技術(shù)干貨 | 連接器端子的倒刺設(shè)計
端子在連接器產(chǎn)品中主要作為信息或電流連接的橋梁。為保證端子能牢靠的固定在塑膠內(nèi)，端子倒刺結(jié)構(gòu)與塑膠干涉設(shè)計尤為重要。
（Contact）,主要通過端子倒刺與Housing干涉來實現(xiàn)，因此倒刺是連接器設(shè)計的關(guān)鍵要素之一。
圖1：常見的6種端子倒刺形態(tài)
圖二為倒刺與塑膠材料干涉時在顯微鏡下呈現(xiàn)的情形。當(dāng)pin插入時，會將材料括除堆積在兩側(cè)及前端；當(dāng)pin插入到位后，受擠壓的材料會彈回，但回彈后的塑膠無法回到原來狀態(tài)﹐ 只是部分回彈﹐彈回量約0.04mm(干涉量為0.07mm時)；拔出過程中,倒刺會括除彈回的材料;倒刺插至終點時所擠壓的材料在倒刺拔除時會彈回； 當(dāng)Pin完全拔出后﹐與Pin配合的塑膠槽因為倒刺將材料括除而變大﹐此時再插入端子﹐其保持力將大大減小。所以﹐使用過的塑膠無法重復(fù)使用。
圖二：端子倒刺與塑膠材料干涉情形
保持力主要由F1 ,F2 所組成，為材料被括除所致，因此在幾何上影響保持力的參數(shù)為A, B, D,E，F(xiàn)和G。
圖三：保持力的組成及影響參數(shù)
保持力還與干涉體積存在一定關(guān)系：干涉體積越大，保持力越大。相同的干涉高度情況下﹐干涉體積取決于干涉長度C。參數(shù)C的大小除了對保持力有影響外﹐ 較大的受力面積，還會造成Housing內(nèi)部應(yīng)力分布區(qū)域增加而導(dǎo)致變形﹐從而使塑膠產(chǎn)生裂紋。所以﹐其設(shè)定值不宜過大。根據(jù)材料材質(zhì)不同﹐其設(shè)定會有差異﹐LCP料要較HTN大一些。
圖四：參數(shù)C對Housing內(nèi)部應(yīng)力分布的影響
以下主要針對倒刺技術(shù)在塑膠本體較薄的連接器中出現(xiàn)的問題展開討論。以兩種案例為主，探討倒刺與保持力/成品的contact gap，通過顯微鏡觀察其干涉情形，進而優(yōu)化倒刺設(shè)計的主要參數(shù)。
A． 線端與板端組裝時的倒刺結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，以FPC連接器為例：
發(fā)現(xiàn)連接器端子上翹高出housing臺階, 造成FPC 插入連接器后推進stuffer時，stuffer會頂?shù)蕉俗宇^部，導(dǎo)致stuffer難以推進。因為Stuffer推進時會與旋轉(zhuǎn)的金屬端子（Contact）發(fā)生干涉。 金屬端子倒刺前端與Housing銷孔的間隙較小，壓入過程中塑膠屑堆積，金屬端子下壁發(fā)生旋轉(zhuǎn)。為改善此問題，Greenconn工程師將金屬端子前端與Housing銷孔的間隙增大以收容塑料屑。
圖五：線端與板端組裝時的倒刺結(jié)構(gòu)設(shè)計問題
B． 連接器組裝工藝中倒刺結(jié)構(gòu)設(shè)計問題：Gap1比Gap2平均大0.12mm。原因為遠膠口處的金屬端子刮屑較嚴(yán)重，而近膠口處較小，導(dǎo)致contact發(fā)生輕微旋轉(zhuǎn)（向下1.02度，Gap即相差約0.12mm）。 對此，Greenconn工程師做了如下改進：1. R由0.25mm改為0.5mm，從而使金屬端子鈍化，容易壓入而不刮屑；2. 減小A、B兩處的干涉量和干涉體積；3. 改單膠口為雙膠口。
圖六：連接器組裝工藝中倒刺結(jié)構(gòu)設(shè)計問題和改善點
因連接器組裝過程中金屬端子導(dǎo)入時，金屬端子倒刺會破壞塑膠本體表皮組織，塑膠本體強度越弱，破壞越嚴(yán)重，因此而產(chǎn)生堆塑膠屑和組裝應(yīng)力， 導(dǎo)致“Furrow現(xiàn)象”的發(fā)生。因此，基于實際問題和影響保持力的參數(shù)，在進行端子的倒刺結(jié)構(gòu)優(yōu)化時可依圖從以下幾點考量：
