連接器變形的中心議題：

• 連接器塑料組件平整性的翹曲變形研究

連接器變形的解決方案：

• 模流分析提供一個有效的評估標準

摘要：精密電子連接器在電子產業進入輕薄短小的需求下
，以從早期穿孔式(DIP)焊接於印刷電路板上演變成表麵粘著技術(SMT)。在(zai)此(ci)技(ji)術(shu)下(xia)
，精(jing)密(mi)電(dian)子(zi)連(lian)接(jie)器(qi)焊(han)腳(jiao)的(de)平(ping)整(zheng)度(du)成(cheng)為(wei)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)產(chan)品(pin)規(gui)格(ge)。在(zai)影(ying)響(xiang)連(lian)接(jie)器(qi)塑(su)料(liao)組(zu)件(jian)平(ping)整(zheng)性(xing)的(de)眾(zhong)多(duo)參(can)數(shu)中(zhong)，以(yi)翹(qiao)曲(qu)變(bian)形(xing)最(zui)為(wei)關(guan)鍵(jian)。本(ben)研(yan)究(jiu)針(zhen)對(dui)此(ci)問(wen)題(ti)，以(yi)目(mu)前(qian)產(chan)業(ye)實(shi)際(ji)使(shi)用(yong)的(de)電(dian)子(zi)連(lian)接(jie)器(qi)為(wei)例(li)，利(li)用(yong)田(tian)口(kou)實(shi)驗(yan)規(gui)劃(hua)，探(tan)討(tao)在(zai)兩(liang)種(zhong)不(bu)同(tong)材(cai)料(liao)(PA6T, LCP)，三種射出條件(射出溫度、射出壓力、充填時間)，對於連接器平坦度的影響。結果發現，就PA6T材料而言，模流分析所預測的較佳成型條件與實際射出成品相符
，然而LCP材料

，模流分析所預測的最佳成型條件與實際成品有些許誤差。就射出成型條件而言，兩種材料的射出溫度均在315度可達到最佳平坦度
，而射出壓力則分別為130 MPa (PA6T)及140 MPa (LCP)

，差距並不大。而由於LCP的流動性較PA6T好，因此充填時間LCP隻需0.9秒
，而PA6T則需1.5秒。此外，以玻璃纖維含量針對LCP 材cai料liao做zuo平ping坦tan性xing分fen析xi，發fa現xian玻bo璃li纖xian維wei含han量liang越yue多duo時shi
，其qi平ping坦tan度du越yue好hao。因yin此ci，玻bo璃li纖xian維wei含han量liang似si乎hu可ke補bu償chang因yin流liu動dong性xing佳jia所suo造zao成cheng的de翹qiao曲qu變bian形xing。然ran而er在zai實shi際ji應ying用yong上shang玻bo璃li纖xian維wei含han量liang過guo多duo將jiang造zao成cheng實shi際ji成cheng型xing不bu易yi。因yin此ci不bu同tong射she出chu料liao的de物wu性xing
，需xu搭da配pei不bu同tong的de射she出chu條tiao件jian
，而er模mo流liu分fen析xi提ti供gong一yi個ge有you效xiao的de評ping估gu標biao準zhun。

一、 前言

近年來電子產業的趨勢朝向高密度及薄型化
，伴隨著相關芯片零組件的薄型化，基板接續用連接器也被要求低背化

、細腳距化與省空間化[1-3]。對於表麵粘著技術的連接器(SMT connector)而言
，由於連結器的焊接溫度介於240-260℃，因此在材料選用上，必須考慮成型性及耐熱性。一般基於成本考量，常用的材料有 PA6T及LCP。由於這些材料在射出成型過程中，樹脂(resin)huiyinweizaigegefangxiangdebutongdeshousuolverchanshengqiaoqubianxing

，cibianxingduiyuzuzhuanghouzhichengpinpingzhengduyingxiangshenju，yincibenwenzhenduiciyizhuyaochanpintezheng，tantaoshechuwendu、射出壓力、充填時間三種製程參數，及添加纖維的量對於所射出的連結器其翹曲度的影響，進而提供業界在設計與製造連結器的重要參考數據。

二、實驗規劃

jingmidianzilianjieqishechuchengxingchanpin，yinqichicunxiaojihoudubo，guzaicailiaoxuanzeshanghuoshizhichengcanshuguihuashangyingyousuochayi，gutouguomojuzhizuoyuchanpinshijishechuchengxingyibianxiuzhengjiheduishiwuzhizhengquexing。zaicailiaoxuanzeshang，butongcailiaoruPA 6T、LCP，其流動性有不同，選擇適合材料至為重要，而不同產品因造型各異，是否材料各異，也為重要探討範圍。在製程參數上選擇、射出溫度、射出壓力、充填時間等作為控製參數，從文獻中得知射出溫度為製程中最重要參數[4-7]，然而對於業界量產考量
，射出壓力及充填時間之調整
，可使成型時間變短，進而增加產量
，然而射出壓力太大將導致成品收縮、變形
，因此這些變量彼此相互影響

