电子产品组装工艺——连接器的工艺优化毕业论文.doc

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1、 毕业设计报告（论文） 报告（论文）题目：电子产品组装工艺 连接器的工艺优化 作者所在系部： 电子工程系 作者所在专业： 电子工艺与管理 作者所在班级： 作 者 姓 名 ： 作 者 学 号 ： 指导教师姓名： 完 成 时 间 ： 2011年6月10日 毕业设计（论文）任务书姓 名： 专 业：电子工艺与管理班 级：08253学号： 指导教师： 职 称：讲师完成时间：2011.6.10毕业设计（论文）题目：电子产品组装工艺连接器的工艺优化设计目标：学习电子产品连接器工艺，了解连接器的构成、功能及其组装工艺。技术要求：1 了解连接器的性能2 了解连接器的构成3 了解连接器的种类4 了解连接器的组装工

2、艺所需仪器设备：无成果验收形式：工作总结、毕业答辩参考文献：最新连接器国家技术标准全书、电子工艺技术、电子产品世界时间安排15周-6周立题论证39周-13周工作实习27周-8周工作实习414周-16周成果验收指导教师： 教研室主任： 系主任：摘 要由于消费电子、汽车电子、物联网市场的快速增长以及全球连接器生产能力不断向亚洲及中国转移，亚洲已成为连接器市场最有发展潜力的地方，而中国预计成为 全球连接器增长最快和容量最大的市场。伴随着2010年市场转暖，“中国制造”又开始变热，而连接器市场也因此火热，EEWORLD采访了FCI大中华区及韩国销售副总裁黄振声表示，今年市场强势反弹是过去十年前所未见的

3、，不过其也强调“2011年将会是充满挑战的一年。面对劳动及材料成本不断上涨，客户对价格的要求，市场的急速变化，令前景充满不明朗因素，很具有挑战性。”连接器的工艺优化尤为重要。关键词 连接器 连接器工艺 工艺优化 目 录第1章 绪论11.1课题研究11.2连接器的功能11.3连接器结构21.3.1接触件31.3.2绝缘体31.3.3外壳31.3.4附件41.4电连接器的分类41.4.1相互连接的层次41.4.2连接器规格的层次41.4.3连接器的类别51.5连接器的组装工艺流程5第2章 连接器的功能82.1连接器的功能运用82.1.1信号传送82.1.2电力应用9第3章 总结10致谢11参考文献

4、12附录13电子产品组装工艺连接器的工艺优化第1章 绪论1.1课题研究连接器是我们电子工程技术人员经常接触的一种部件。它的作用非常单纯：在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通，使电路实现预定的功能。连接器是电子设备中不可缺少的部件，顺着电流流通的通路观察，你总会发现有一个或多个连接器。连接器形式和结构是千变万化的，随着应用对象、频率、功率、应用环境等不同，有各种不同形式的连接器。例如，球场上点灯用的连接器和硬盘驱动器的连接器，以及点燃火箭的连接器是大不相同的。但是无论什么样的连接器，都要保证电流顺畅连续和可靠地流通。就泛指而言，连接器所接通的不仅仅限于电流，在光电

5、子技术迅猛发展的今天，光纤系统中，传递信号的载体是光，玻璃和塑料代替了普通电路中的导线，但是光信号通路中也使用连接器，它们的作用与电路连接器相同。1.2连接器的功能连接器的基本性能可分为三大类：即机械性能、电气性能和环境性能。1机械性能： 就连接功能而言，插拔力是重要地机械性能。插拔力分为插入力和拔出力（拔出力亦称分离力），两者的要求是不同的。在有关标准中有最大插入力和最小分离力规定，这表明，从使用角度来看，插入力要小（从而有低插入力LIF和 无插入力ZIF的结构），而分离力若太小，则会影响接触的可靠性。 另一个重要的机械性能是连接器的机械寿命。机械寿命实际上是一种耐久性（durability

