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关于连接器的选材

时间:2019-09-09来源:Daniel 智造商

导语: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

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。

连接器.jpg 

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(SurfaceMountedTechnology),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。

典型的 SMT 元件.jpg 

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:

 PCBA.webp.jpg

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。

THR 技术.jpg 

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:

THR.jpg 

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:

连接器塑胶本体.jpg 

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:

常见连接器塑胶材料的优缺点.jpg 

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®

har-flex®.jpg 

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。

 360截图20190909110142269.jpg

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。



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