，關聯性非常複雜，因此必須利用田口法[8-9]
，以最少仿真次數，得出不同材料的最佳化射出製程參數。而判別的主要參數為連結器的翹曲度。

透過本研究實驗所規劃之流程(圖1)，搭da配pei田tian口kou實shi驗yan規gui劃hua法fa，加jia以yi探tan討tao模mo流liu分fen析xi與yu實shi際ji射she出chu成cheng形xing所suo得de之zhi結jie果guo，是shi否fou可ke有you效xiao改gai善shan塑su料liao平ping坦tan度du
，進jin而er獲huo得de最zui佳jia化hua之zhi射she出chu成cheng形xing參can數shu。 塑料射料PA 6T在設定射出溫度、射出壓力、充填時間之條件參數後，這些參數將作為仿真之參數


，如表1所示。透過田口方法實驗規劃，可得L9直交表，如表2所示。依據 L9直交表，可清楚得知有9組田口規劃之實驗參數
，再分別針對這9組參數，實際作射出成形，並量測實際其塑料翹曲度，量測之結果，大部份數據皆不符合塑料翹曲度(Flatness) 0.05mm規格內
，如表3所示。仿真實驗數據為第2組，其參數為射出溫度315℃
、射出壓力 130 MPa、充填時間1.5 s，如表4所示。

塑料射料LCP在已設定射出溫度、射出壓力、充填時間之條件參數後
，再設定仿真之各參數，如表5所示。透過田口方法實驗規劃，可得L9直交表，如表6所 示。依據L9直交表，可清楚得知有9組田口規劃之實驗參數
，再分別針對這9組參數，實際作射出成形，並量測實際翹曲度
，量測之結果，大部份數據皆不符合塑 料翹曲度(Flatness) 0.05mm規格內，如表7所示。仿真之最佳化參數為第三組，其參數為射出溫度315℃
、射出壓力 140 MPa 、充填時間0.9 s
，如圖3所示。 由實驗數據輸入田口法計算機程序後，經因子變動計算，可得S/N(訊號/噪聲比)

，如圖3所示。所得到最佳化成形參數為射出溫度315 ℃
、射出壓力130 MPa 、充填時間0.8 s。此最佳化參數出現於田口規劃法L9zhijiaobiaoneizhidierzushijishuju，danyushijishechujifangzhenshechuzhizuijiazhishibuxiangfude，fangzhenshechuweidisanzuzuijia，ranshijishechushujuweidisanzuzuijia
，suirantiankouzuijiahuazuheyushijihefangzhenbingbuxiangfu，buguojulizuijiashijishechushujujincha0.001mm，已相當接近；最佳化成形之塑料其平坦度為 0.05mm
，符合平坦度不超過0.05mm之目標值。

三
、結果與討論

從PA 6T 之S/N (訊號/噪聲比)，可觀察出，不論是射出溫度

、射出壓力、充填時間
，均有相當明顯之趨勢，S/N(訊號/噪聲比)亦是取最大值
，故所呈現之最佳成形參數為射出溫度315 ℃

、射出壓力130 MPa
、充填時間1.5 s

，這組最佳化成形參數，出現於田口規劃法L9直交表內之第2組實驗數據，然而實際射出之塑料平坦度數據為0.04 mm
，此量化數據符合平坦度不超過0.05 mm之目標值

，其餘仿真之8組
，均未能符合小於0.05 mm規格內。塑料PA 6T經田口法所規劃出L9直交表後
，分別作9組實際射出與仿真射出
，從實際射出可得知第2組為最佳，其數據呈現之分布，最大數值為0.097 mm，最小數值為0.040 mm
，兩者相差值為0.057 mm，然仿真射出也是為第2組最佳
，其最大數值為0.1151mm，最小數值為0.0452 mm，兩者相差值為0.06911 mm；然實際射出與仿真射出之總相差值為0.0294 mm；兩(liang)者(zhe)相(xiang)較(jiao)之(zhi)下(xia)，可(ke)看(kan)得(de)仿(fang)真(zhen)射(she)出(chu)的(de)差(cha)異(yi)性(xing)較(jiao)高(gao)。數(shu)據(ju)波(bo)動(dong)也(ye)比(bi)較(jiao)實(shi)際(ji)射(she)出(chu)之(zhi)數(shu)據(ju)波(bo)動(dong)來(lai)得(de)大(da)。實(shi)際(ji)射(she)出(chu)與(yu)仿(fang)真(zhen)射(she)出(chu)之(zhi)翹(qiao)曲(qu)度(du)
，有(you)相(xiang)同(tong)之(zhi)趨(qu)勢(shi)，如(ru)圖(tu)4所示。故從仿真中
，就可以先觀察其最佳值為何
，如圖5-圖7所示
，若異常之處，可隨時作調整。在PA 6T實際射出與仿真射出中，知射出溫度最為重要
，再者為射出壓力
，最後為射出時間。


