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什么是高耐热连接器?什么是高耐热连接器?

什么是高耐热连接器?

当您使用“高耐热连接器”进行WEB搜索时,会发布各种产品,从约80°C的耐热温度到最终对应于680°C的产品,以及您期望的产品那些正在寻找的人可能会有点困惑。这次我想谈谈“那么什么是高耐热连接器?”。在模糊词语的定义中,我将解释什么是高耐热,应用,技术问题和方法,特殊情况等。

高○○是Higher Than×××,那么×××是什么?

虽然它不仅限于连接器,但除了高耐热性之外,对于具有高速传输和高电流等“高”冠的产品,其高度的定义相当模糊。如果单词的发送者和接收者之间存在识别差异,则会话可能无法参与。在本公司的营业活动中,如果不能准确地理解顾客的要求,就会提出离题的提案,所以各营业员在最初的行动中会非常注意沟通・・・虽然应该会有,但即使误解能马上消除,有时也会有一些误解。

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机箱 (1)

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机箱 (2)

由“高”的解释引起的错误事例

出现这种差异的原因是,根据每个市场,产品和环境,贵的是不同的。例如,即使是相同的产品,如果您将我们公司的高耐热和高速传输产品带到汽车市场和通信设备市场,您收到的方式也会有所不同,即使在同一汽车市场,如果应用程序不同,高电流,高压等。接收方式是不同的。“比×××”或“比×××”或“高○○”的绝对高度不是“高”,而是“高冠”与“高冠”有关。

比如医疗诊断性疾病、血压等,有明确的诊疗标准,就是“从这里开始高血压”。另一方面,身高178cm的人在日本的话,还算是高身高吧。但是去了荷兰,被说身材矮小也不奇怪。或者,即使我去棒球界并说“178cm的身高打出的角度很大的直线球!”,我也无法解决它。

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处理因环境而变化的身高

正如我们在本网站技术信息部分的“什么是连接器?”中简要介绍的那样,随着连接器的用途多样化,连接器的高耐热性也发生了同样的情况。因此,如果去掉这个前提,一开始进行简单的网络搜索等,就会导致同时出现令人困惑的产品阵容。对于那些正在寻找可用于特定用途的零件的人来说可能会很麻烦,但最好通过添加诸如“连接器高耐热XX连接”之类的关键字来缩小搜索范围,这样会更容易到达。

根据连接器的“系统”,高耐热的差异

具体来说,让我们看看“高耐热”含义的差异,具体取决于连接器的类型。每个连接器类型使用不同的材料系统和尺寸。特别是作为高耐热产品,有用于加热器和加热炉中连接的耐热200~数百°C的品种,此外,还有即使在其附近温度稍低的地方也额定为150°C的电线连接用连接器等,这些也几乎被称为高耐热连接器。在前者中,它是一种陶瓷绝缘材料,在其他连接器中不常用,即使是塑料绝缘材料,即使在PEEK等超级工程塑料中也使用耐热和高强度材料。金属零件也是结实构成的不锈钢等。

另一方面,通用机内布线用连接器以额定60°C为基础,80°C/105°C的连接器称为高耐热连接器。这通常被称为“尼龙连接器”等,传统材料通常是绝缘体的基础。即使只是看一下,高耐热性和温度也会根据连接器的类型而有很大差异。

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不同连接器类型的高耐热差异

本公司主要经营的是设备内使用的电路板连接用连接器。这些连接器通常将额定80°C视为通用。额定温度为105°C的产品有时也被称为高耐热。现在随着耐热要求向更高方向发展,本公司特别将125°C产品作为“高耐热连接器”来销售。

顺便提及,此类连接器耐热性要求的提高是由于在高温环境下配置电路的机会增加,例如在汽车部件中,以及由于更高的功能和速度而导致的发热增加。电子元件。未来可能需要更高的温度额定值。这样,随着时代以及外围设备和元件技术的变化,高耐热性的定义正在发生变化,即使在连接器类型这一狭窄的产品组中也是如此。使用的绝缘材料为通用级的PBT,以及高耐热级的LCP和PPS等各种树脂。至于金属材料,与通用材料不同的合金材料用于弹性特别重要的领域,但这将在后面讨论。

这里的故事将主要讨论“用于连接设备中使用的电路板的连接器”,但其他连接器也有许多共同的部分。

短期耐热和连续使用温度

对于高耐热连接器,通常是指连续使用温度高的连接器,额定温度基于此。另一方面,在安装过程等中,它可能暴露于比使用温度高得多的温度,尽管它是短暂的短时间,我认为在许多情况下担心该方面的耐热性。为了确认长期和短期耐受性,作为实际产品评估,确认连接器在以下环境负荷测试后满足其功能和性能。

短期耐热性:规定的回流焊条件等(180℃×120秒→2个周期的短时间×60秒250℃等)
长期耐热性:额定温度(最高允许温度/连续使用温度)×规定时间(额定125℃,车载设备125℃×1000h)

