产品设计体现时代的经济,技术和文化。但社会的状况(如经济水平,市场状况,技术水平,竞争状况…)及公司的方方面面(如人力,物力,财力)也影响甚至决定产品如何设计,产品设计无疑对公司产生深远的影响,故许多发达国家的公司都把产品设计看成关键的战略工具。产品设计具有“牵一发而动全局”的重要意义,适合由专业的,职能完善的团队来完成,需运作于功能强大,严谨的系统之上。连接器是一种工业产品,连接器设计有工业产品设计的共性。连接器设计要完成创效益,出特色,树品牌的使命,需做到了解连接器市场,精准定义客户需求,所设计的连接器性能优越,外形美观,产品工艺性好,供应资源友好,争取专利,避免知识产权纠纷…,故连接器设计不可避免地涉及,形成一个庞大复杂的系统,由于篇幅的限制在这里主要阐述连接器设计如何做到性能优越,工艺性好。产品设计一个突出的特点是,受诸多因素牵制需平衡众多参数。连接器设计也不列外。性能和价格就是我们常见的连接器设计的矛盾体,但是我们在连接器设计过程中碰到的往往不是仅仅两个因素需要平衡的问题,是几个,几十个,甚至更多参数的矛盾体,在电子产品日益小型化,微型化,产品功能多元化,传输性能高速化,开发周期精简化的今天,问题更严峻,连接器设计的出路恐怕只有精准化,就是精准计算或实验出在诸多受牵制因素,参数中它们是如何相互影响从而优化出所需的设计方案。其实连接器产业的先行者早已朝这个出路迈进,但这需要深厚的连接器设计理论,丰富的设计数据和先进的设计工具和手段,有限元分析在连接器设计领域风行就是一个佐证。但即使这样,有时也无法达到客户要求或期望,当年Intel推出 586 CPU时让Tyco,Molex和Foxconn去设计开发相应的 IC Socket 连接器,结果没有一家连接器的EMC达到要求而不得不让步接收。下面举个列子说明如何正确设计连接器,假如你面临设计多路高频较大功率的连接器的任务,在设计连接器弹片(端子),你需要平衡的因素(参数)包括但不局限于:1,弹片的工艺性(如R/T比,落料宽度与材料厚度比,冲模精度);2,电镀的工艺性(如料带,电镀区域);3,包装的工艺性(如产品的方向性),4注塑的工艺性(如脱模结构,塑料零件的最小壁厚)5,组装的工艺性(如组装定位)6,影响电性能的因素(参数):A,影响传输性能/特征阻抗(电磁场分布):端子的外形(即端子的每个尺寸);端子间的间距;端子间的相对位置;端子的材质(主要是导电率);端子的镀层(是否含有磁性物质如铁,钴,镍);端子间的绝缘介质(如空气,塑料)的介电常数;绝缘介质的形状和相对位置…—SI的问题;还有连接器的周围环境(电磁场)对连接器的影响及连接器对周围环境的影响—EMI/EMC的问题。 解决传输性能问题往往要用先进的分析工具(传统的计算方式一般只能解决极其简单的结构,而用实验法摸索,改进需大量的时间和资源),如Ansoft HFSS,计算出这些参数是如何影响电磁场分布,优化出所需的端子方案,;B,影响载流能力(电流大小):正向力;电镀的规格;端子的材质;接触电阻;体电阻;端子的截面大小…要解决好载流能力的问题,需具备触点物理学,连接器电镀设计的知识,如对每种电镀规格来说,正向力与接触电阻有一定量化关系,载流能力与接触电阻也有一定量化关系;7,影响机械性能(插拔寿命,插拔力):端子的形状(即端子的每个尺寸);端子的材质;连接器对配后端子的干涉量(受固定端子的塑胶的孔位影响);工作环境的温度…要想在设计阶段了解连接器端子的插拔寿命和插拔力,就一定要分析出整个端子的应力应变状态,这也是非常复杂的工程技术问题,往往也要做有限元分析(FEA),常见的软件有Abaqus,Ansys等。根据分析出来的应力应变状态判断是否会发生材料屈服(降服),屈服量会有多大比例,还要考虑工作温度是否会使端子发生较明显的应力释放(温度与每种铜合金的应力释放比例存在一定的量化关系),再看看正向力对镀层的磨损有什么样的影响(正向力的大小,镀层规格,工作环境和磨损机制存在一定的关系—详见触点物理学)… 在完成电性能,机械性能其他性能的优化后还要将这些性能综合一起和成本,工艺等因素再评估, 因为有的因素(参数)不仅影响电性能也影响机械性能,工艺性,成本等。有时在太多的牵制条件下根本就无法拿出可行的方案,你不得不改变原来的方案,甚至放弃整个产品开发。这就反映出产品设计(连接器设计也不列外)的另一个突出的特点,反复!连接器设计无法避免反复,即使是简单的连接器设计。我们在连接器设计开发管理中一定要重视设计中反复的特点,否则就无法建立有效,效率高的连接器设计开发管理体系:连接器设计过程中往往设置管控点而分成几个阶段,如立项,概念设计,开发设计,量产导入阶段。设置管控点有利于加强连接器设计管理,方便产品设计评估,产品设计验证,产品设计确认。设置管控点是有学问的,管控点往往在技术密度大的阶段之间,在重大决定之前,否则影响连接器设计开发效率和质量以及资源的有效利用。为了提高连接器设计评估的质量和效率,好的连接器设计开发系统往往建立连接器设计事项点检(checklist)表, 如,是否立项,是否签订保密协议,是否拟制专利申请,是否需采用现有的专利技术,是否建立设计目标…好的连接器设计开发系统也往往建立具体设计方案点检表, 如表贴设计点检表,线缆crimp连接点检表,冲模设计点检表,塑模设计点检表,产品延伸设计点检表,环保设计(DFE)点检表…