Audio-Jack-连接器设计经验课件.pptx

1、Audio JackDesign GuidelinePresentation1 序序 產品基本介紹產品基本介紹 產品識別應用產品識別應用 a)外觀應用需求外觀應用需求 b)電器迴路介紹電器迴路介紹 c)Plug 匹配介紹匹配介紹 d)電器迴路電器迴路-序號標示方式序號標示方式 Specification 介紹介紹 a)一般規格一般規格 b)客戶特殊需求客戶特殊需求:壽命壽命/插拔力插拔力/產品耐高溫度產品耐高溫度 產品設計重點產品設計重點 設計案例參考設計案例參考 Q&A2產品基本介紹產品基本介紹Audio(Phone)Jack I/0 類訊號傳輸之連接器類訊號傳輸之連接器 主要為音源訊號的傳

2、輸主要為音源訊號的傳輸 主要的應用主要的應用:凡所有電子消費產品需使用到音源傳輸皆凡所有電子消費產品需使用到音源傳輸皆需要用到需要用到Audio Jack,如如:Notebook/Mobile/PDA 3產品基本介紹產品基本介紹PC/NOTEBOOK在在不同功能應用上不同功能應用上,Connect的本體顏色各有定義的本體顏色各有定義(PC 99)4產品識別應用產品識別應用為什麼開新產品一定需要與需求者為什麼開新產品一定需要與需求者(客戶客戶)溝通溝通?客戶在選用連接器時客戶在選用連接器時,所考慮的要件為何所考慮的要件為何?1.應用的型態應用的型態-選用哪一種連接器選用哪一種連接器.2.電器的特

3、性電器的特性-需要的接點需要的接點/開關數量開關數量.3.外觀尺寸的匹配外觀尺寸的匹配-可與其系統匹配的外觀尺寸可與其系統匹配的外觀尺寸4.Specification的需求的需求-除一般的電器規格除一般的電器規格,另外另外是否有特殊的要求是否有特殊的要求!以上絕大部分的要件都將會揭露在圖面上以上絕大部分的要件都將會揭露在圖面上,所以唯有與客戶所以唯有與客戶取得的共識取得的共識,圖面才可以完整的呈現所有必要的條件圖面才可以完整的呈現所有必要的條件!此部份將決定了我們產品設計的大方向此部份將決定了我們產品設計的大方向!5外觀的需求外觀的需求Search by Type：DIA 2.5 /3.5PC

4、B Mounting Surface Mount/Through Hole/Sinking /ContactSchematic24 Pole Sleeve Type Plastic/Metal/Mix Orientation Horizontal/Vertical PCB to Center H Dimension Body Width Dimension Total Height Dimension 信音網站信音網站Audio Jack搜尋條件搜尋條件6外觀的需求外觀的需求7電器迴路介紹電器迴路介紹電子工程師看圖面的電器迴路決定選用產品電子工程師看圖面的電器迴路決定選用產品!看看PCB La

5、yout作為電路走線的依據作為電路走線的依據8電器迴路介紹電器迴路介紹認識電器迴路圖是瞭解客認識電器迴路圖是瞭解客戶電子應用的基本功夫戶電子應用的基本功夫!9Plug 介紹介紹EIAJRC 5325A10Plug 匹配介匹配介紹紹由左圖可以看出電器迴路中由左圖可以看出電器迴路中各接觸點與各接觸點與Plug的關係的關係!也可以由迴路圖中看出辨識也可以由迴路圖中看出辨識出此產品的匹配出此產品的匹配Plug是哪一是哪一種形式的種形式的!11Plug 匹配介匹配介紹紹如上圖所示如上圖所示,Plug每一極所對應彈片的位置與電每一極所對應彈片的位置與電器迴路圖皆有關聯器迴路圖皆有關聯#4#4#3 3#2

6、2#1 1#6 6#5 512Plug 匹配介匹配介紹紹Jack端接點彈片的名稱是依據端接點彈片的名稱是依據Plug 端所定義的端所定義的!13Plug 應用範例應用範例此為此為Plug端各極之功能的範例端各極之功能的範例,各極之應用並非各極之應用並非為絕對為絕對,需視各電子迴路應用需視各電子迴路應用14電器迴路電器迴路序號標示方式序號標示方式 為使迴路圖序號標示取得一致性為使迴路圖序號標示取得一致性,且為有邏輯觀且為有邏輯觀念的標示方法念的標示方法,所以制定了以下規格做為序號標所以制定了以下規格做為序號標示的依據示的依據1.與與Plug配對後配對後,接觸點依序由前至後按順序標示接觸點依序由前