6、）指标，在国标GB5095中把它叫作机械操作。它是以一次插入和一次拔出为一个循环，以在规定的插拔循环后连接器能否正常完成其连接功能（如接触电阻值）作为评判依据。连接器的插拔力和机械寿命与接触件结构（正压力大小）接触部位镀层质量（滑动摩擦系数）以及接触件排列尺寸精度（对准度）有关。2电气性能： 连接器的主要电气性能包括接触电阻、绝缘电阻和抗电强度。 接触电阻 高质量的电连接器应当具有低而稳定的接触电阻。连接器的接触电阻从几毫欧到数十毫欧不等。 绝缘电阻 衡量电连接器接触件之间和接触件与外壳之间绝缘性能的指标，其数量级为数百兆欧至数千兆欧不等。 抗电强度 或称耐电压、介质耐压 是表征连接器接触件之

7、间或接触件与外壳之间耐受额定试验电压的能力。 其它电气性能 电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果,电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果，一般在100MHz10GHz频率范围内测试。对射频同轴连接器而言，还有特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比（VSWR）等电气指标。由于数字技术的发展，为了连接和传输高速数字脉冲信号，出现了一类新型的连接器即高速信号连接器，相应地，在电气性能方面，除特性阻抗外，还出现了一些新的电气指标，如串扰（crosstalk），传输延迟（delay）、时滞（skew）等。3环境性能 常见的环境性能包括耐温、耐湿、耐盐雾、振动和冲击等。 耐温 目前连接

8、器的最高工作温度为200（少数高温特种连接器除外），最低温度为-65。由于连接器工作时，电流在接触点处产生热量，导致温升，因此一般认为工作温度应等于环境温度与接点温升之和。在某些规范中，明确规定了连接器在额定工作电流下容许的最高温升。 耐湿 潮气的侵入会影响连接器的绝缘性能，并锈蚀金属零件。恒定湿热试验条件为相对湿度90%95%（依据产品规范，可达98%）、温度+4020，试验时间按产品规定，最少为96小时。交变湿热试验则更严苛。 耐盐雾 连接器在含有潮气和盐分的环境中工作时，其金属结构件、接触件表面处理层有可能产生电化腐蚀，影响连接器的物理和电气性能。为了评价电连接器耐受这种环境的能力，规定

9、了盐雾试验。它是将连接器悬挂在温度受控的试验箱内，用规定浓度的氯化钠溶液用压缩空气喷出，形成盐雾大气，其暴露时间由产品规范规定，至少为48小时。 振动和冲击 耐振动和冲击是电连接器的重要性能，在特殊的应用环境中如航空和航天、铁路和公路运输中尤为重要，它是检验电连接器机械结构的坚固性和电接触可靠性的重要指标。在有关的试验方法中都有明确的规定。冲击试验中应规定峰值加速度、持续时间和冲击脉冲波形，以及电气连续性中断的时间。 其它环境性能 根据使用要求，电连接器的其它环境性能还有密封性（空气泄漏、液体压力）、液体浸渍（对特定液体的耐恶习化能力）、低气压等。13连接器结构一个基本的连接器包括四个部分：

10、接触件 绝缘体 外壳（视品种而定） 附件图1-1结构图1.3.1接触件接触件（contacts） 是连接器完成电连接功能的核心零件。一般由阳性接触件和阴性接触件组成接触对，通过阴、阳接触件的插合完成电连接。阳性接触件为刚性零件，其形状为圆柱形（圆插针）、方柱形（方插针）或扁平形（插片）。阳性接触件一般由黄铜、磷青铜制成。阴性接触件即插孔，是接触对的关键零件，它依靠弹性结构在与插针插合时发生弹性变形而产生弹性力与阳性接触件形成紧密接触，完成连接。插孔的结构种类很多，有圆筒型（劈槽、缩口）、音叉型、悬臂梁型（纵向开槽）、折迭型（纵向开槽，9字形）、盒形（方插孔）以及双曲面线簧插孔等。1.3.2绝缘

