コネクタ接点端子の変形不良

質問

現状、次の問題がおきていて、またメーカー回等も不明確で困っております。

<対象部品：コネクタ>
・SMT実装用コネクタ。
ハウジング(樹脂)に端子を後挿入して
加工された電子部品(pin数:60)
(ハウジング材質6Tナイロン GF40%)
・端子形状断面。(材料：リン青銅)
(接点部)
┌─┴─ (↑↓稼動)
└───(固定)┐
..............└─(はんだ付け端子部)....
(端子は、ハウジング組込まれ状態では、
接点部を押さえられている。)

<不具合内容>
・リフロー(260度10秒)後に変形し、
製品的には接点圧が低くなり接触不良となる
(接点をハウジングから外すと 接点部(稼動部)
の初期高さが0.2mm程度低くなっている。)
・同様にハウジングの変形もある(当然ですが)

<質問内容>
・負荷がかかっている状態で熱がかかると、
リン青銅のバネ特性変化するか？
変形するか？
・部品メーカは対策のため材料変更
リン青銅→EFTEC97S(なに？)
耐力、応力緩和率がいい材料への変更らしい
のですが、効果があるか？
・また、どの点をポイントに原因調査、対策と
すべきか？

情報が少なく、わかりにくいかもしれませんが
わかる範囲のことを教えてください。

回答No.4

noname#230359

りん青銅の端子の場合、負荷が加わっている状態で加熱すると変形する可能性があります。
例えば、りん青銅のピンとソケットをかん合した状態で加熱するとソケットが開く場合があります。

りん青銅に比べて、ベリリウム銅に時効硬化処理（熱処理）したもの方が加熱による変形は発生しにくいです。

お礼

ありがとうございます。

コネクタの接点端子のバネ材は、一般的にリン青銅を使用するものだという認識がありましたが、構造によってはトラブルの発生する危険がはらんでると考えて注意したほうがよさそうですね。

回答No.3

noname#230359

一般論ですが金属の持つ特性としてばね性が低下することは有ると思います。
しかし、前にも書いたようにそれがどの程度出るか判りません。
もう一つ判らないのは１０秒とかなり短い時間の加熱でばね性が低下するとのことですが、薄い板厚の材料を使用しているのではないかと想像します。
加熱前のばね性は十分に保有しているのでしょうか？
また、リフロー前後でハウジングの端子保持力のばらつきの等の問題は無いのでしょうか？

お礼

度重なる回答、ありがとうございます。
概略は理解できました。

ただ国内の有名メーカーのSMT実装汎用コネクタで、このような問題が起きているのが不可思議です。

明日対策報告にくるので、基本的なばらつきに問題がないかを確認しようと思います。

回答No.2

noname#230359

質問の意味を取り違ってしまい申し訳ありません。
改めて考えてみましたが、圧接側の端子がリフロー時に変形して端子間隔が広がって接触不良になるということでしょうか？
金属の特性としてプレス加工時に発生する加工残留応力で加熱すると変形するわけですが、材料特有の加熱に対する変形量に関しては断面形状や加工内容により異なるので難しいですね。
提案ですが、過熱後の変形量が一定しているのであれば、予めその変形量分だけ寸法をマイナスしてプレス加工することはできないでしょうか？

お礼

ありがとうございます。
説明下手で、申しえ分けありませんが、また少しニュアンスがちがうので再度記載します。

SMTのコネクタ(メス側)で、ハウジング樹脂にバネ性を持った金属端子が挿入されて出来た部品です。

その端子の接点部側が応力を持たせた位置でハウジングに固定されています。
リフローで端子がなじんでしまい、接点圧が低くなるようです。→端子をハウジングから外した状態でみると、リフロー前後での初期高さが低くなる(そのため応力も低くなっている。
という不具合です。

回答いただいた中で、「金属の特性としてプレス加工時に発生する加工残留応力で加熱すると変形」とありますが、リン青銅バネ材は、リフロー加熱で寸法や、材料特性変化というのはあるのでしょうか？

回答No.1

noname#230359

お尋ねの問題は、SMT端子がリフロー工程で基盤から離れてしまい半田付け不良を起こしてしまう。ということでしょうか？
説明の内容が少々漠然としています。
1.リフロー前後の部品寸法は測定されていますか？
　＊単体（基盤、コネクタだけ）の加熱による変形歪
　　量の測定比較
2.端子の熱変形を主に注目されていますが端子の形状　寸法がわからないと具体的なアドバイスは難しいで　す。
3.リフロー後の端子の浮きはどんな状況ですか？
　＊浮き個所がある程度限定できる、その都度発生場　　所は異なる、と言うような観察結果はどうですか
　　また、浮き寸法はどのくらいになりますか？

上記３点の項目が明確になればある程度もんだいの原因が推定ができると思いますが。

お礼

早速の回等ありがとうございます。

意味が違ってしまったので、再度補足します。

・リフロー後に変形する端子は、はんだ付け側
ではなく、稼動部側の端子です。

<個別の内容>
1.端子をハウジングから取外し、リフロー実装前後の寸法比較をしたところ、固定部-稼動接点部のフリー時の高さが、0.2mm小さくなるという変化がありました。

2.に関しては、リン青銅自体がリフロー炉で、焼入れされ特性変化(特にバネ性)があるかどうかを伺いたいです。

3.はんだ付け側の端子は問題ありません。
変形(接点圧小)の発生頻度は、10％程度です。