7、至後按順序標示2.沿上述依據接觸點順序標示其開關部順序沿上述依據接觸點順序標示其開關部順序3.其它其它,較少使用之迴路接點較少使用之迴路接點(如如:Transfer)15電器迴路電器迴路序號標示方式序號標示方式與與PlugPlug配對後配對後,接觸點依序由前至後按順序標示接觸點依序由前至後按順序標示16電器迴路電器迴路序號標示方式序號標示方式沿上述依據接觸點順序標示其開關部順序沿上述依據接觸點順序標示其開關部順序17電器迴路電器迴路序號標示方式序號標示方式其它其它,較少使用之迴路接點較少使用之迴路接點(如如:Transfer/BREAK):Transfer/BREAK)18Specificat

8、ion 介紹介紹一般規格一般規格以上為以上為Audio Jack Audio Jack 產品開發最基本需達到的產品開發最基本需達到的SPEC.SPEC.Product Spec.Product Spec.為依循為依循 EIAJ EIAJ 規範制定規範制定.19Specification客戶特殊需求客戶特殊需求l IR Profile溫度需求溫度需求 導入導入Lead Free製程產品過製程產品過IR由原來最高溫度由原來最高溫度 235需求需求提昇至提昇至260 l 壽命提高需求壽命提高需求 可攜型掌上電子產品因可攜型掌上電子產品因MP3的功能導入的功能導入,聽耳機的需求增聽耳機的需求增加加,壽

9、命需求由壽命需求由5000次提昇至次提昇至10,00012,500次次l Moto M32 test Moto 定義的連接器導入測試規範定義的連接器導入測試規範,主驗可以驗證連接器主驗可以驗證連接器的壽命的壽命/產品強度產品強度/焊錫強度焊錫強度 等多項功能等多項功能,屬目前業界最為屬目前業界最為嚴苛之測試嚴苛之測試l OMTP 主要目的為統一主要目的為統一Plug端的端的Pin defined,使使consumer 所購所購買的買的Plug有更大的共用性有更大的共用性,其對其對Jack也有相對的迴路要求也有相對的迴路要求 20產品設計重點產品設計重點產品設計需從三大方向考量著手設計產品設計需

10、從三大方向考量著手設計!產品應用面產品應用面:1.外觀尺寸外觀尺寸2.SMT Layout/共面度共面度3.電器迴路電器迴路(端子擺放相端子擺放相對位置對位置)4.產品可靠度產品可靠度5.客戶機構的佈局客戶機構的佈局零件設計零件設計:1.需確認設計出需確認設計出的零件是可以的零件是可以被製作的被製作的!2.簡單化的設計簡單化的設計降低模具複雜降低模具複雜度度.裝配生產考量裝配生產考量:1.組裝便利性的組裝便利性的考量考量.2.防範組裝所造防範組裝所造成的破壞成的破壞3.未來可規劃為未來可規劃為自動化的生產自動化的生產.產品的賣相決定於產品的可靠度產品的賣相決定於產品的可靠度產品的可靠度產品的可

11、靠度80%以上決定於彈片的設計以上決定於彈片的設計彈片的設計為產品開發的核心彈片的設計為產品開發的核心21產品設計重點產品設計重點彈片設計彈片設計 產品開發中最難產品開發中最難/最經常需要被修改的就是彈最經常需要被修改的就是彈片的設計片的設計,彈片的設計影響了哪些彈片的設計影響了哪些!1.接觸的穩定性接觸的穩定性 2.插拔力的大小插拔力的大小 3.產品壽命產品壽命 彈片設計需考量哪些重點彈片設計需考量哪些重點:1.材料的選用材料的選用 2.力臂的設計力臂的設計 3.干涉量干涉量(位移位移)(上述的設計重點影響了彈片的正向力上述的設計重點影響了彈片的正向力/耐久性耐久性)22彈片設計彈片設計接觸

12、穩定性接觸穩定性彈片的接觸穩定性需考量彈片的接觸穩定性需考量:1.Normal Force2.接觸形態接觸形態其中接觸形態應依據赫茲應力的理論觀念應以點接觸方式為其中接觸形態應依據赫茲應力的理論觀念應以點接觸方式為合理穩定的接觸形態合理穩定的接觸形態線接觸線接觸點接觸點接觸23彈片設計彈片設計彈片活動之狀態彈片活動之狀態自由狀態自由狀態彈片設計尺寸彈片設計尺寸Pre-LoadPre-Load彈片與彈片與ShuntShunt端子組裝後端子組裝後彈片所產生的位移變形彈片所產生的位移變形LoadLoadPlugPlug插入後彈片縮產生的插入後彈片縮產生的位移變形位移變形24彈片設計彈片設計材料選用材

