連接器設計指標
針對連接器設計，合理的設計流程及設計指標(結構應力, 赫茲應力..)是減少連接器設計Risk及Try & Error很好的 工具,再搭配電腦輔助工程(Computer Aided Engineering ,CAE)技術可減少開發時間,設變費用及做有效的DFMEA(De -sign Failure Mode & Effects Analysis). 傳統連接器設計指標是“正向力”. 高頻連接器設計指標是“赫茲應力”(時域). 高速連接器設計指標是“S參數”(頻域).
Q = 1 MPa E = 200,000 Mpa
懸臂樑的實體模型

n = 0.3
產生網格
有限元素網格上的負載
結構變位圖
x方向正應力分佈圖（x-y平面）
x方向正應力分佈圖（x-z平面）
材料的應力—應變關係
有限元素分析(Finite Element Analysis)收歛
E. Size Elements Nodes Utip 6 20 66 0.170267 5 48 117 0.171042 4 90 192 0.171802 3 160 315 0.172573 2 450 744 0.173467 1.5 1120 1640 0.174155 1.2 2250 3060 0.174713 1 3600 4697 0.175170 0.9 56286 0.175957
連接器力學性能分析及設計
Product Development Dept. By Well Wen 2004.06.03
連接器結構設計
1.Patent Analysis 2.Normal Force Design 3.Maximum Stresses Analysis 4.Stress Relaxation Design 5.Material Selection 6.Electroplating 7.Low Level Contact Resistance Design 8.Retension Force Design 9.Warpage Analysis of Housing 10.Coplanarity Design for SMT type Connector
應力
應變
應力
應變
彈性材料的應力應變曲線
塑性材料的應力應變曲線
赫茲應力(Hertz Stress)
赫茲應力:以微觀之A-Spot為基礎搭配接觸型態與接觸面積 之接觸應力.其與導電集中度,磨耗性有關.
Ơc=0.798(F/2Rbŕ)½
F h b R F L h b R
L
ŕ=(1-E1)² /(1-E2)²
正向力(Normal Force)
正向力:接觸力垂直於兩個表面,因此又稱“正向力”.其與導 電
度,磨耗性,插拔力有關.一般鍍錫鉛表面要求約為200
g,鍍金表面約為100g.
Normal Force
懸臂樑(Cantilever Beam)
F=yEbh³ /4L³
F h
b
F
x
y L
L
Ơ=Mh/2I=6FL/bh²
Displacement at Tip
0.177 0.176 0.175 0.174 0.173 0.172 0.171 0.170 0.169 0 5000 No. of Nodes 10000
將物體切割為有限數量的元素去模擬逼近實際物件的行為. 實體是無限個自由度;模擬是有限個自由度.
應力(Stress)應變(Strain)曲線圖
I=bh³ /12
符號解釋 :
F:正向力(N) Ơ:最大表面應力(MPa) E:彈性常數(MPa) M:力矩(Nm) I:慣性矩(mm^4) L:板長(mm) h:板厚(mm) b:板寬(mm) y:位移(mm)
懸臂樑分析(Analysis of ACantilever
Beam)

P = 100 N
符號解釋 :
F:正向力(N)
Ơc:赫茲應力(MPa) E:彈性常數(MPa) R:曲率半徑(mm) L:板長(mm) h:板厚(mm) b:板寬(mm) ŕ:材料係數比
結論
1.正向力仍是決定導電度的主要因素,兩者成正比關係. 2.導電度僅與正向力與接觸型態有關,與曲率半徑無關. 3.赫茲應力決定導電穩定性(集中度). 4.導電指標Ie=接觸面積A*接觸應力Ơ