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FPC/FFC连接器知识介绍

2019-03-11




当前,SMT技术的普及,表面贴装连接器的应用也越来越广泛,各种类型的PCB都随之有相应的表面贴装连接器出现。从穿孔式(T/H)焊接工艺到表面贴片(SMT)焊接工艺,使得连接器的端子排列间距(Pitch)可以从1.27mm 减小到1.0mm,并逐渐减小到0.8mm0.5mm,而且应用SMT工艺?#24066;?#22312;PCB的双面都焊接电子元器件,大大增加了PCB上的元器件密度。



现在各类消费类电子产品?#23478;?#32463;集小型化、薄型化和高性能化于一身,利用柔性印制电路板 (FPC)及与之相配的FPC连接器来减少空间,减轻重量,降低装配成本已经被众多的客户所接受。FPCFPC连接器广泛应用于电脑行业,家用电器,自控设备,尤其是用于体积小、重?#22771;?#30340;消费类电子产品,如:数码相机,PDA,手机等产品。本文将着重介绍这种FPC/FFC连接器。



一.FPC连接器结构及使用  

       FPC连接器用于连接印制电路板(PCB)和柔性印制电路板(FPC,使之实现机械上和电气上的连接。其特点是一端与PCB焊接相连接(多采用SMT焊接),另一端与FPC对插,且FPC连接器上设计有卡锁装置使FPCFPC连接器锁紧,保持一定的接触可靠性。故连接器的塑胶体和端子以及卡锁零件之间有严格的配合要求。如下图所示,是FPC连接器的产品示意图:





为了满足在SMT制程的要求,整个产品的端子焊接区都严格要求有良好的平整度和共面度,通常业界的规范为共面度0.10max.,否则会导致与PCB焊接不良而影响产品的使用

1-1、塑胶体

    塑胶体内部是等间距的片状隔栏结构,使端子装配后保?#20013;?#38388;距的排列和提供一定的保持力。根据产品的使用要求,塑胶体要有足够的强度和韧性,且在SMT焊接前后都不能有翘曲变形。下文将具体介绍塑胶体的设计及原料选择。




1-2、端子

端子是FPC/FFC连接器的接触部件,为了达到连接器高密度的排列和更稳定的接触性能,FPC/FFC连接器端子采用窄片式的接触方式,材质选用导电性能和机械强度较好的磷青铜。

通常,端子结构的设计会有两种方式,一种是冲压平面下料端子(简称?#21512;?#26009;端子),另一种是冲压后折弯成形端子(简称:成形端子)。由于窄片型的母端子需要有足够的弹性和相对复杂的形状,如果采用冲压成形的方式,会给冲压加工造成困难,?#39029;?#24418;尺寸和精度不易控制。所以通常母端子都采用成形方式。

因为FPC/FFC连接器的应用特点是和直式片状的FFC/FFC(柔性印制电路板/扁平电缆)相配合插接,故其端子分类都是母型端子。故通常也采用下料方式。如下图所示,FPC/FFC连接器端子,其一端与PCB焊接,另一端与FPC对插。




13、卡锁

卡锁零件与塑胶体相配合,当FPC/FFC插入后,利用卡锁零件来锁紧FPC/FFC,使之保持一定的接触力。故要求零件有足够好?#27597;?#24615;,通常采用PPS原料生产。

   如下图所示,是FPC连接器与FPC相配合对插的示意图:




 14、焊接片

焊接片用来加强连接器与PCB之间的连接牢固性,而且可以避免因端子上承受的应力过大而损坏端子与PCB的焊接。装配后焊接片要求与所有端子的共面度保持一致。

Pin数较少的FPC连接器中,焊接片并非必选的零件。


二、塑胶体结构及原料

FPC/FFC连接器的设计过程中,塑胶体零件的结构和原料选用直接影响到SMT制程中的功能和应用。对于塑胶体来说,不仅是要关注其在红外线回流焊的过程中耐高温的能力,还需要考量其耐冲击的能力。

如果选用太软的塑胶,可能会导致成型后的尺寸精度不高,以及容易变形等不良。若选用太硬的塑胶,又会有因受冲击而使塑胶开裂的不良。因此好的塑胶原料不但要求耐高温和?#31995;?#30340;热膨胀系数,而且要求适宜于射出小间距薄壁型结果,并保持有一定的强度和韧性。如下图所示,为小间距,薄壁型结构的0.5mm




由上表可以看出,在塑胶零件要求的耐热性、尺寸安定性、成型性和强度等几个方面,各种原料都有其自身的缺陷。

但通过合理地设计塑胶结构和模具结构,并采?#20204;?#24403;的成型射出工艺,可以弥补塑胶原料本身的不足,从而达到产品的要求。?#22771;埃?#36890;常选用的是原料是 LCP(液态结晶聚合物),合理的零件结构和模具设计补偿其在融合强度上的缺陷后,LCP在其他方面优良的特性可以为BTB连接器提供良好的性能和稳定的品?#30465;?span>


三.FPC/FFC连接器相关规格

依据美国军标MIL-STD-202F

的要求,通常FPC连接器需要考量下?#34892;?#33021;指标:

电气性能 :接触电阻、额定电流、额定电压、耐电压等。

 机械性能 :机械振动、冲击、寿命测试、端子保持力、公母互配插入力及拔出力等。

环境测试 :热冲击测试、稳态湿热、盐雾实验、蒸汽老化等

其他测试 :可焊性

 ?#27169;?span>FPC连接器包装

对于小间距的FPC/FFC连接器,要求包装能很好的保护端子的共面度和端子排列的正位度,通常有两种包装方式,一种是PVC 管(Tube)包装, 另一种是载带(Carrier-tape)包装。




其中,PVC管包装对小间距FPC/FFC连接器的保护性能不好,且在SMT过程需要人工将产品放置于PCB上,增加了客户装配中的线外制程,?#29616;?#24433;响生产效?#30465;?#32780;载带包装是沿用IC等表面贴装电子元件的包装方式,根据产品的形状设计的包装载带可以很好的保护产品不受损伤,而且在SMT制程中可以?#25512;?#20182;电子元器件一样进行自动贴片焊接制程,而无须多余的工序和设备,提高了PCB组装的生产效?#30465;?span>




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