13、料選用抗拉強度抗拉強度斷裂強度斷裂強度降伏強度降伏強度實際材料實際材料理想材料理想材料uF彈性係數彈性係數切線模數切線模數25材料的特性與應力材料的特性與應力l Forcen 彈性係數彈性係數:未超過降伏前的力量反應比例未超過降伏前的力量反應比例(Reaction Focre)n切線模數切線模數:超過降伏後的力量力量反應比例超過降伏後的力量力量反應比例(Reaction Focre)l 強度強度代表材料本身承受負荷的能力代表材料本身承受負荷的能力n降伏降伏:永久變形永久變形n抗拉抗拉:最大負荷最大負荷n斷裂斷裂:斷裂負荷斷裂負荷l 應力代表外力在結構材料上造成的負荷大小應力代表外力在結構材料上

14、造成的負荷大小l 判定準則判定準則n 應力強度應力強度 26基本材料力學公式基本材料力學公式K長L1/L3寬1/bb厚1/hh3參數指標n 重要指標重要指標 應力應力=MC/I(M:彎距彎距moment/I:慣性距慣性距/C:形心形心之位置之位置)=(FL)*(h/2)/(bh3/12)=6FL/bh2 =3/2*(Eh)/L2I=bh3/12F=3EI/L3 =bh3E/4L3在固定作用力在固定作用力 L 1/b 1/h2K(彈簧常數彈簧常數)K=3EI/L3=Ebh3/4L3 只與材料只與材料E及尺寸有關及尺寸有關 K b h31/L32728連接器所需要的效能連接器所需要的效能材料所必需

15、具備的條件材料所必需具備的條件 高接觸力/Normal Force高降服強度/Yield Strength 好的散熱性及低溫升 完成較低的接觸阻抗高的導電率/Conductivity 折彎角度小/微型化產品優異的折彎性/低R/T比 交變應力不失效/高插拔次數優異的抗疲勞強度/Fatigue Strength 位移形變小/下壓行程有限但需高接觸力 符合環保標準無環境有害物質/ROHS 高楊氏/彈性系數Youngs Modulus 高熱傳導係數/Thermal Conductivity 持久的高接觸力/高溫環境下工作高的抗應力鬆弛/Stress Relaxation 連接器對材料的需求連接器對材料

16、的需求29導電率導電率/熱傳導係數熱傳導係數Electrical/thermalconductivity折彎性折彎性/Bendability楊氏係數楊氏係數/Young s Modulus抗應力鬆弛抗應力鬆弛/Stress relaxationresistance降服強度降服強度/Yield strength銅合金銅合金for連接器運用連接器運用各式材料特性的重要性各式材料特性的重要性彈片設計彈片設計使用輔助軟體協助設計分析使用輔助軟體協助設計分析最大應力最大應力Worse Case分析分析:考量考量Plug外徑尺寸為上限值時外徑尺寸為上限值時分析端子的最大應力分析端子的最大應力30彈片設計彈

17、片設計使用輔助軟體協助設計分析使用輔助軟體協助設計分析正向力正向力Worse Case分析分析:考量考量Plug外徑尺寸為下限值時外徑尺寸為下限值時分析端子的正向力分析端子的正向力310.2mm彈片設計彈片設計使用輔助軟體協助設計分析使用輔助軟體協助設計分析永久變形量永久變形量Worse Case分析分析:考量彈片經過考量彈片經過Plug外徑尺寸為外徑尺寸為上限值插拔後產生的永久變形上限值插拔後產生的永久變形量量32彈片設計彈片設計正向力分析值正向力分析值&實測值的驗證比對實測值的驗證比對Normal Force分析值分析值:1681gf實測值實測值:1794gf取彈片的正向力分析取彈片的正向

18、力分析&實測曲線圖觀察二者差異實測曲線圖觀察二者差異:左圖左圖:實測實測&分析值相符分析值相符右側右側:實測實測&分析值不相符分析值不相符,需檢查分析需檢查分析&實測的材料參數實測的材料參數,幾何形狀幾何形狀,實際的端子有無缺陷實際的端子有無缺陷.Normal Force分析值分析值:90gf實測值實測值:58gf33R/T Ratio R/T Ratio 的測試方式的測試方式r=090V-shape diePunch with bending radiusro180U-shape dieroPunch with bending radiusspecimen彈片設計彈片設計材料折彎成形性考量材

19、料折彎成形性考量3435 R/T比的計算比的計算 折彎方向折彎方向:Good Way,Bad Way.影響折彎性能的因素影響折彎性能的因素R(Bending Radius)R R(Bending Radius)T T(Thickness)材料材料SPECSPEC上的上的R/TR/T比必須比算比必須比算出的值小，才是安全範圍。出的值小，才是安全範圍。3600,511,522,53020406080w/tr/tgood waybad waybad way“wgood way“wData sheet valuesResults for 90 Bends,Temper TM 04R/T&W/T Cur