圖七：端子的倒刺結(jié)構(gòu)簡易圖
（Contact）,主要通過端子倒刺與Housing干涉來實現(xiàn)，因此倒刺是連接器設(shè)計的關(guān)鍵要素之一。
圖1：常見的6種端子倒刺形態(tài) 圖二為倒刺與塑膠材料干涉時在顯微鏡下呈現(xiàn)的情形。當(dāng)pin插入時，會將材料括除堆積在兩側(cè)及前端；當(dāng)pin插入到位后，受擠壓的材料會彈回，但回彈后的塑膠無法回到原來狀態(tài)﹐ 只是部分回彈﹐彈回量約0.04mm(干涉量為0.07mm時)；拔出過程中,倒刺會括除彈回的材料;倒刺插至終點時所擠壓的材料在倒刺拔除時會彈回； 當(dāng)Pin完全拔出后﹐與Pin配合的塑膠槽因為倒刺將材料括除而變大﹐此時再插入端子﹐其保持力將大大減小。所以﹐使用過的塑膠無法重復(fù)使用。
圖二：端子倒刺與塑膠材料干涉情形 保持力主要由F1 ,F2 所組成，為材料被括除所致，因此在幾何上影響保持力的參數(shù)為A, B, D,E，F(xiàn)和G。
圖三：保持力的組成及影響參數(shù) 保持力還與干涉體積存在一定關(guān)系：干涉體積越大，保持力越大。相同的干涉高度情況下﹐干涉體積取決于干涉長度C。參數(shù)C的大小除了對保持力有影響外﹐ 較大的受力面積，還會造成Housing內(nèi)部應(yīng)力分布區(qū)域增加而導(dǎo)致變形﹐從而使塑膠產(chǎn)生裂紋。所以﹐其設(shè)定值不宜過大。根據(jù)材料材質(zhì)不同﹐其設(shè)定會有差異﹐LCP料要較HTN大一些。
圖四：參數(shù)C對Housing內(nèi)部應(yīng)力分布的影響 以下主要針對倒刺技術(shù)在塑膠本體較薄的連接器中出現(xiàn)的問題展開討論。以兩種案例為主，探討倒刺與保持力/成品的contact gap，通過顯微鏡觀察其干涉情形，進而優(yōu)化倒刺設(shè)計的主要參數(shù)。
A． 線端與板端組裝時的倒刺結(jié)構(gòu)設(shè)計問題，以FPC連接器為例：
發(fā)現(xiàn)連接器端子上翹高出housing臺階, 造成FPC 插入連接器后推進stuffer時，stuffer會頂?shù)蕉俗宇^部，導(dǎo)致stuffer難以推進。因為Stuffer推進時會與旋轉(zhuǎn)的金屬端子（Contact）發(fā)生干涉。 金屬端子倒刺前端與Housing銷孔的間隙較小，壓入過程中塑膠屑堆積，金屬端子下壁發(fā)生旋轉(zhuǎn)。為改善此問題，Greenconn工程師將金屬端子前端與Housing銷孔的間隙增大以收容塑料屑。
圖五：線端與板端組裝時的倒刺結(jié)構(gòu)設(shè)計問題 B． 連接器組裝工藝中倒刺結(jié)構(gòu)設(shè)計問題：Gap1比Gap2平均大0.12mm。原因為遠膠口處的金屬端子刮屑較嚴(yán)重，而近膠口處較小，導(dǎo)致contact發(fā)生輕微旋轉(zhuǎn)（向下1.02度，Gap即相差約0.12mm）。 對此，Greenconn工程師做了如下改進：1. R由0.25mm改為0.5mm，從而使金屬端子鈍化，容易壓入而不刮屑；2. 減小A、B兩處的干涉量和干涉體積；3. 改單膠口為雙膠口。
圖六：連接器組裝工藝中倒刺結(jié)構(gòu)設(shè)計問題和改善點 因連接器組裝過程中金屬端子導(dǎo)入時，金屬端子倒刺會破壞塑膠本體表皮組織，塑膠本體強度越弱，破壞越嚴(yán)重，因此而產(chǎn)生堆塑膠屑和組裝應(yīng)力， 導(dǎo)致“Furrow現(xiàn)象”的發(fā)生。因此，基于實際問題和影響保持力的參數(shù)，在進行端子的倒刺結(jié)構(gòu)優(yōu)化時可依圖從以下幾點考量：
- B: 導(dǎo)角盡可能的大
- V1必須大于V2
- R: 盡可能小
- L: 長度不小于0.25mm
- Housing銷孔與金屬端子（Contact）倒刺干涉壁強度盡可能均勻
- 金屬端子不能有下料毛邊
圖七：端子的倒刺結(jié)構(gòu)簡易圖 
