連接器各項技術探討及其未來發展方向

刊登日期:2013/9/12
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目前市面上的連接器產品一般指的是用在電子產品上,訊號與電源的連接元件及其附屬配件,舉凡線材、插座、插頭等皆屬於電子連接器的範疇,即大眾所稱的電子連接器,如圖二所示。連接器的互連部分為可離合或替換的插接件,連結電子產品中的電路、模組及系統,也就是其扮演著所有訊號間的橋樑,其品質會對電壓與電流傳輸的可靠度產生影響,亦會牽動整個電子產品的運作。


圖二、各式電子連接器

連接器上游供應鏈
連接器產業上游供應鏈為金屬、電鍍、塑膠等材料的製造及供應,從連接器整體生產成本比例(圖四)可以發現,原物料總計占將近六成的製造成本,故當銅或金等原物料漲價時,對公司獲利將有相當大的影響。其中以金屬材料成本占最大宗,其次為電鍍材料及塑膠材料。

電鍍材料以鍍金及鍍錫鉛最常被使用,而鍍鎳亦有小部分使用市場,如圖六所示。通常電鍍表面的品質會決定兩端子間接觸品質的好壞,且此表面一般需要能夠承受足夠的正向力而不破損龜裂,以確保有足夠的電接觸,並使電訊號順利通過接觸面至另一端子。此外,一般I/O連接器的插拔壽命多設定在數千次或更多,這代表電鍍表面必須能承受數千次的磨耗,因此鍍膜厚度及細緻度也是需謹慎考量的因素。

塑膠材料大多做為連接器之外殼(Housing),是整個連接器的主體構件,其他的零件往往在它身上組裝。一般外殼即決定了連接器的外觀和尺寸,設計時需確認其結構強度是否合乎承受正常使用時的插拔力或其他特殊測試規格。其生產方式是利用注入塑料進入鑄好之模具內,待成形後即成為所需的塑膠外殼,目前使用的塑膠則多以尼龍(Nylon)、聚對苯二甲酸丁酯(PBT)、聚碳酸酯(PC)、聚苯硫醚(PPS)和液晶高分子樹酯(LCP)等樹脂類為原料(圖七),其選擇的主要因素為成本、耐燃、溫度、電器特性、材料加工性、機械特性及物理特性等。

連接器外殼主要提供下列功能:①隔離接點構件,以避免接點間之漏電情形。②在機械上支撐接點構件並維持其位置。插座外殼應可保持接點在正確位置,並可承受機械與熱量的負荷(包括將組件從插座上插入與拔出、高溫配件、外在環境或機構的溫升及機械衝擊等)。⑥可提供角位定位與封裝定位的特徵,以助於配件與組件之插入,如防呆設計。外殼設計有許多的不同型式,可能為開放架構以加大氣流而達到散熱,或為封閉架構以承受較高之機械衝擊。

連接器中游供應鏈
中段的生產步驟為金屬沖壓、塑膠射出或電鍍等零組件的生產製程,此過程須與上游廠商有良好的搭配,才能將產品品質最佳化。最後是後段組裝測試,如導電性能、耐高壓特性或高頻響應等。連接器的生產可分為金屬件及塑膠件組成之製作或僅金屬件之連接器製造。其中金屬件是利用沖壓(Stamping)、車削(Machining)、壓鑄(Die-casting)等方式加工,外殼多採沖壓或壓鑄製作,大部分端子採用……上內容為重點摘錄,如欲詳全文請見原文


圖十二、全球連接器產業發展配比

作者:林子閔、余紀樺/工研院材化所
★本文節錄自「工業材料雜誌321期」,更多資料請見:http://www.materialsnet.com.tw/DocView.aspx?id=11337


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