Introduction to Connectors

Introduction to Connectors

電子連接器之基本認識
  1. 電子連接器之定義
  2.  為何要有連接器
  3. 電子連接器基本構造
  4. 電子連接器之結構
  5. 電子連接器基本製程
  6. 電子連接器之電鍍
  7. 電子連接器的接觸方式
  8. 電子連接器名詞說明
  9. 電子連接器之包裝
  10.  電子連接器規格
  11. 電子連接器分類
  12. Speed Tech 之產品
  13. 電子連接器之同業
  14. 電子連接器之發展趨勢
  15. Q & A
電子連接器之定義Electronic Connector
電子連接器乃傳輸電子信號之裝置（類比信號或數位信號）。
如：電源插頭／插座，ＩＣ腳座，電話線
插頭等皆是。
製造於機械工業 , 應用於電子產業
  • 電子連接器（Electronic Connector）
  • 類比信號（Analog signal）
  • 數位信號（Digital signal）
  • ＩＣ（Integrated Circuit）
為何要有連接器Why we use Connector

與外界連結

便於更換不良品

使用不同之連結介面(為何要不同)

  • SOCKET 7為何要如此多端子
  • 連接器內所有端子之應用
電子連接器之基本構造

端子（Terminal , pin , contact）：

  • 功能：電子信號之導體
  • 製程：沖壓成型＋電鍍
  • 材料：黃銅(C2680) – 導電端子
  • 磷青銅(C5191、C5210) – 訊號或接觸
  • 鈹銅 – 高彈性接觸

塑膠本體（Housing，Insulator ， Spacer……）：

  • 功能：保護端子，絕緣，連接時之導正，提供機構強度等
  • 製程：射出成型
  • 材料：工業塑膠，如LCP，PPS，Nylon，PBT，PCT等

其他配件（Mounting ear，shell，board lock …….etc.）

  • 功能：ＥＭＩ遮蔽，元件定位，固定，增加強度等
  • 製程：沖壓成型
  • 材料：鐵(SPS) – 非彈性外殼
  • 銅、不鏽鋼(SUS) – 彈性外殼

電子連接器之結構

Mating End：與另一連接器相互連結之一端,，通常為可活動插拔．Pin & socket type ,centronic type 等

Termination End： 與PCB或線材固定之一端，通常為固定者

PCB (Printed Circuit Board)：
  • 表面黏著式(SMT, Surface Mount Technology)
  • 穿板式(throught-hole type）
  • 壓入式(press-Fit)
  • 壓接式(Compression)
  • 夾板式(straddle mount)
  • 錫球(BGA)
線材 (Wire, Cable)：
  • 銲接式(soldering)
  • 壓著式(Crimping)
  • 壓接式(IDT, Insulator Displacement Technology)
電子連接器之基本製程

電子連接器之電鍍

  • 目的：保護基材，增加導電效果，提昇銲鍚性

  • 製程：滾鍍，浸鍍，連續鍍等

  • 鍍金 – 接觸、單價高、耐磨

  • 鍍錫(錫鉛) – 焊錫 (鍍錫與鍍錫鉛之分別)

  • 鍍鎳 – 防鏽

  • 鍍鈀鎳 – 耐磨

  • 鍍銅 – 連結介面

電子連接器的接觸方式

點、線、面接觸

  • – USB、RJ

刮磨接觸、彈性接觸、包覆接觸

  • – RJ、USB
  • – 手機電池
  • – CPU
基本名詞說明(1)

間距（pitch）：指相鄰端子間之距離。單位：mm，inch

方向（Orientation）：通常指PCB上之連接器

  • 直立式（Straight）：指與連接之另一端對插方向與本體放於PCB之方向相 同者
  • 折彎式（Right Angle）：指與連接之另一端對插方向與本體放於PCB方向呈90°者

結合高度（Mating Height）：PCB與PCB平行連接後之距離

產品之性別名稱：

公（Male）

Pin  Plug  Plug

母（Female）

ReceptaclePlug Jack

基本名詞說明(2)

  • 定位柱（Post）至ＰＣＢ

  • 導正機構（Polarization）at mating

  • 墊高（Stand-off）

  • 吸取蓋（pick & place CAP）

  • PCB Layout

  • Board Lock

  • Mounting ear

  • Mating Lock：Active Lock，Passive Lock

  • Flammability (UL 94V-0, UL94V-2)