20、ve Figurepage-37影影響響折折彎彎性能的因素性能的因素 材料的厚薄材料的厚薄:薄的板材可接受較小的彎曲薄的板材可接受較小的彎曲半徑而不破裂。半徑而不破裂。材料的寬窄材料的寬窄:端子或彈片寬度少於材料厚端子或彈片寬度少於材料厚度的度的8倍倍 彎角成型的過程彎角成型的過程:如果彎曲是使用漸進式如果彎曲是使用漸進式折彎行程完成，將會減少發生斷裂的可能折彎行程完成，將會減少發生斷裂的可能性性 延展率延展率:延展性與強度成反比，高強度材延展性與強度成反比，高強度材料的成型性大多比低強度的差。料的成型性大多比低強度的差。晶粒大小晶粒大小:晶粒越小的其成型性越好晶粒越小的其成型性越好 38 折

21、折彎後彎後R角角Crack 與否之與否之SEM圖片圖片影影響響折折彎彎性能的因素性能的因素B18-SUPRALLOY-R685的晶粒照片C5210-EH的晶粒照片產品設計重點產品設計重點端子對塑膠的端子對塑膠的Retention Force端子條件端子條件Retention ForceShunt200gf min.Spring未有二段變形未有二段變形300gf min.Spring有二段變形有二段變形,組裝方向與組裝方向與Plug行進方向垂直行進方向垂直500gf min.Spring有二段變形有二段變形,組裝方向與組裝方向與Plug行進方向平行行進方向平行800gf端子對塑膠本體的端子對塑膠

22、本體的Retention Force(一般的規格一般的規格)此此SPEC需制訂於端子部品圖面內需制訂於端子部品圖面內.以上為一般之規格定義以上為一般之規格定義,若有遇到端子需要較大之插拔力時若有遇到端子需要較大之插拔力時,再以個案調整處理再以個案調整處理Retention Force定義的基礎為定義的基礎為,Retention Force插入力插入力39 1 1 端子加寬端子加寬 2 2 彈片彈片加加保護腳保護腳 3 3 端子加凸肋端子加凸肋 4 4 减小弹片的预压量减小弹片的预压量 5 5 连续料带连续料带 6 6 材料加厚材料加厚產品設計重點產品設計重點避免彈片變形設計避免彈片變形設計40

23、1.1.弹性端子加宽弹性端子加宽Ring-A从从BODY后面组后面组装，端子弹片根部尺寸不装，端子弹片根部尺寸不得小于得小于1.4mm。如：。如：X351 SERIESRing-ARing-A从从BODYBODY后面组装后面组装建议在建议在BODYBODY空间允许的范围内，空间允许的范围内，端子尽量加宽，端子与端子尽量加宽，端子与BODYBODY上下上下壁的间隙，应保证壁的间隙，应保证0.15min,0.15min,如：如：0960 SERIES0960 SERIES4142端子焊腳和彈片端子焊腳和彈片都有保護腳都有保護腳端子只有焊腳有端子只有焊腳有保護腳保護腳注：端子弹片必须要有保护脚注：端

24、子弹片必须要有保护脚 JACKJACK类产品焊脚类产品焊脚1.8mm1.8mm可以不用保护脚可以不用保护脚 UBUB类产品焊脚必需要有保护脚类产品焊脚必需要有保护脚2.2.彈片加保護腳彈片加保護腳1.3 端子加凸肋端子加凸肋增加凸肋增加凸肋，增，增加弹点强度加弹点强度优点：强度增加；正向力增加优点：强度增加；正向力增加缺点：应力增大，永久变形增大（结合缺点：应力增大，永久变形增大（结合ANSYS分析结果分析结果作判定作判定）变更前变更前收料收料/电镀电镀/组装容易变形组装容易变形变更后变更后端子强度增加，对制端子强度增加，对制程程变形有所改善变形有所改善3.3.端子加凸肋端子加凸肋43page

25、-注：端子与注：端子与BODYBODY的预压量大小，需结合的预压量大小，需结合設計需求以及設計需求以及ANSYSANSYS分析结果来判定。分析结果来判定。端子角度端子角度2020度，端子的预压度，端子的预压过大，端子需倾斜一定角度过大，端子需倾斜一定角度组装，组装容易变形。组装，组装容易变形。端子角度变更为端子角度变更为6 6度，减小度，减小塑膠對塑膠對端端子的预压量，端子可垂直组装，子的预压量，端子可垂直组装，4.4.減小彈片的預壓量減小彈片的預壓量44page-注注:1.连续连续料带须考量料带须考量pitch的一致性，以利模组化组装的一致性，以利模组化组装 2.端子设计端子设计優優先考虑连

26、续料带。有些产品因为结构或成本的限制先考虑连续料带。有些产品因为结构或成本的限制 需要选择散需要选择散PIN时，时，对端子可能出现的变形，要对端子可能出现的变形，要有有效的有有效的解决方案。解决方案。变更前变更前散散PIN,电镀电镀/物流容易变形物流容易变形变更后变更后连续连续PIN,不易变形不易变形5.5.連續料帶連續料帶45page-注：材料加厚会影响到端子的寿命和增加永久变形量，需结合設計需求以及ANSYS分析结果做选择。6.6.材料加厚材料加厚46page-7.7.小结小结 以上为产品设计解决端子变形设计以上为产品设计解决端子变形设计Guideline，此，此Guideline仅做设计