從LCP之S/N(訊號/噪聲比)，可觀察出，除 了射出溫度外
，射出壓力與充填時間，均未有相當明顯的趨勢，S/N(訊號/噪聲比)亦是取最大值
，故所呈現之最佳參數為射出溫度315℃、射出壓力130 Mpa
、充填時間0.8 s
，這組最佳化成形參數

，正好出現於田口規劃法L9直交表內之第2組實驗數據，然而實際射出成形第二組之塑料平坦度數據為0.051mm，此量化數據未符合於0.050mm目標值內,實際射出最佳值是第3組，其平坦度數據為0.050mm符合目標值之內，與田口法之最佳化組合相比

，兩者不相符

；其餘8組均未符合不超過平坦度0.050mm目標值內。實際射出之數據中
，第三組實驗數據是0.050mm最佳的
，次者為第二、四組
，兩組實際射出之塑料平坦度為 0.051mm
；在此說明為何田口規劃之第二組最佳化成形
，於實際射出中，並不是最好的
，因為從S/N(訊號/噪聲比) ，可觀察出，射出溫度的斜率趨勢是相當清楚的
，但射出壓力所呈現之斜率趨勢卻是相當不明顯的

，並且其值已相當接近S/N標準值(紅色虛線)，這顯示在此射料LCP中，射出壓力所扮演的參數，並不屬於關鍵參數，但反之也可以說，因設定之射出壓力太高，導致斜率趨勢不明顯，然就充填時間0.8s、0.9s而言，其呈現兩者相互接近之狀況，與0.7s區隔相當明顯，這顯示出時間以0.8s
、0.9s
，均為佳
，0.7sshibukexingzhicanshu。zongheshangshuzhiyinsu
，kenengyinweishedingshechuyaliguoda

，daozhishechuchengxingzhishiyanzhi，wufahenmingquebeiqufen
，duicijianganpaishiyan
，yiliqingshechuyaliyingxiangchengduweihe，gutiankouguihuafaL9直交表內之第二組實驗數據最佳化成形之組合
，雖然未符合不超過0.050mm目標值內、但與三
、四組均相當接近，僅差0.001mm
，如圖8所示，此實驗仍具有參考性，從仿真射出中可得到LCP所須之壓力較小，如圖9-圖11所示，在此可得知
，射出溫度為最重要，次之為射出時間，再者為射出壓力。 因射出壓力所呈現之斜率趨勢卻是相當不明顯的，並且其值已相當接近S/N標準值(紅色虛線)，這顯示在此射料LCP中zhong，射she出chu壓ya力li所suo扮ban演yan的de參can數shu，並bing不bu屬shu於yu關guan鍵jian參can數shu，但dan反fan之zhi也ye可ke以yi說shuo
，因yin設she定ding之zhi射she出chu壓ya力li太tai高gao，導dao致zhi斜xie率lv趨qu勢shi不bu明ming顯xian，如ru果guo調tiao降jiang射she出chu壓ya力li的de話hua，或huo許xu可ke以yi找zhao出chu更geng有you利li找zhao出chu射she出chu壓ya力li之zhi最zui佳jia參can數shu，為wei此ci，再zai次ci以yi仿fang真zhen方fang式shi，將jiang9組壓力參數全部調降70 MPa，然射出溫度與時間均維持不變，來反推壓力是否有影向到塑料平坦度品質，仿真結果發現，壓力經全部調降60 MPa後，再次仿真，所得之塑料平坦度數據，均與未降調射出壓力之時，所得之塑料平坦度數據是相同的，這顯示壓力在LCP塑料而言