  • 沖壓成型（stamping，pressing）– Forming , Breaking

  • 射出成型（injection molding）

  • ＥＭＩ（Electro-Magnetic Interference）

電子連接器之包裝（Packing）

1. 散裝（Loose package）

  • 盒裝（Box），袋裝（Poly bag）

2. 盤裝（Tray）

3. 管裝（Tube）

4. 捲裝（Tape & Reel）

  • Radial reel
  • Embossed tape
電子連接器之規格

1.尺寸（Dimensions）

 

2.電氣規格（Electrical Specification）

  • 接觸電阻（Contact Resistance）
  • 耐電流量（Current Rating ?）
  • 電容特性（Capacitance）
  • 電感特性（Inductance）
  • 特性阻抗（characteristic Impedance）
  • 信號延遲特性（Time delay）
  • 其他高頻特性，如 cross talk , EMI 等

3.機械規格（Mechanical Specifications）

  • 正向接觸力（Contact Force 或 Normal Force）
  • 端子保持力（Pin Retention Force）
  • 連接插入力（Mating Force）
  • 連接分離力量（Unmating Force）
  • 拔插次數（Durability）
  • 焊點強度（Peeling Force）

4.環境特性規格（Enviromental Specifications)

  • 焊錫性（Solderability）
  • 高溫壽命／低溫壽命（High / Low Temperature）
  • 熱衝擊性（Thermal Shock）
  • 溫濕度試驗（Temperature / Humidity Test）
  • 鹽水噴霧試驗（Salt Spray Test）
  • 鍍層穿孔性試驗（Porosity）
  • 振動測試（Vibration）
  • 衝擊測試（Shock）

 

電子連接器之分類(1)

Level 1：晶圓包裝（Chip Package）

Level 2：晶圓至PCB（Chip to Board）

Level 3：PCB至PCB（Board to Board）

Level 4：次系統至次系統（Wire to Board）

Level 5：PCB至連接埠（Input /Output）

Level 6：系統至系統（Wire to Wire）

電子連接器之分類(2)

Level 1.晶圓包裝

說明：由半導体晶片（IC Chip）至接腳之連接於IC封裝專業廠製作

  • 種類：DIP（Dual In-line Package）

  • SIP（Single In-line Package）

  • SOJ（Small Outline J-bend package）

  • PGA（Pin Grid Array ）

  • BGA（Ball Grid Array）

  • LGA（Land Grid Array）

  • SOP （Small Outline Package）

  • TSOP（Thin SOP）

電子連接器之分類(3)

Level 2. 晶圓至基板

說明：承載 IC 與 PCB 連接之插槽，統稱為 IC socket

種類：DIP socket，SOJ socket ，PLCC socket，ZIF PGA socket等

ZIF：Zero Insertion Force

電子連接器之分類(4)

Level 3. PCB 對 PCB（Board to Board）

說明：PCB 與 PCB之連接，通常可活動式

種類：連接器與連接器對接

如：Pin header + socket，centronic-type Board-Board conn.等

PCB 與連接器直接連接

如：SIMM socket ，S.O.DIMM socket，Card-Edge socket等

電子連接器之分類(5)

Level 4. 次系統至次系統（Wire to Board）

說明：用於線材（含電纜線）與 PCB 之間之連接

種類：

  • 線材與連接器之連接方式分為三種：壓著式（Crimping），壓接式（I.D.T )，銲接式（Soldering）
  • 線材之粗細之單位為 AWG（American Wire Gauge）
  • 軟性電路板分為：

FPC（Flexible Printed Cable）

FFC（Flat Flexible Cable）

電子連接器之分類(6)

Level 5. I/O （Input /Output）

說明：用於系統外圍與其他系統連結之埠

種類：D-Sub .connectors（D-shape Subminiature）

USB（Universal Serial Bus）

IEEE-1394

Mini-DIN connectorspower

power Jack

phone Jack

其他

註：I/O connector 通常需要金屬殼保護以達到防止EMI之效果．

電子連接器之分類(7)