27、参考，产品设计灵活多样仅做设计参考，产品设计灵活多样，且受很多条件限制（外形尺寸、产品功能要求，且受很多条件限制（外形尺寸、产品功能要求），不可一味照搬，避免顾此失彼。），不可一味照搬，避免顾此失彼。471.1.部品圖標示重點尺寸的原則部品圖標示重點尺寸的原則:端子彈高端子彈高 力臂長度尺寸力臂長度尺寸2,2,成品圖標示重點尺寸的原則成品圖標示重點尺寸的原則:端子彈高尺寸端子彈高尺寸產品設計重點產品設計重點避免彈片變形重點管控避免彈片變形重點管控481 1 部品圖端子彈高尺部品圖端子彈高尺寸重點管控寸重點管控端子彈高尺寸重點管控力臂长度尺寸492 2 成品圖彈高尺成品圖彈高尺寸重點管控寸重點管

28、控成品圖重要端子彈高尺寸重點管控50產品設計重點產品設計重點配合組裝設計配合組裝設計1.組裝便利性的考量組裝便利性的考量.2.防範組裝所造成的破壞防範組裝所造成的破壞3.未來可規劃為自動化的生產未來可規劃為自動化的生產.考量上述的組裝重點考量上述的組裝重點,轉化為實際設計轉化為實際設計:1.端子連續料帶設計端子連續料帶設計.2.同向組裝端子的料帶同向組裝端子的料帶Pitch需相同需相同3.端子彈片設計最佳化端子彈片設計最佳化,料帶保護腳設計料帶保護腳設計51配合組裝設計配合組裝設計端子連續料帶設計端子連續料帶設計端子連續料帶設計目的端子連續料帶設計目的:1.降低零件包裝降低零件包裝/電鍍電鍍/

29、運輸運輸/儲存過程中造成端子變形儲存過程中造成端子變形.2.組裝過程中使人員不會直接接觸到零件以降低變形機率組裝過程中使人員不會直接接觸到零件以降低變形機率.3.同方向中僅有同方向中僅有12之端子未來可考慮之端子未來可考慮,單站單站(Pin)自動化組裝發展自動化組裝發展52配合組裝設計配合組裝設計模組化組裝模組化組裝模組化組裝模組化組裝:1.同向組裝之端子,料帶設計Pitch需相同2.端子Pitch需大於塑膠長度,確保治具具有足夠的設計空間.53設計案例參考設計案例參考(客訴客訴&改善對策改善對策)Tip 之設計之設計 Ring之設計之設計 Plug插入過程之設計插入過程之設計(Pop-noi

30、se)-2SJ1004 Flux之預防之預防-2SJ-A390/2SJ2267/2SJ2268 SMT之設計經驗之設計經驗-2SJ1006 彈片彈片/本體過本體過IR後產生變形後產生變形-2SJ2427 彈片設計彈片設計/組裝經驗組裝經驗-2SJD373-D01 防防Plug旋轉造成耐壓不良設計旋轉造成耐壓不良設計-2SJ2428/2SJ2000 防防Plug斜插彈片疲乏設計斜插彈片疲乏設計-2SJ-A427 Metal Ring的設計參考的設計參考-2SJ-A390 Stand-Off 設計重點設計重點 Connector尾部封孔設計尾部封孔設計-安規需求安規需求 Jack預防上方導電膠布造

31、成端子預防上方導電膠布造成端子Short Jack切斜頭切斜頭/前端截短設計前端截短設計54Tip Spring 設計重點設計重點 Tip 為產品設計之插拔力重點為產品設計之插拔力重點,其為提供產其為提供產品插拔力的主要來源品插拔力的主要來源.Tip 對應對應Plug停止位置為最先端之鑽石形停止位置為最先端之鑽石形之位置之位置,所以可藉由鑽石外形之斜度使其在所以可藉由鑽石外形之斜度使其在運動的過程中與彈片產生更大的插拔力運動的過程中與彈片產生更大的插拔力!55Tip Spring 設計重點設計重點Tip 與與 Plug接觸的位置應落於接觸的位置應落於Plug端鑽石頭之端鑽石頭之1/22/3的的

32、位置位置,如此可確保與如此可確保與Plug間之保持力間之保持力,而且在而且在Plug旋轉時較旋轉時較不會造成不會造成Plug脫離脫離 2/3 1.00 56Tip 設計參考設計參考Tip 對對Plug的耐壓不良的耐壓不良Tip spring 已經沒有空間,造成前段與plug(Ring-A)接觸設計值已經與Plug干涉,折彎處R角R/T比為1:1,Material C5210-EH不良現象不良現象57Tip 設計參考設計參考Tip 對對Plug的耐壓不良的耐壓不良改善對策改善對策1.材厚由0.25t0.2t2.R角大小由0.25R 0.2R3.Body增加一材厚以隔離二者58Ring設計參考設計