另一方面,由于这种环境负担,需要考虑哪些粗略问题?短期耐热和长期耐热 (连续使用) 时的连接器大体的课题分为金属部件和绝缘部件进行了总结。

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连接器需要考虑耐热的大致问题

虽然有很多容易想象的课题,但从材料零部件来看,关于耐热的要点,大体上无论是短期还是长期都是如此。

- 由于热而熔化/软化(例如塑料部件变形/熔化和镀层熔化)
・消除成型过程中的变形(例如金属弹簧特性的恶化和塑料材料的翘曲)
・化学反应的活化能根据温度而增加(例如金属的氧化和塑料的脆化)

它概括为三种类型。关于第三个方面,化学反应的温度依赖性,本站的阿累尼乌斯图词汇表中简单提到了加速试验方法,有兴趣的可以看一下。然而,就前面提到的长期耐热性而言,这个问题比我们当前产品组的材料成分的其他问题显现得更晚,因此在产品开发过程中很少被提出。即使使用相同的塑料部件,耐热性的定义对于电线等移动柔性树脂的产品似乎也相当重要(电线的寿命定义也有很大不同)。

此外,在第一种情况下,几乎没有关于电镀溶解的问题。因此,让我们从这里解释其他项目,看看什么是高耐热连接器以及需要开发和设计的观点。

树脂变形

让我们首先从树脂的变形来看高温下连接器的问题。最简单的想法是以下问题?

·短期:溶解或软化变形

当材料的熔点/软化点远低于回流等工艺温度时,这是一个熔化的问题。是最低限度的材料选择需要的点。这对应于“通过加热融化/软化”。另一个问题是“可以在成型/成型期间消除变形”,如下所示。

·短期:在成型过程中释放应变

作为耐热之前的问题,缺陷通常是在原型阶段发现的,因此使用连接器的人可能不会经常看到它,但树脂部件甚至在投入工艺之前就存在翘曲和其他变形等问题。可能会发生。这是由于成型时熔融流动的树脂的位置、成型时使用的模具的温度差异、树脂的热收缩特性而产生的应力不均匀造成的。这个问题是这个问题的延伸。即使工艺坚固,树脂中仍然存在少量“应变”,导致这种变形。随着回流焊等工艺过程中温度升高,树脂会尝试记住这一点。他们试图回到舒适的状态。例如,如下所示,树脂在试图消除应变时可能会翘曲,导致引线框架的共面性消失,从而导致腿从电路板上抬起等问题。

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共面缺失

如前所述,这些问题是受到成型条件和树脂原有特性偏差的影响。除了产品质量之外,例如,在兼容回流焊的连接器的情况下,有必要采取措施考虑到这一“记忆”方面。为了实现这一目标,有必要选择材料并优化制造条件,包括树脂的流动。还应用了使用CAE的流程分析,基于经验和业绩的专业知识非常重要。这些是每个连接器制造商积累的许多设计规则。当我们谈论制造条件时,我们往往只关注生产技术,但在此之前的前提是树脂零件的形状必须能够达到最佳的制造条件。您是否觉得一旦决定了形状就总是有赢家或输家?例如,当您拿起连接器时,您会注意到它有一个凹槽、锥度或半径,这些凹槽、锥度或半径似乎在功能上不是必需的,但大多数结构都是为此目的而设计的。

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成形时的变形对策

成型过程中的变形对策的大致内容,在成型承包厂商等的主页上也有简单易懂的解析,有兴趣的人请搜索一下。

那么,在长期连续使用环境中会发生什么,树脂会变形?与过程相比,温度要低得多,但需要考虑以下问题。

·长期:高温下蠕变疲劳引起的变形

原则上,连接器使用弹簧将金属件压在一起以建立低电阻的连接。外壳也是支撑金属部件的塑料部件,也承受弹簧反作用力形式的应力。因此,如果配合的连接器长时间暴露在高温下,则存在发生以下问题的风险。

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作为对策,树脂的选择自不必说,但重点是如何在树脂的结构上不施加应力。例如,简单的故事,如果树脂尽可能厚,则不太可能发生这个问题,但是对于具有复杂结构并且希望尽可能小的连接器部件等,通常不容易。因此,如何通过各种结构改进,在有限的空间内减少外壳的负担,并获得必要的金属端子接压是高耐热连接器设计的关键之一。这需要在弹簧形状和外壳形状两方面下功夫。例如,在下面的电路板到电路板连接器的结构剖视图中,我认为您可以看到内部采用将外壳夹在中间的结构,并且通过绕过弹簧扩散的一侧的应力也被释放。

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对壳体的弹簧反作用力小的结构例

金属退火

金属部件还存在因“消除成型/成形过程中的应变”而导致的高耐热性问题。那就是金属退火。虽然这种现象可能在短期过程加热期间发生,但它主要是在连续使用温度下的长期寿命问题。这个故事在本网站技术信息的“什么是连接器?”下的“高耐热连接器”和“高温下稳定连接所需的东西”部分中也提到过。以下是报价。

