120.0 100.0
Normal Force (g)
80.0 60.0 40.0 20.0 0.0 B1 B2 B3 D4 D5 R6 R7 L8
Level1 Level2 L最大應力關係
Max. B1 B2 B3 D4 D5 R6 L8 Stress 544.4 Level1 509.2 455.4 588.5 441.0 463.3 482.1 586.8 479.5 Level2 499.4 410.1 486.5 501.1 513.0 475.9 482.9 570.2 Level3 473.4 437.9 570.9 536.6 562.6 443.2
端子設計
前言
端子設計的重要性
決定連接器的電氣穩定性
•接觸端的接觸幾何 •接腳的平整度
決定連接器使用壽命
•疲勞 •可靠度 •應力鬆弛
前言
1. 分析(analysis)現有的或計畫中的結構、機件，以預 測其在特定荷重條件下性能。
2. 設計(design)新的結構及機件，使其能安全且經濟 的產生特定的功能。
• 已知構件對整個完整結構的重要性
疲勞
彈性疲勞由接觸破壞的撓曲/折彎所引起
高壽命週期
低應力
應力鬆弛
•長時間曝露在逐漸升溫的環境下施壓而 造成彈片力量的喪失
•可藉由提高可靠度的要求減少應力鬆弛 機會發生
應力鬆弛相關因素
•時間
•溫度 •硬度 •方向性
成型性
• 隨著合金強度增加
: 成型性降低
• 最小的彎曲半徑/厚度 • 材料沖壓特性 • 方向與幾何特性
資料蒐集
專利 既有的研究開發成果 相關文獻
端子設計
決定連接器型式 決定端子與塑膠相對位置 決定端子型式 找出設計因子 分析
端子與塑膠相對位置
塑膠與端子
端子固定於塑膠的型式
塑膠槽寬與端子厚度
與端子相接部分截面尺寸
端子設計包括
彈片部份 和Housing相接的卡筍部份
接腳部份
本體
端子幾何組合名稱
連接器機構特性
• 接觸理論
• 接觸力（正向力） • 接觸幾何 • 插入與分離力
接觸理論
接觸幾何
接觸力(正向力)
彈性模數決定了接觸力與操作應力
彈性模數增加
接觸力增加
操作應力增加
A. 收集資料
B. 初步評估
C. 端子設計 否
D. 討論及評估 是
否
E. FEM 分析
是 F. 標註尺寸及出圖 G. 初步設計完成
彈片
本 體
卡筍
接腳大端子
基準面
小端子
端子設計評估
基準面的選擇 端子承受正向力的大小考量 最大應力-材料的降伏應力
設計端子之位移量
控制因子為槽寬---大小端子各自之位移量固定
控制因子為端子---位移量由所能設計出之大小 端子之k值決定
端子設計-彈臂設計
參數定義
端子設計-彈臂設計
參數直交表
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 B1 90 90 90 90 90 90 90 90 90 100 100 100 100 100 100 100 100 100 B2 2 2 2 4 4 4 6 6 6 2 2 2 4 4 4 6 6 6 B3 4 6 8 4 6 8 4 6 8 4 6 8 4 6 8 4 6 8 D4 0.02 0 0.02 0.02 0 0.02 0 0.02 0.02 0.02 0.02 0 0 0.02 0.02 0.02 0.02 0 D5 0.02 0 0.02 0 0.02 0.02 0.02 0 0.02 0.02 0.02 0 0.02 0.02 0 0 0.02 0.02 R6 0.63 0.65 0.67 0.65 0.67 0.63 0.67 0.63 0.65 0.65 0.67 0.63 0.63 0.65 0.67 0.67 0.63 0.65 R7 0.23 0.25 0.27 0.27 0.23 0.25 0.25 0.27 0.23 0.25 0.27 0.23 0.27 0.23 0.25 0.23 0.25 0.27 L8 2.7 3 3.3 3.3 2.7 3 3.3 2.7 3 2.7 3 3.3 3 3.3 2.7 3 3.3 2.7
機械設計程序
設計流程 產生文件 需求評估
工作規範 設計時程安排 思考可能解決的方式 並評估採用何種方案
工作內容
顧客需求調查
概念設計
機構草圖
依選用方案座詳細分 析決定細部尺寸
細部設計
組合圖 零件圖 零件表 製程規劃 安排製程進度 組裝與試驗成品
加工製造
完成
設計流程圖
工業趨勢
連接器需求
設計分析
材料特性
•傳導性－最小素材電阻 •延展性－幫助端子之成形
•降伏強度－在彈性範圍內，可擁有大的位移
•應力鬆弛－端子於長時間受力或使用於高溫時，抗拒負 載能力仍能維持 •硬度－減少端子金屬的磨損
安全係數
• 材料性質的變化 • 在結構或機件的有限壽命內所可能預期的荷重次數 • 在設計中所預期的荷重形式或可能發生的荷重形式 • 可能發生的損壞形式 • 分析法的不可靠性 • 因維修不良或不可抗拒的天然因素所造成的變質
端子設計-彈臂設計
參數-正向力值關係
Normal B1 Force(g) Level1 Level2 Level3 74.7 72.7 B2 52.8 39.1 59.0 B3 95.4 74.3 51.4 D4 62.5 74.3 84.3 D5 72.0 83.1 74.8 R6 60.2 73.8 88.4 R7 90.9 71.9 58.3 L8 96.8 72.1 52.1
規格確認與評估
生產製作
設計流程圖(續)
設計分析 材料特性 接觸力 彈性模數 尺寸與裕度
設計應力
降伏強度
溫度
導電率
可靠度
應力釋放
成型性
R/T 比
價格
密度
材料選用
• 低接觸電阻與素材電阻而滿足迴路需求
• 腐蝕電阻須低 • 確實插入時，須有低摩擦力與良好的導電性 • 適當的彈性特性 • 價格須低
材料選用(續)
700.0 600.0
Max. Stress(MPa)
500.0 400.0 300.0 200.0 100.0 0.0 B1 B2 B3 D4 D5 R6 R7 L8 Level1 Level2 Level3
有限元素分析
1. 幾何建立－二維或三維幾何。 2. 材料特性描素－楊氏係數，蒲松比。 3. 分割－元素型態，元素大小。 4. 邊界條件－拘束狀況。 5. 負荷加載。 6. 電腦分析。 7. 後處理--應力分佈圖，位移分佈圖。