33、參考彈片橫截面與PLUG有碰觸到的情況,導致:1.力臂縮短會有彈性疲乏的問題2.Plug斜插時有可能造成Plug無法插入.凸點再往下一點設計一方面可以閃開折彎處成型,一面可增長彈片力臂59Ring設計參考設計參考彈片內縮過多,凸點必須加高,造成端子成形困難度提高!凸點位置過於接近下緣,可能造成與Plug干涉的問題塑膠逃肉過多,可能造成Plug斜插過程中與彈片根部接觸,導致彈片彈性疲乏60Ring設計參考設計參考設計建議設計建議彈片斷面形狀設計盡量沿著Body所開的圓孔並以不超出圓孔為原則,另在彈片端面處增加模具邊倒角以達到此種設計最佳化之效果.61Ring設計參考設計參考R形設計之優缺點:1.

34、可以節省較多的空間2.力臂較短所承受的應力較大3.Plug與彈片活動方向垂直,導致須承受二向應力(尤其是剪應力)位移方向位移方向PyPx62#2#3Plug插入過程之設計插入過程之設計Ping in 入定點後，2端子位置無誤，故無互通現象.2.2 center2.3 plug spec#2#3由上圖來看由上圖來看,Plug插入至定位後插入至定位後,端子與端子與Plug的的各極接觸並無不合理之現象各極接觸並無不合理之現象但是但是Plug在插入的過程中在插入的過程中(如下圖如下圖)(,有可能因有可能因為端子與端子為端子與端子contact point距離小於距離小於Plug各各極的長度極的長度,而

35、導致而導致short的情況發生的情況發生.此情況有可能產生音訊瞬斷發生的情況此情況有可能產生音訊瞬斷發生的情況,所以所以仍應避免仍應避免.Pin 2 to Pin 3設計值2.2mm2.3mm(plug spec)，插入過程中已不在Plug同一環圈內，故判定已不會產生pin 2和pin 3導通的現象.Plug Plug 插入過程中示意圖插入過程中示意圖(修改後修改後)Plug插入過程之設計插入過程之設計64變更前#2#32.2 center2.9 centerPlug Plug 插入定位後示意圖插入定位後示意圖變更後Plug插入過程之設計插入過程之設計65Flux之預防之預防 Flux產生之原

36、因為產品在上板过產生之原因為產品在上板过IR-Reflow時時,焊料上添加之助焊劑內有揮發性物質焊料上添加之助焊劑內有揮發性物質(如如松香油松香油)經過高溫導致揮發瀰漫在空氣中經過高溫導致揮發瀰漫在空氣中導致其附著於金屬上導致其附著於金屬上!產品過產品過IR後接必定會有後接必定會有Flux的產生的產生,只能控只能控制其附著量無法避免制其附著量無法避免,而且此部分為客戶製而且此部分為客戶製程無法管控程無法管控,所以在設計是必須考量所以在設計是必須考量Switch部如何預防因部如何預防因Flux造成功能失效造成功能失效!Flux控制之方式控制之方式,主要焊料成分之控制及產主要焊料成分之控制及產品設

37、計之預防品設計之預防66Flux之預防之預防案例案例2SJ-A390於華寶發生之客訴問於華寶發生之客訴問題題不良情況不良情況Ring-A&Shunt之之Switch功能功能失效失效原因原因該接點相對的較接近該接點相對的較接近PCB板板,而而且無塑膠隔絕且無塑膠隔絕,導致導致Flux附著於附著於接觸點之間接觸點之間67Flux之預防之預防未過reflow-contact well過reflow-contact NG異物附著68Flux之預防之預防修改對策修改對策:1.於於Ring-A 彈片處與彈片處與Shunt接觸的位置增加一凸點接觸的位置增加一凸點目的目的:接觸型態改為點接觸型態接觸型態改為點

38、接觸型態,接著以點接觸的形式增加接觸位置之接著以點接觸的形式增加接觸位置之接點壓力接點壓力,藉以接點壓力擊破藉以接點壓力擊破FluxOriginal typeNew type69Flux之預防之預防防防Flux的新設計的新設計:CS設計一款欲取代設計一款欲取代2SJ2267之產品之產品,將產品下方將產品下方(與與PCB接觸接觸面面)之開孔縮到最小的範圍之開孔縮到最小的範圍,以預防以預防Flux由產品下方開孔處竄升由產品下方開孔處竄升2SJ2268 Series2SJ2267 Series70SMT設計經驗設計經驗端子卡合之設計端子卡合之設計:若端子組入方向與若端子組入方向與SMT共面度有關係共

