT 固定装置可确保与 PCB 的牢固连接,并保护信号触点免受机械应力。结合了机械性能稳定的 THR 技术和 SMT 元件可自动加工的双重优势,har-flex® 顺应自动化的生产趋势的同时,能够承受很大机械负荷。

  

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  此外,为满足不同设备的接口需求,har-flex® 提供了一个极具灵活性的小型化接口,1.27 毫米紧凑间距、按需提供的 6-100 引脚数量能够满足客户的定制化需求。

  har-flex® 几乎适用于任何尺寸大小的应用,同时能够适应用户各种需求。




责任编辑:David

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