在耐热性方面,特别重要的是在高温环境下保持接触电阻。连接器的端子,即所谓的连接部分主要由铜合金制成。接触电阻取决于端子之间的接触压力,通常通过在一对连接器的一侧或两侧安装弹簧来实现。金属在高温下会出现“退火”的软化现象。最初,连接器端子通过作为金属具有一定程度的“应变”来保持弹性,但是在高温下,“应变”消失并且弹性减弱。在这种磨损过程中,必须在有限的空间和成本内,在给定的产品寿命内实现一致和适当的接触压力。初始接触压力不要太大,因为如果压力太大,则难以配合。另一方面,即使退火也要保持必要的接触压力。为此,除了选择合适的金属材料外,设计各种独创性的端子形状设计技术也很重要。

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金属退火

正如源中所解释的,如果为了在金属退火后保持接触压力而不必要地增加初始接触压力,连接器可能会变得不必要地难以安装,或者镀层可能会被刮掉。这就是为什么我们使用不易退火的材料,并且我们设计了带有不易弯曲的弹簧的端子形状。在材料方面,科森铜合金铍铜等铜合金的退火温度比传统上广泛用作连接器弹簧材料的磷青铜高,常用于高耐热产品。端子形状各不相同,但无一例外的是其结构旨在在有限的空间内进行优化,而高耐热连接器对于利用这一技术特别有用。

在克服了上述课题之后,本公司的高耐热连接器=125°C的额定产品就成立了。顺便说一下,高耐热产品也有次要优点。以下是说明。

使用高耐热产品的次要优点高耐热时允许电流值也会上升?

连接器的额定温度包括由于通电引起的温度上升。另一方面,额定电流/最大容许电流值是由在全极通电条件下上升30°C的电流值规定的。这里,当连接器的周围温度为95°C时,额定为105°C的连接器和额定为125°C的连接器中的哪一个具有相同的端子和相同的散热特性?

额定温度为105°C时,只能传输升高10°C的电流,因此额定温度为125°C的连接器可以传输更高的电流值。也就是说,高耐热产品在流过高电流时也有效。

有关此主题的更多信息,请参阅本网站术语表中“额定电流”的详细页面。

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好吧,接下来是最后一个项目,但我将通过与连接器不同的构件匹配来触摸高耐热问题的情况。

配对伙伴问题:FFC连接不能仅通过各自的额定温度来确定

连接器种类中,我们还经营FPC/FFC连接器。虽然该类型也可作为额定值为 125℃ 的高耐热产品提供,但配合伙伴目前仅限于FPC。另一方面,一些FFC厂商已经推出了一些兼容125℃的产品,但数量还不是很多。尽管我们尚未测试所有产品,但迄今为止,我们尚未发现任何 FFC 与我们的产品结合使用时可以保证 125°C 的额定连接。两者的额定温度都是125℃,为什么不能直接使用呢?

首先作为第一点,可以举出FFC是电线的延伸。最近停止的地方也很多,但是以前日本国内主要的电线生产商几乎都在产品阵容中备齐了FFC。基于设备内部布线标准的UL AWM (设备布线材料) 似乎是额定温度的主流。在这些产品中,主要要求在长期使用中绝缘体的抗弯曲性等的健全性等。预期寿命比车载连接器的标准1000小时长得多,在这方面可以说更严格。另一方面,UL AWM中不要求与连接器配合的功能要求。那么,如果你实际上将它与连接器结合使用,例如在125°C的高温下继续使用它会发生什么?

在FFC的层压工序中,作为基材的绝缘薄膜和导体用热可塑性粘合剂粘贴。热塑性粘合剂也存在于与连接器接触的导体下面。

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与FFC连接器的接触点

现在,在与连接器接触的状态下,连接器的端子继续施加局部应力。导体下部的粘合剂是热可塑性的,所以会软化。结果,发生“树脂变形”项目中描述的蠕变,导体逃逸到FFC变形不能保持良好接触压力的地方,导致接触电阻异常。过度的情况下,脱落的粘合剂也会绕到导体上,阻碍接触。

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高温下的FFC连接问题

在FPC的情况下,由于大多数粘合剂是热固化类型,因此不会发生类似的问题,并且可以按原样使用连接器和额定温度。FFC连接需要连接器,从连接器的角度来看,FFC和FPC的选择将增加,以便我们可以适应更广泛的应用程序。FFC中的这个问题不是我们连接器制造商或FFC制造商应该单独解决的问题,我们必须相互合作并找到立足点。作为连接器,需要从更低的应力、或者追随FFC的变形能够维持接压的接点或完全不同的途径开发连接方法等,FFC厂商需要开发提高接压耐性的FFC等。本公司也和几家FFC生产商合作。在不久的将来,我们可能会展示实现125°C FFC连接的产品。

最后,

这次我从各种类型的高耐热连接器的差异开始,并谈到了一些技术要点。实际上,这个领域是一大堆技术诀窍,我无法在网站上解释它,所以我只是在表面上解释。技术部分可能有点不足。尽管如此,我很高兴知道有各种各样的努力来提高连接器的耐热性,如果有人有兴趣自学。

这里介绍了本公司的125°C对应高耐热连接器,请一定看看。