39、面度有關係,建議卡合方式以半建議卡合方式以半切或是凸肋方式取代倒刺方式切或是凸肋方式取代倒刺方式倒刺設計組入倒刺設計組入BODY後容易產生端後容易產生端子旋轉的問題子旋轉的問題,共面度不易控制共面度不易控制可解決旋轉問題可解決旋轉問題,且卡合強度也足夠且卡合強度也足夠71SMT之設計經驗之設計經驗產品重心問題產品重心問題:應盡量避面產品應盡量避面產品SMT設計重心不穩之情況發生設計重心不穩之情況發生,若若有此情況則有此情況則SMT角需做個別的調整角需做個別的調整此處無焊錫腳導致上板後產品重心此處無焊錫腳導致上板後產品重心不穩不穩,無焊錫腳處往下沉無焊錫腳處往下沉解決對策解決對策1.將將Stan

40、d off的面積加大的面積加大(無法完全無法完全改善改善2.個別對浮高端子做調整個別對浮高端子做調整此二支端子造成浮高現象此二支端子造成浮高現象72彈片彈片/本體過本體過IR後變形後變形料號料號:2SJ1427不良現象不良現象:產品過產品過IR 2 次後次後,膠體產生嚴重變形膠體產生嚴重變形!未過未過IR Reflow產品產品過一次過一次IR Reflow過二次過二次IR Reflow73彈片彈片/本體過本體過IR後變形後變形不良原因不良原因:Tip 之之 Pre-Load的干涉量過大的干涉量過大,且固定且固定Tip處的膠體厚度過薄處的膠體厚度過薄,導致過導致過IR後後塑膠材料軟化塑膠材料軟化

41、,Tip彈片應力釋放彈片應力釋放,使膠體變形使膠體變形改善對策改善對策:因無法增加塑膠厚度因無法增加塑膠厚度,所以單純只能造彈片高度做修改所以單純只能造彈片高度做修改變更前變更前變更後變更後74改善前產線組裝EARTH之作業方式：此種作業方式，在預插時，若手法過重，先端易變形，此種變形會使彈高偏低，導致接觸不良彈片設計彈片設計/組裝經驗組裝經驗2SJ-D373-D0175建議EARTH組裝之作業方式：此種作業方式，在預插時，若手法過重，先端也易變形，但此變形，產生的是使彈高尺寸偏高的變形（如下頁圖示），會使端子之間的接觸更好，較上面一種組裝方式優彈片設計彈片設計/組裝經驗組裝經驗2SJ-D37

42、3-D0176先端變形EARTH，組入body后模擬圖：彈片設計彈片設計/組裝經驗組裝經驗2SJ-D373-D0177改善對策改善對策:a.在設計上：取消0.08+0.02/-0.03撕裂倒刺;b.在制程上：在SOP中定義EARTH組入的方式c.在治具上：壓入治具增加扶正功能彈片設計彈片設計/組裝經驗組裝經驗2SJ-D373-D01改善后沖頭增加扶正作用改善前壓入方式改善后壓入方式治具改善對策78防防Plug旋轉造成耐壓不良設計旋轉造成耐壓不良設計案例說明案例說明:Plug插入至定位後插入至定位後Plug經過順旋轉後經過順旋轉後,因因Tip受切線受切線方向之剪應力產生彈片偏擺方向之剪應力產生彈

43、片偏擺,Tip&Shunt 間隙變小間隙變小造成耐壓不良現象造成耐壓不良現象;相對的相對的Plug逆時針旋轉時因為逆時針旋轉時因為Tip彈片偏擺方向相反則不會產生此問題彈片偏擺方向相反則不會產生此問題.2SJ2428案例案例79旋轉后良品旋轉后良品旋轉后不良品旋轉后不良品通過從良品與不良品圖片對比發現:不良品Shunt-A端子組裝時存在歪斜的狀況,此狀況將會導致與Tip耐壓間隙變小,增加短路風險,-風險因子AShunt-A鉚歪,間隙變小,短路風險增加防防Plug旋轉造成耐壓不良設計旋轉造成耐壓不良設計2SJ2428案例案例80防防Plug旋轉造成耐壓不良設計旋轉造成耐壓不良設計高風險設計高風險

44、設計:Plug插入至定位後插入至定位後Plug經過順旋轉後造成經過順旋轉後造成Switch耐耐壓不良現象壓不良現象,主要集中於主要集中於Tip&Shunt的組合的組合,類似高類似高風險設計如下風險設計如下:Tip&Shunt的組合設計多以此組合方式設計的組合設計多以此組合方式設計,所以需要在此種設計下尋求解決方案所以需要在此種設計下尋求解決方案!81防防Plug旋轉造成耐壓不良設計旋轉造成耐壓不良設計解決方案設計基礎解決方案設計基礎:應確保應確保Tip經過經過Plug旋轉過程中彈片變形後與旋轉過程中彈片變形後與Shunt的間隙仍可確保在可承受耐電壓的規格範圍內的間隙仍可確保在可承受耐電壓的規格

