直立式Micro-USB連接器總是發生引腳短路與空焊雙重問題

當初在新產品開發時,因為市面上找不到這種垂直立式的micro-USB連接器,所以我們家的機構研發工程師就直接找了連接器廠商共同開發設計了一款新的micro-USB連接器,而這也是製程上惡夢的開始。

工作熊的印象中只要是我們自己找供應商配合我們的產品自行開發的連接器,最後都會出問題,之前的10P8C短路問題就是個慘痛的例子,而這款micro-USB連接器則是出現了引腳短路及空焊雙重問題。

工作熊認為沒有經過市場的大量驗證過的零件,尤其是連接器都很容易出問題,因為會做系統的研發不一定懂得零件製造及生產上的一些小細節,他們通常只重視系統功能,而忽略零件設計上的一些小細節,而小細節上的瑕疵最終可能會演變成大問題。

當初我們家研發在開發款連接器時引腳的部分採用了排針端子(terminal)結構,因為這類排針端子都是排針狀的銅製品,好彎折易成型,可以依照需求將其彎折成各種需要的形狀,而且還可以做成L型的鷗翼引腳,方便SMT貼片吃錫。

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但也因為排針端子容易彎折的特性,反而容易造成引腳變形、共平面(coplanarity)不佳等問題,最終發生焊接引腳不易平貼於電路板,以致產生空假焊,或於運送過程中碰歪而造成焊錫短路等問題。

為了解決這個問題,我們其實做過了很多的努力,比如說局部增加引腳位置的焊錫量期望降低假焊空焊的比率、加點紅膠並增加定位柱希望降低引腳偏移短路的比率,不過效果都不彰,因為源頭(連接器出廠)品質不佳,後續再如何努力,效果都只能事倍功半。

因為代工廠一再反饋這顆連接器的品質問題,而且還有代工廠直接對連接器廠商提出了損失求償的要求,所以最終連接器廠商提出一個頗具建設性的改善方案。有壓力才有進步啊~

將端子由「排針」變更為「板金沖壓件」,

方法其實也很間單,就是將端子透過板金沖壓(stamping)製程一次直接成型連接器引腳的形狀,這麼一來就不需要再透過多道的彎折程序來將排針成型為端子與引腳,不僅降低了多道彎折製程間尺寸不易控管的風險,也大大的降低了端子成型後因為彎曲應力再變形的風險,而且一體成形的板金結構也比經過多次彎折的排針結構來得強壯很多,其實這種沖壓端子設計也經常出現在高密度的軟排線連接器中,應用上也已經相當成熟,只是製造成本比較貴,需要全新的板金模具。

下面就是改善前後的結構圖。


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