11、体绝缘体 绝缘体也常称为基座（base）或安装板（insert），它的作用是使接触件按所需要的位置和间距排列，并保证接触件之间和接触件与外壳之间的绝缘性能。良好的绝缘电阻、耐电压性能以及易加工性是选择绝缘材料加工成绝缘体的基本要求。1.3.3外壳壳体 也称外壳（shell），是连接器的外罩，它为内装的绝缘安装板和插针提供机械保护，并提供插头和插座插合时的对准，进而将连接器固定到设备上。1.3.4附件附件分结构附件和安装附件。结构附件如卡圈、定位键、定位销、导向销、联接环、电缆夹、密封圈、密封垫等。安装附件如螺钉、螺母、螺杆、弹簧圈等。附件大都有标准件和通用件。1.4电连接器的分类电连接器的运用

12、可以从两方面来考虑：电连接器用在何处，例如它装在设备上的位置，以及如何运用，例如电连接器的功能是信号传输还是配电，其中电连接器用在何处应优先考虑。1.4.1相互连接的层次互连的层次 根据电子设备内外连接的功能，互连（interconnection）可分为五个层次。 芯片封装的内部连接。 IC封装引脚与PCB的连接。典型连接器IC插座。 印制电路与导线或印制板的连接。典型连接器为印制电路连接器。 底板与底板的连接。典型连接器为机柜式连接器。 设备与设备之间的连接。典型产品为圆形连接器。 第和层次有某些重迭。在五个层次的连接器中，市场额最高的是第和第层次的产品，而目前增长最快的是第层次的产品。1.

13、4.2连接器规格的层次按照国际电工委员会（IEC）的分类，连接器属于电子设备用机电元件，其规格层次为： 门类（family）例：连接器 分门类（sub-family）例：圆形连接器 类型（type）例：YB型圆形连接器 品种（style）例：YB3470 规格（variant）1.4.3连接器的类别连接器产品类型的划分虽然有些混乱，但从技术上看，连接器产品类别只有两种基本的划分办法：按外形结构：圆形和矩形（横截面），按工作频率：低频和高频（以3MHz为界）。 按照上述划分，同轴连接器属于圆形，印制电路连接器属于矩形（从历史上看，印制电路连接器确实是从矩形连接器中分离出来自成一类的），而目前流行

14、的矩形连接器其截面为梯形，近似于矩形。以3MHz为界划分低频和高频与无线电波的频率划分也是基本一致的。 至于其它按用途、安装方式、特殊结构、特殊性能等还可以划分出许多不同的类型，并常常出现在刊物和制造商的宣传品中，但一般只是为了突出某一特征和用途，基本分类仍然没有超出上述的划分原则。 考虑到连接器的技术发展和实际情况，从其通用性和相关的技术标准，连接器可划分以下几种类别（分门类）：低频圆形连接器；矩形连接器；印制电路连接器；射频连接器；光纤连接器。1.5连接器的组装工艺流程由于连接器的种类多，其组装工艺有所不同，根据生产厂家的设备先进与否，其组装工艺要求不同。产品的组装工艺很大程度和客户的要求

15、有关，和产品的使用环境有关。以刚性针连接器为例：J18E25S连接器图1-2 J18E25S组装工艺结构图图1-3连接器实物图图1-4 J18-25S连接器组装工艺流程图组装关键工序控制 以连接器J18-25S为例：1.控制内容，2控制方式及程序。1.控制内容：外壳、基座、接触件的装配关系，外壳、基座、接触件组装完成后应满足：下基座的孔位号与上基座的孔位号相对应。焊杯式接触件的焊杯朝向应按图示要求，焊接式焊杯方向分别朝外，直插印刷板式不管。外壳a梯形朝向外壳b保持一致。所有的接触件在基座内能浮动，不被卡死。控制方式及程序：操作人员首先将上基座在左手上，基座有孔的一面朝下，左手大拇指紧靠基座的梯