45、範圍內.依據下圖理論建議確保間隙保持在最小依據下圖理論建議確保間隙保持在最小0.1mm的距的距離以上離以上.(Dielectric Withstanding Voltage:250V/1min.)82防防Plug旋轉造成耐壓不良設計旋轉造成耐壓不良設計解決方案設計解決方案設計:2SJ2000 Tip 先端加翅膀先端加翅膀原設計原設計變更後變更後1.縮小接觸區域彈片寬度為縮小接觸區域彈片寬度為0.8mm.(增加與增加與Shunt的間隙的間隙)2.增加彈片先端寬度為增加彈片先端寬度為1.4mm.(縮小與縮小與housing孔的間隙孔的間隙,降低彈片擺盪幅度降低彈片擺盪幅度)83防防Plug旋轉造成

46、耐壓不良設計旋轉造成耐壓不良設計解決方案設計解決方案設計:2SJ2000 Tip 先端加翅膀先端加翅膀變更後變更後 Plug插入狀態插入狀態Tip&Shunt的關係的關係1.Tip 先端先端&Body的間隙為的間隙為0.05mm2.Tip 接觸區域接觸區域&Shunt的間隙為的間隙為0.3mm3.Plug旋轉後旋轉後worse case,Tip&Shunt的最小間隙為的最小間隙為0.25mm(可符合可符合spec需求需求Plug插入後插入後0.3mm0.05mmSection84防防Plug旋轉造成耐壓不良設計旋轉造成耐壓不良設計解決方案設計解決方案設計:Shunt藉由塑膠配合作隔離藉由塑膠配

47、合作隔離(空間允許空間允許)原設計原設計改善後改善後原設計原設計:Shunt組入組入Body後後(1.80-1.90)/2=-0.05 Shunt外露於塑膠外露於塑膠0.05mm.改善後改善後:Shunt組入組入Body後後(1.70-2.10)/2=0.20Shunt藏於塑膠單側藏於塑膠單側0.2mm85防防Plug斜插彈片疲乏設計斜插彈片疲乏設計2SJ-A427產品產品Plug未插至定位時對未插至定位時對Plug側向施力即產生側向施力即產生earth端子變形端子變形86防防Plug斜插彈片疲乏設計斜插彈片疲乏設計改善對策改善對策預防措施預防措施1.前端端子前端端子Earth/Ring-B設

48、計需預防彈片根部受到設計需預防彈片根部受到Plug擠壓擠壓.2.將上述要點納入將上述要點納入Design Checklist.3.產品驗證增加產品驗證增加Plug斜插測試斜插測試.87Metal Ring的設計參考的設計參考+外罩銅圜塑膠本體=施加外力後形成3凸點卡合BODY,如左圖所示AAA-A SECTION此結構設計如因打點深度的變異可能造成過IR後外罩銅環即產生鬆脫或轉動,測試時易被拉出.施力方向原型卡合設計製程中難以壓入深度控制88Metal Ring的設計參考的設計參考AA+=施加外力後形成凹處階梯式卡合BODY,如左圖所示A-A SECTION此結構設計除打點外另因階梯式的卡合過

49、IR後外罩銅環不會鬆脫或轉動,測試時不易被拉出.(製程中可提供較穩定的品質)施力方向改良卡合設計製程中可提供較穩定的品質89Metal Ring的設計參考的設計參考改善後的Metal Ring保持力,無論在IR Reflow前後皆可提供3kgf的保持力.此種設計可提供較穩定的製程品質,但最重要也必須管控的參數尺寸仍是“壓入深度”的管控.90Metal Ring的設計參考的設計參考無論使用原形設計或是改良設計無論使用原形設計或是改良設計,對於產品有對於產品有需要增加需要增加Metal Ring時時,皆應該在工程成品圖皆應該在工程成品圖面上註明面上註明 attachment Force,以供產品驗

50、證以供產品驗證/組裝生產時之依據組裝生產時之依據.91Stand-Off 設計重點設計重點Stand-off 客戶要求的主要目的為客戶要求的主要目的為:使產品塑膠面在使產品塑膠面在On-Board時不會直接貼合到時不會直接貼合到PCB錫墊上錫墊上,造造成錫膏被擠出至錫墊外過成錫膏被擠出至錫墊外過IR Reflow後形成錫珠後形成錫珠,導致客戶系導致客戶系統內金屬件統內金屬件short的問題的問題.92Stand-Off 設計重點設計重點Stand-off 設計重點設計重點:1.錫膏厚度一般為錫膏厚度一般為0.15mm,所以建議設計所以建議設計Stand-Off高度至高度至少為少為0.25min