分级分段金手指与连接器尺寸匹配影响因素研究
检修口盖板安维;陆学军;曾福林;安绍银;李敬科
【摘 要】分级分段板边插头(金手指)由于其结构复杂,经常发生板边插头难以插入连接器的状况.本文通过对PCB板边插头与连接器尺寸匹配关系的研究,到了影响PCB板边插头与连接器配合的关键因素,为后续板边插头与连接器的关键尺寸管控提供了重要依据. 【期刊名称】《印制电路信息》
【年(卷),期】2018(026)003
【总页数】6页(P41-46)
【关键词】板边插头;连接器;尺寸;印制电路板
【作 者】安维;陆学军;曾福林;安绍银;李敬科
【作者单位】中兴通讯股份有限公司,广东 深圳 518057;中兴通讯股份有限公司,广东 深圳 51
8057;中兴通讯股份有限公司,广东 深圳 518057;中兴通讯股份有限公司,广东 深圳 518057;中兴通讯股份有限公司,广东 深圳 518057
【正文语种】中 文
【中图分类】TN41
1 分级分段板边插头介绍
1.1 定义
分级分段板边插头（俗称板边插头）是使用选择湿膜工艺及匹配流程实现单元内同时制作出不同长度金手指及并实现同一根金手指中间按客户要求任意长度分隔的工艺，如图1所示。分级分段金手指在设计上突破原始板边插头的设计理念，将板边插头设计为长短不一或分段的结构，这样在信号传输过程中形成有效的时间差，便于高频信号的传输，而且可以实现带电热拔插技术，对后续的升级维护有非常大的便利[1]。由于此技术可以促进控制设备标准化和功能模块化，实现一种控制板可以在不同产品上运用，所以目前在系统产品上广泛应用。
1.2 分级分段板边插头与连接器配合
当金手指插入连接器时，PCB端部倒角先接触到连接器卡槽，如图2所示。PCB倒角起导向作用，可以减小板边插头插入连接器的插入力。接着继续将板边插头往连接器内推，板边插头镀层会与连接器卡槽接触。实践中经常发现板边插头往连接器插入时插入力大或者无法插入的情况，所以本文期望通过对板边插头与连接器尺寸匹配关系的研究，到影响板边插头与连接器配合的关键因素，以优化设计，保证产品质量。
图1 分级分段板边插头示意图
增高减肥鞋图2 PCB与连接器插入配合
2 试验条件及方法
2.1 试验方案
连接器与板边插头的配合方式一般有如图3所示两种设计。一种是图3（a）所示的单排连接器与板边插头配合，一种是图3（b）所示的双排连接器与金手指配合。本次试验将会对这两种配合方式进行插拔力的影响因素探究。 2.2 测试方案
当板厚（1.60 mm±0.16 mm）是中值的时候，分别测量不同倒角、不同尺寸宽度的双排板边插头与连接器的插拔力；当其他尺寸是中值的时候，测量不同板厚的单、双排板边插头与连接器的插拔力。共计84个插拔力数据，如表1所示。
总线上的音频设备2.3 试验样品准备
2.3.1 连接器样品
准备A品牌和B品牌各3个插座连接器，分别组成4组测试样品。如图4所示，分别组成单排连接器和双排连接器。
为了最大程度消除连接器尺寸对插拔力的影响，对于连接器关键的配合尺寸（A和C）选用中值，如表2所示。
2.3.2 PCB样品
分别按照表3的PCB样品尺寸方案，准备18个如图5所示的PCB样品，重点探究PCB板厚、
板边插头板宽（L1/L2）及板边插头倒边角度（CS）等三个因素对插拔力的影响。见表3。
图3 连接器和板边插头配合方案
表1 板边插头与连接器插拔力测试方案
图4 连接器样品
表2 连接器样品尺寸(单位：mm）
表3 PCB样品尺寸方案（单位：mm)
图5 PCB样品
2.4 试验设备
超微电极
采用图6所示MOEDL 1220S插拔力测试仪，对单排连接器和双排连接器分别对其进行插拔力测试，即分析单排金手指与单排连接器配合，双排金手指与双排连接器配合，从力学方面探索其插拔力的匹配规律，进而求得其尺寸的匹配关系。
3 试验结果分析
3.1 不同品牌不同厚度插拔力
图6 插拔力测试仪
当分级分段板边插头板边插头的其他尺寸都一样时（方案11～18），如图7所示，随着PCB厚度的增大，连接器插入力越大。同时，如图8所示，PCB厚度越厚，拔出力越大。尤其当板厚超过1.73 mm，A品牌双排连接器的插入力/拔出力显著增加。同时A品牌和B品牌的双排连接器都比单排连接器插入力/拔出力大，其中A品牌连接器的插入力/拔出力整体比B品牌的大。所以在进行产品插拔设计时，如果是需要进行双排连接器配合，就尽量要考虑设计机械扳手进行辅助插拔，以免在客户现场发生难以插拔的情况。
图7 不同品牌不同厚度插入力
图8 不同品牌不同厚度拔出力
3.2 不同品牌不同倒角不同宽度插入力
煅烧石油焦
当分级分段板边插头板边插头厚度一样时（方案1～方案10），A品牌和B品牌的双排连接器插入力基本一致，没有明显差异。即当板厚在中值时，不同的倒角或者不同的板边插头宽度（图5中的尺寸L1和L2）对插拔力贡献不大。人造石板
3.3 不同品牌连接器插拔力差异分析
3.3.1 A品牌和B品牌连接器结构分析
影响连接器插拔力的主要因素为端子结构、材料、卡槽的结构尺寸，如图9所示。经确认，在材料方面，A品牌和B品牌两个品牌都是使用的磷青铜材料，端子正压力不超过50 gf，两个品牌的连接器在材质上没有明显差异。对插拔力较大的A品牌连接器卡槽结构及尺寸进行分析，A品牌的卡槽设计结构为锥型，上面宽，下面窄，卡槽外沿部分尺寸为1.87 mm，卡槽底部的尺寸为1.70 mm～1.80 mm。对卡槽底部的尺寸进行测量，实际值为1.70 mm～1.71 mm之间，偏下限，而PCB板边插头的厚度尺寸为1.60 mm±0.16 mm，极限上偏差尺寸为1.76 mm，插入过程当中有干涉，导致插拔力偏大。而B品牌的卡槽设计结构为桶形，上下面一样宽，卡槽尺寸为1.90 mm±0.0 8mm，如图10（a）所示。对卡槽底部的尺寸进行测量，实际值为1.88～1.95 mm之间。PCB板边插头的厚度尺寸为1.60±0.16 mm，
极限上偏差尺寸为1.76 mm，小于卡槽的尺寸。故当连接器和板边插头配合时，图10（b）端子（0.6 mm±0.03 mm这个开口）就会随着PCB的厚度扩开，不存在干涉，插拔就相对比较容易。
图9 A品牌连接器卡槽结构剖面示意图
图10 B品牌连接器卡槽及端子结构剖面示意图
图11 连接器与板边插头配合图
3.3.2 A品牌和B品牌连接器与板边插头配合分析
A品牌和B品牌连接器除了结构本身的差异外，在与板边插头配合时也存在明显差异。如图11所示，A品牌连接器在与板边插头插拔过程中接触面积较大，属于面接触；而B品牌连接器与板边插头插拔过程中接触面积较小，属于点接触。所以，在与PCB金手指插拔过程中，A品牌的连接器的摩擦力就比B品牌显著大，最终表现为A品牌连接器的插拔力比B品牌插拔力大。
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议