技术资讯

连接器科普|连接器端子的倒刺设计

连接器科普|连接器端子的倒刺设计缩略图

0d290e3200a1c3f8c1b8f0ab8cf92b0f

上一篇康瑞连接器7s管理文章发布后,很多朋友好奇,为什么要回拉,回拉什么呢?

回拉是电子连接器组装工艺中的一步,需要拉回的是电子连接器中非常重要的部件——端子,回拉是为了确认连接器端子的倒刺是否安装准确无误,避免出现人为的失误。

连接器端子主要作为连接器产品中信息或电流连接的桥梁,为了保证端子能牢固固定在塑料中,端子倒刺结构和塑料干扰设计尤为重要。牢固的接触主要通过端子倒刺与Housing干涉来实现,因此倒刺是连接器设计的关键要素之一。

电子连接器工程师根据客户的不同需求会选择不同倒刺设计,以下六种是目前市场主流的连接器端子倒刺设计。

9d27f1a041896b15e123c22b3a1a5613

图一:常见的6种端子倒刺形态

下图为倒刺与塑胶材料干涉时在显微镜下呈现的情形。当pin插入后,将材料刮铲堆积在两侧及前端;当pin插入到位后,受挤压的材料会弹回,但回弹后的塑胶无法回到原来状态, 只是部分回弹,弹回量约0.04mm(干涉量为0.07mm时);拔出过程中,倒刺会刮除弹回的材料;倒刺插至终点时所挤压的材料在倒刺拔除时会弹回;当Pin完全拔出后,与Pin配合的塑胶槽因为倒刺将材料刮除而变大,此时再插入端子,其保持力将大大减小。所以,在安装过程前要注意安装的方位,出现安装失误后,极有可能出现塑料槽再次无法使用的情况。

31ffa3b742e3a8e7fd8e7873c748810f

图二:端子倒刺与塑胶材料干涉情形

如下图保持力主要由F1 ,F2 所组成,为材料被刮除所致,因此在几何上影响保持力的参数为A, B, D,E,F和G。

2c0f682d73b93b4cbfdd4a7db5f8f547

图三:保持力的组成及影响参数

保持力还与干涉体积存在一定关系:干涉体积越大,保持力越大。相同的干涉高度情况下。干涉体积取决于干涉长度C。

参数C的大小除了对保持力有影响外﹐ 较大的受力面积,还会造成Housing内部应力分布区域增加而导致变形﹐从而使塑胶产生裂纹。所以﹐其设定值不宜过大。根据材料材质不同﹐其设定会有差异﹐LCP料要较HTN大一些。

ffd32ea3a3fe8f7012d48d218e888083

图四:参数C对Housing内部应力分布的影响

以下主要针对倒刺技术在塑胶本体较薄的连接器中出现的问题展开讨论。以两种案例为主,探讨倒刺与保持力/成品的contact gap,通过显微镜观察其干涉情形,进而优化倒刺设计的主要参数。

A.线端与板端组装时的倒刺结构设计问题,以FPC连接器为例:

发现连接器端子上翘高出housing台阶, 造成FPC插入连接器后推进stuffer时,stuffer会顶到端子头部,导致stuffer难以推进。因为Stuffer推进时会与旋转的金属端子(Contact)发生干涉。 金属端子倒刺前端与Housing销孔的间隙较小,压入过程中塑胶屑堆积,金属端子下壁发生旋转。为改善此问题,工程师将金属端子前端与Housing销孔的间隙增大以收容塑料屑。

7b1ae9f2dc379062dd1ebec1d1aae14a

图五:线端与板端组装时的倒刺结构设计问题

B.连接器组装工艺中倒刺结构设计问题:Gap1比Gap2平均大0.12mm。

原本因为远胶口处的金属端子刮屑较严重,而近胶口处较小,导致contact发生轻微旋转(向下1.02度,Gap即相差约0.12mm)。

对此,工程师做了如下改进:

1.R由25mm改为0.5mm,从而使金属端子钝化,容易压入而不刮屑;

2.减小A、B两处的干涉量和干涉体积。

3.改单胶口为双胶口。
644ad46c10ef1d9fff0927dbd034a1c2

图六:连接器组装工艺中倒刺结构设计问题和改善点

连接器组装过程中金属端子导入时,金属端子倒刺会破坏塑胶本体表皮组织,塑胶本体强度越弱,破坏越严重,因此而产生堆塑胶屑和组装应力, 导致“Furrow现象”的发生。因此,基于实际问题和影响保持力的参数,在进行端子的倒刺结构优化时可依图从以下几点考量:

B: 导角尽可能的大

V1必须大于V2

R: 尽可能小

L: 长度不小于0.25mm

Housing销孔与金属端子(Contact)倒刺干涉壁强度尽可能均匀

金属端子不能有下料毛边

f176a1e405e93fec5138a9c7bddcb341

图七:端子的倒刺结构简易图

1cfd5f409101b6eda7323732cbcfb241

坚固耐用的KR2014线对板连接器,适用于工业和汽车应用,高保持力设计,不受振动或粗糙处理的影响高保持力和内锁可在恶劣环境下提供电气可靠性。Konnra独特的非矩形外壳形状完美的防呆设计,减少人工安装的失误。

声明:本文部分图文源于GREENCONN官网