Level 6. 系統至系統

說明：用於系統與系統之連結，如電腦與電腦之網路，電腦與印表機等

種類：承接 I/O conn. 之所用之電纜（Cable）

註：系統之連接必須考慮電纜長度所造成之訊號衰減及EMI高頻干擾等問題．

Speed Tech 之產品(1)

Speed Tech 之產品1

1.Speed Tech 之產品一．IC Socket類：（Level-2）

  • SOJ , PLCC sockets» 符合 JEDEC 規格
  • Vertical type ( Straight )
  •  SMT , Thru-hole二．Test / Burn-in IC Socket :
  •  用於 IC 測試製程
  • 全台唯一有能力設計 / 製造之供應商

2.Test / Burn-in IC Socket :

  • 用於 IC 測試製程
  • 全台唯一有能力設計 / 製造之供應商
Speed Tech 之產品(2)

Board to Board 產品類：（Level-3）

1. Pin Header

  • 2.54 , 2.0 , 1.27 mm Pitch ( 1.0 , 0.8 mm )
  • Pin Side + Socket Side» Right Angle , Straight Orientation
  • SMT , Through-hole type
  • 多樣化之接合高度 ( Mating Height )

2. Centronic (Leaf) type B-B connectors

  • 0.8 , 0.6 , 0.5 mm Pitch
  • Plug + Receptacle
  • Straight , Right Angle
  • SMT type only
  • 多樣化之接合高度
  • mounting ear

3. 記憶体用之插槽連接器（Memory Module Connector）S.O.DIMM（Small Outline Dual In-line Memory Module）

  • 0.8mm pitch , 144 pins only
  • 直接與 PCB 連接
  • Right Angle only
  • SMT type
  • 4.0 , 5.2 , 5.7 mm 三種 M.H.
  • Mounting ear» Latch 卡住 PCB
  • 註: Fast-Page Mode DRAM, SDRAM, DDR RAM, Rambus
Speed Tech 之產品(3)

Cable to Board 產品類：（Level-4）

目前僅有FPC / FFC Connectors:

  • 2.54 , 1.25 , 1.0 , 0.5mm Pitch
  • Right Angle , Straight
  • SMT , Through-hole type
  • 上接觸式 , 下接觸式（Upper / Lower Contact）
Speed Tech 之產品(4)

Speed Tech 之產品四．I/O 產品類：（Level-5）

  • Phone Jack, Power Jack, RJD, Data I/O….etc.» 符合 FCC（Federal Communication Committee）標準
  • Right Angle type
  • Through-hole type

Speed Tech 之產品(5)

Speed Tech 之產品五．卡片類產品類：（Card products ）（Level-3）

  • CF（Compact Flash）
  • PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association)
  • MMC（Multi Media Card）
  • SD（Secure Digital）
  • SMC（Smart Media Card）
  • Smart Card … 等
電子連接器之同業

AMP (台灣安普),MOLEX (台灣莫仕),FCI/Berg (台灣康旭), Thomas Bell (台灣通貝),HIROSE (信邦 , 育達),JAE (日本航空電子),SAMTEC (泰碩 , 惠穎), 3M,JST (佳順 , 德通 , 雅通),KEL (欣訊),鴻海 (Foxconn),廣宇 (PAN International),實盈 (Suyin),慶良 (Starconn), 正崴 (Foxlink), 信音 (Singatron),連展 (Acon), 正淩 (Nextron), 承豐 (WIN-WIN)

電子連接器之發展趨勢

一．小型化

  • – 體積小– 重量輕
  • – Pitch 縮小
  • – 高度降低
  • – 高密度／高 Pin 數

二．高頻信號／傳輸

  • – 接觸阻抗彽
  • – 電感效應低
  • – 信號遮蔽效佳
  • – 信號延遲，crosstalk… 等影響

三．人性化界面

– 方便使用者操作– 防呆設計（fool proof ）

四．自動化作業

  • – 減少工站製程
  • – 自動抓取置放元件（Auto Pick & Place）
  • – SMT type– 產品尺寸精準度提高
  • – 維修方式

五．低使用成本（applied cost）+ 高品質

– 產品標準化– 有彈性的產品及製程設計– 交貨期壓縮（BTO，BTCO）

六．多功能性之結合

  • – 減少PCB使用面積
  • – 提升產品附加價值
  • – 減少客戶PCB LAYOUT困擾
優秀供應商之特點

品質、交期、價格

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