500.0
450.0 400.0 350.0 300.0 250.0 200.0 150.0 100.0
50.0
Normal Force(Excel;g)
Normal Force(FEM:g)
Normal Force(Measure;g)
0.0
0
0.5
1
1.5
2.5 理論應力與永久變形之關係
0.4
0.3
永久變形量 0.2
(mm)
0.1
0 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 2
理論應力 / 材料強度
2.6 永久變形和正向力之關係
正向力(g)
端子位移0.9mm
250 200 150 100 50
0
0
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 位移(mm)
0
50
100
150
200
250
Normal Force ( gf )
18
2.1 端子應力設計實例
材料強度 = 750 Mpa 大小端子應力值 (1) 703 Mpa (2) 1111 Mpa (3) 1244 Mpa (4) 1355 MPa
19
2.2 最大應力設計
最大應力＜材料強度( 680-780 MPa for C5210EH )。 FEM 分析所得之最大應力含應力集中效應，通常
電子連接器設計
15
設計要件
1. 正向力設計 2. 最大應力設計 3. 保持力設計 4. 接觸電阻設計 5. 金屬材料選用 6. 應力釋放設計
16
1.1 正向力設計
鍍金端子正向力：100 gf 或小於 100 gf。 鍍錫鉛端子正向力必須大於 150 gf。 正向力與產品的可靠性有絕對的關係。 正向力與接觸電阻有密切的關係。 若 PIN 數大於 200 可適度降低正向力。 正向力與 mating/unmating force 有關。 正向力與振動測試時之瞬斷(intermitance)有密切的關係，
第一次測試 第十次測試
2.7 端子反覆耐壓實驗
正向力(g)
端子位移0.7mm
250 200 150 100 50
0 1
1001 2001 3001 4001 5001 6001 7001 8001 9001 Cycle數
2.8 臨界應力設計討論
以理論方式計算之正向力非常接近實驗值。 永久變形受 FEM 最大應力值影響，也就是應力集中之
2.3 臨界應力設計實例
2.3 臨界應力設計實例
位移(mm)
0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0
最大應力 (Mpa)
理論值 297
FEM 525
理論值/ 材料強度
0.4
445 787
0.6
594 1050 0.8
742 1312 1.0
891 1575 1.2
1040 1838 1.4
會大於 nominal stress ，因此應排除應力集中效應。20来自2.1 端子應力設計基礎
F
dEbh
3
理論正向力
4L3
3dEh 2L2
F
6L bh 2
d : 位移量 (mm)
理論最
大應力
E : 彈性係數 (110 Gpa)
: 最大應力(Mpa)
* Forming and blanking 端子設計 F : N(98gf) 差異及重點
– (2)端子易鬆脫
3.2 保持力設計參數
保持力設計參數包括：塑膠選用，端子卡榫設 計，干涉量設計。
SMT type Connectors 必須使用耐高溫的塑膠材 料，常用的包括：LCP，Nylon，PCT，PPS等。
端子卡榫設計大致分為單邊及雙邊兩類，每一 邊又可以單層及雙層或三層。
干涉量通常設計在40 mm-130 mm 之間
3.3 保持力實驗設計
3.4 卡榫的設計變數
卡榫的設計變數包括：
– 單邊與雙邊 – 單凸點與雙凸點 – 凸點平面寬度(4,8 mm) – 凸點插入角度(30, 60) – 前後凸點高度差(0.02, 0.04
會大於 nominal stress ，因此應排除應力集中效應。 高應力設計的趨勢：Connector 小型化的趨勢，使
端子最大應力已大於材料強度，如何在臨界應力下 設計端子是重要課題。 臨界應力的設計應以理論應力值為基礎來設計，所 考慮的因素包括：位移量，理論應力，永久變形量， 反覆差拔次數。
1188 2100 1.6
1337 2363 1.8
1485 2625 2.0
永久變 形量 (mm) 0 0.01 0.02 0.05 0.09 0.15 0.20 0.27 0.34
Cycle No.
>10000 >10000 >10000 >10000
8000 5000
2000
2.4 正向力結果之比較
影響，因此應力集中會造成永久變形。 永久變形量不會造成端子正向力降低，而是端子彈性
係數(正向力/位移量)增加。 當端子之理論應力值大過材料強度時，其反覆耐壓之
次數及無法達到1萬次，應力愈高次數愈少，但應力超 過最大值之1.8倍時尚有2000 cycles. 以上測試是在實驗室環境下所測得之案例，若產品設 計高出材料強度很高時很容易產生跪針現象。
2.1 端子應力設計實例
材料強度 = 750 Mpa 大小端子應力值 (1) 703 Mpa (2) 1111 Mpa (3) 1244 Mpa (4) 1355 MPa
2.2 最大應力設計
最大應力＜材料強度( 680-780 MPa for C5210EH )。 FEM 分析所得之最大應力含應力集中效應，通常
“”“”“”“”“”“”3.1 保持力設計 在連接器 smt 化及小型化的趨
勢下，保持力的設計必須非常 精準。
保持力太大，有兩項缺點：
– (1)增加端子插入力，易造成 端子變形
– (2)增加housing 內應力，易 造成housing 變形。
保持力太小，有兩項缺點：
– (1)正向力不夠，造成電訊接 觸品質不良，
增加正向力可改善瞬斷問題。 正向力會嚴重影響電鍍層之耐磨耗性。
17
1.2 正向力與接觸電阻關係
50.0 40.0 30.0
T:0.15 R:0.30 Au: 1 Sample 1 Sample 2 Sample 3 Sample 4 Sample 5
LLCR ( mOhm )
20.0
10.0
0.0