16、形宽面，右手拿接触件的尾端，接触件的对接端向下，将接触件装入基座先装几座的梯形窄面一排，再装基座的梯形宽面一排。每排组装时从左端开始逐个孔装入，接触件的切扁面与上基座的切扁面一致，台阶应沉入上基座的沉孔内，组装基座宽面一排接触面时，接触件的焊杯方向朝左手大拇指，组装基座窄面一排接触面时，接触件的焊杯方向朝左手大拇指，（接触件尾端为直插式的装入下基座时，不考虑方向）。接触件组装完毕后，右手拿下下基座，下基座有孔位号的面朝上，梯形的宽面端朝向大拇指装入，保证上、下基座完全贴合，此时下基座的1号孔位应在靠左手大拇指一排的右边，否则错误，即孔位号保持一致。下基座装入后，将外壳a的宽面朝左手大拇指，对接

17、端朝下，将装好的接触件的基座装入外壳a中，再将外壳b的梯形宽面朝左手大拇指套入下基座中，且外壳a外壳b完全贴合。组装完毕后，用左手将外壳a外壳b紧贴合，用右手拨动调节接触件尾端保证所有接触件在基座内能浮动。每只产品组装完毕自检合格后逐个放入钢盘中，放入钢盘中的宽面应保持朝向一致，本批产品组装完毕后，提交检验。第2章 连接器的功能2.1 连接器的功能应用 随着连接器应用范围的不断扩展，它们可根据其两大基本功能而分成：信号传输及电传输两类。在电子应用领域这两类连接器的显著特点在于其端子上一定带有电流，在其他的应用当中，端子所提供的电压将同样作为很重要的考虑对象，虽然同一种端子的设计可同时作为信号和

18、电量传输两种功用，但在多种相类似的接触方式的应用上来看，许多电传输连接器在端子设计时仅仅把电量传输的需要作为唯一目的。 2.1.1信号传送 信号传送可分为两类：仿真信号传送及数字信号传送。不论仿真或数字信号连接器，其所需功能主要应能保护所传送的电压脉冲信号的完整性，该完整性应包括脉冲信号的波形以及其振幅。数据信号在脉冲频率上与仿真信号有所区别，其脉冲传递速度决定了所保护的脉冲的最大频率，数据脉冲的传递速度比一些典型的仿真信号要快得多，有的脉冲在连接器中的传递速度已接近千亿分之一秒的范围，在当今微电子技术领域中，通常把连接器当作一导线看待，因为与增长如此之快的频率相关的波长能比得上连接器的尺寸。

19、 当连接器或是一互相连络系统诸如一线缆装配被运用于高速数据信号传输中，相应的对连接器性能的描述也就改变了。代替了电阻的特征阻抗以及互相连络系统中的串音变得尤为重要。控制连接器的特征阻抗成为一大意识潮流，在线缆中便是对串音进行控制。特征阻抗在连接器中之所以具有如此重要的地位，是因为电阻的几何外形很难做到完全统一，加之连接器尺寸又很小，必须将串音的可能性最小化。在线缆中，几何形状的控制较易实现，其特征阻抗也易控制，但是线缆的长度将有可能引起潜在的串音。 在连接器中控制特征阻抗是围绕这个理由而进行的，在典型的开放式端子区域，连接器阻抗(和串音)是通过控制端子以合理的分布方式而达到的。于此类信号而言，

20、接地比率是这种分布的一种反映，接地比率减少了。当然，这样的结果就会减少可用于传送信号的端子数目。与信号端子相关的理由位置是很重要的考虑因素。为了避免接地端子的减少，具有整体的接地平面的连接器系统已经得到了中发展。前文中已经介绍过了微条和条线的几何形状。整体的接地平面允许用于传递信号端子的使用，且能提高连接器所有传递信号的密度。 2.1.2电力应用 如前所述，在上下文提到的电连接器是必须传递电力的。通常其电压很低。通常用到的是如下两种电力传递方法：专用于高水平的当前电力接触传递和并行信号接触。它们每一种方法都有优有劣。 电力传输与信号传输相比有两点不同之处。第一点，也是最明显的，是用于传递较高电

