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如何设计连接器部件

2026-06-22 浏览量 152

 当需要分摊应用插件时的插拔力或其他外力时,板锁的位置就显得尤为关键。其设计原则是:当有外力产生时,板锁应能尽早分摊大部分外力。例如,当外力作用于外壳产生杠杆效应时,支点可能位于印刷电路板(PCB)的前缘或外壳的后缘。此时,必须仔细考虑板锁的放置位置,以便有效分摊大部分外力。

较为常见的板锁有两种,一种是下料式的钩型(hook type),另一种是折弯式的扭结型(kink type)。一般反馈是钩型的尺寸更稳定,插板时也不太容易将整个PCB孔内的锡膏挤出掉落,因此更受客户欢迎。

若需通过板锁(Board lock)来分摊插拔力或其他外力,则其位置至关重要。设计原则是当外力产生时,板锁能尽早分摊大部分外力。例如,当外力作用于外壳(housing)上并产生杠杆效应时,支点可能位于PCB前缘或外壳后缘,此时需明确板锁应放置在何处才能分摊大部分外力。当然,板锁与外壳之间的结合强度必须足够,否则后果将是板锁仍牢牢固定在原处,但外壳和触点(contact)已被外力推移至损坏。

电路板锁(Board lock)既可以是独立的五金件,也可以是从铁壳上延伸出的结构。若是前者,则通常需要额外考虑如何让铁壳与电路板锁导通,以便使铁壳接地,从而发挥隔离电磁干扰(EMI)或疏导静电放电(ESD)的功能。在对接连接器(docking conn.)的设计中,通常使用车制的螺母穿过电路板锁、外壳(housing)和铁壳(shell),然后将螺母前缘铆开,以实现组合固定和导通桥梁的功能。螺母前缘铆开时,局部应变非常大,稍有不慎就容易发生铆裂,一般采用表面镀锡处理,因为镀锡更具延展性,同时配合适当的管壁厚度和铆合深度,应可避免铆裂情况的发生。这种用于铆合的螺母通常还有另一个功能,即提供一个内螺纹,供定位或固定用的车削件旋转配入,因此,在装配该车削件时,可能会将扭矩传递到螺母上,为避免螺母随之旋转,外壳必须具有能固定螺母以防止其旋转的机构特征。必须确认外壳结构足够坚固,不会被螺母的旋转扭矩破坏,或顶出新的支撑柱(standoff)。

客户图绘制重点

a. 尽量将尺寸图、布局图、规格与物料清单(BOM)都放在同一张图面上。

b. 产品尺寸标注应以客户应用所需知晓的尺寸为主,无需标注的尺寸就不必标注,以免客户将其作为检验项目,徒增麻烦。在公差方面,建议根据厂内制造能力进行标注,不要一味地保护自己而标注一些大得不合理的公差,以免客户对比尺寸图和布局图时,立刻发现最坏情况下无法插板之类的问题。

c. 对于SMT类型产品的焊盘建议尺寸,应考虑当引脚(tail)长度达到上限时,焊盘仍要比引脚多出一个端子材料厚度的尺寸,这样才能确保客户看到端子端面理想的焊锡填充效果,焊盘宽度尺寸的考量亦是如此。

d. 对于穿通孔(Through hole)端子,建议的PCB孔径大约取端子横截面对角线长度再加上0.3mm。孔与孔之间应保持0.15mm以上的间距,以便走线(trace)通过,因此,若端子节距(pitch)过小,则必须在尾部错位排列成多排,以增大PCB孔距。

e. 板对板连接器(Board to board connector)需记得标注板与板之间的距离,穿孔(through hole)形式的产品要注明适用的板厚范围。

f. 在物料清单(BOM)中,材质说明无需明确指出是何种铜合金或何种工程塑料,以免日后因力学问题或阻抗问题需要更改材料时又要更新版本。

连接器设计检查清单

a. 满足客户对尺寸的需求,包括外观尺寸、堆叠高度(或板与板间距)、擦拭距离、长短引脚差异、穿孔元件的尺寸。

b. 确认机械与电气规格,包括整体插拔力、端子正向力、低电平接触电阻(LLCR)、额定电流、耐电压。

c. 产品在印刷电路板(PCB)上的定位效果。

d. 产品适用于自动拾取和放置的包装。

e. 内部结构可靠性审查,

f. 零件间的组合在六个自由度上的限制是否完整可靠。

g. 零件的装配性,倒角、预装效果、干涉量、间隙预留。

h. 公母配对的塞子。

i. 母端子的活动空间是否足够,是否会出现简支梁问题。

j. 母端子前端是否安全地隐藏在塑料隔栏内?需确认在最坏情况下仍不会突出隔栏,以免被顶弯变形。

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