21、流。信号传递的电流通常不超过 1安培，最多也不会超过几安培，而电力传输的电流可达到几十乃至几百安培。第二点是由于电流导致的焦耳热而产生的温度升高。信号接触过程产生的焦耳热与周围的温度相差不多。相反地，电力传输的比率又是基于温度的升高，温度的升高，又产生相应的比率电流。一次 30度的温度的升高通常作为一个电流比率的标准。 因此，为满足电流额定值及性能的稳定性要求，控制焦耳热是很有必要的，这就需要在设计当中考虑信号传递的同时也要考虑电量的传输。尤其对电阻大的端子，焦耳热是一重要因素，必须将其减小到最低程度，而且，接触面的电阻也必须减小到最低程度，使其产生的热量最小化。从选材的角度来说，当然是选择高

22、导电率或是横截面积较大的端子以减小电阻，另外，增高传输电压或增加接触面积亦可减小接触部分的电阻。第3章 总结电连接器（以下简称连接器）也可称插头座，广泛应用于各种电气线路中，起着连接或断开电路的作用。提高连接器的可靠性首先是制造厂的责任。但由于连接器的种类繁多，应用范围广泛，因此，正确选择连接器也是提高连接器可靠性的一个重要方面。只有通过制造者和使用者双方共同努力，才能最大限度的发挥连接器应有的功能。连接器所接通的不仅仅限于电流，在光电子技术迅猛发展的今天，光纤系统中，传递信号的载体是光，玻璃和塑料代替了普通电路中的导线，但是光信号通路中也使用连接器，它们的作用与电路连接器相同。于是连接器在生

23、产和生活中起重要作用： 改善生产过程 连接器简化电子产品的装配过程。也简化了批量生产过程。 易于维修 如果某电子元部件失效，装有连接器时可以快速更换失效元部件。 便于升级 随着技术进步，装有连接器时可以更新元部件，用新的、更完善的元部件代替旧的提高设计的灵活性, 使用连接器使工程师们在设计和集成新产品时，以及用元部件组成系统时，有更大的灵活性。伴随电子产品的飞速发展，连接器的改进尤为重要： 改进生产流程，优化生产工艺。 优化制品尺寸的稳定性、符合性，制品表面的光洁度、制品材料的利用率等等。 在确保制品质量的前提下，提升连接器所能完成的工作循环次数或生产的使用数量。致 谢本文研究工作是在我的导师

24、杨虹蓁的精心指导和悉心关怀下完成的，从开题伊始到论文结束，我所取得的每一个进步都无不倾注着导师辛勤的汗水和心血。导师严谨的治学态度、渊博的各科知识、无私的奉献精神使我深受启迪，从尊敬的导师身上，我不仅学到了扎实、宽广的专业知识，也学到了做人的道理。在今后的学习工作中，我将铭记恩师对我的教诲和鼓励，尽自己最大的努力取得更好的成绩。在此我要向我的导师杨虹蓁致以最衷心的感谢和深深的敬意！在三年的大学学习期间，电子工艺与管理教研室的每位老师对我的学习、生活和工作都给予了热情的关心和帮助，使我的水平得到了很大的提高，取得了长足的进步。在此，向所有关心和帮助过我的老师、同学和朋友表示由衷的谢意！衷心感谢在

25、百忙之中评阅论文和参加答辩的各位专家、教授。参考文献1 模具工业 2010 第一期2 韩业鹏，孙虹颖机械科学与技术 2006 第五期3 李晓辉安全与电磁兼容 2009 第一期4 任国泰机电元件 2004 第一期5 电子产品世界 2004 第05B期6 严智勇 谭平宇模具工业 2010 第1期7 周怡琳电子学报 2006 第10期8 魏建电子工艺技术 2008 第2期9 最新连接器国家技术标准全书 2009年1月10连接器组件技术 卡连接器工艺 卡连接器技术全集 - 2006年1月附 录附录1工作日志指 导 教 师 情 况姓 名技术职称工作单位指 导 教 师 评 语指导教师评定成绩：指导教师签字： 年 月 日答 辩 委 员 会 评 语最终评定成绩：答辩委员会主任签字： 单位（公章） 年 月 日