，不是重要的因子，這也映證即有之基礎理論，因為LCP塑料其流動性高
，故其所使用之射出壓力，遠比PA 6T塑料，來得低許多。此時麵臨到，成形參數已無法再作調整時
，又為了找出如何優化LCP所射出之塑料平坦度時，特別安排一仿真實驗，於LCP塑(su)料(liao)中(zhong)，增(zeng)加(jia)其(qi)玻(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)含(han)量(liang)，藉(ji)由(you)不(bu)同(tong)比(bi)例(li)之(zhi)玻(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)含(han)量(liang)，來(lai)優(you)化(hua)塑(su)料(liao)平(ping)坦(tan)度(du)，實(shi)驗(yan)方(fang)式(shi)，安(an)排(pai)四(si)組(zu)不(bu)同(tong)比(bi)例(li)玻(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)成(cheng)量(liang)，含(han)原(yuan)先(xian)30%之玻璃纖維含量，增加為 40%

、50%與60%，實驗結果發現，LCP塑料

，隨著增加玻璃纖維至40%、50%及60%之後，其塑料平坦度愈來愈更好了，這是因為玻璃纖維有助於加強塑料的強度
，可有效改善了塑料平坦度，60%玻璃纖維含量
，最大可改善0.00723mm，如表9、圖12所示。

在zai隨sui著zhe玻bo璃li纖xian維wei含han量liang增zeng多duo的de同tong時shi
，也ye要yao注zhu意yi到dao，玻bo璃li纖xian維wei含han量liang增zeng多duo，相xiang對dui的de實shi際ji射she出chu成cheng形xing也ye會hui變bian得de較jiao不bu易yi，係xi因yin玻bo璃li纖xian維wei本ben身shen具ju有you韌ren性xing，會hui影ying響xiang熔rong料liao流liu動dong的de順shun暢chang性xing
，進jin而er造zao成cheng實shi際ji射she出chu成cheng形xing不bu易yi。在zai此ci仿fang真zhen射she出chu成cheng形xing中zhong，射she出chu溫wen度du其qi斜xie率lv相xiang當dang明ming顯xian，次ci者zhe為wei射she出chu時shi間jian
，射she出chu壓ya力li在zaiLCP料中
，並不是關鍵參數之一，故可得知在此LCP仿真射出中，射出溫度最為重要
，再者為射出時間及射出壓力。 綜合上述之結果討論，PA 6T與LCP經過仿真分析與射出實驗，實際射出之連結器可改善至0.05mm以(yi)下(xia)
，這(zhe)是(shi)藉(ji)由(you)田(tian)口(kou)法(fa)與(yu)仿(fang)真(zhen)所(suo)得(de)之(zhi)結(jie)果(guo)。在(zai)本(ben)研(yan)究(jiu)中(zhong)，為(wei)了(le)追(zhui)求(qiu)更(geng)好(hao)之(zhi)平(ping)整(zheng)度(du)效(xiao)果(guo)，特(te)此(ci)增(zeng)加(jia)一(yi)仿(fang)真(zhen)試(shi)驗(yan)，以(yi)增(zeng)加(jia)塑(su)料(liao)本(ben)身(shen)之(zhi)玻(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)含(han)量(liang)，可(ke)使(shi)平(ping)整(zheng)度(du)更(geng)佳(jia)。這(zhe)可(ke)帶(dai)給(gei)設(she)計(ji)工(gong)程(cheng)師(shi)另(ling)一(yi)觀(guan)念(nian)
，在(zai)選(xuan)用(yong)適(shi)當(dang)的(de)塑(su)料(liao)
，及(ji)其(qi)配(pei)合(he)之(zhi)玻(bo)璃(li)纖(xian)維(wei)含(han)量(liang)的(de)多(duo)寡(gua)
，都(dou)是(shi)相(xiang)當(dang)重(zhong)要(yao)的(de)
，這(zhe)也(ye)是(shi)一(yi)門(men)學(xue)問(wen)。從(cong)這(zhe)個(ge)研(yan)究(jiu)當(dang)中(zhong)，可(ke)得(de)知(zhi)在(zai)射(she)出(chu)製(zhi)程(cheng)參(can)數(shu)上(shang)，無(wu)論(lun)是(shi)實(shi)際(ji)射(she)出(chu)或(huo)仿(fang)真(zhen)射(she)出(chu)
，均(jun)顯(xian)示(shi)射(she)出(chu)溫(wen)度(du)是(shi)最(zui)重(zhong)要(yao)的(de)因(yin)子(zi)；然在射出壓力中
，PA 6T所須之射出壓力相較於LCP所須之射出壓力來得大，因為LCP流動性較佳；在此研究中可得知，最適合的材料為PA 6T，因其射出成形所得之塑料平整度為最佳。PA 6T從S/N(訊號/噪聲比)，可觀察出，不論是射出溫度、射出壓力
、充填時間，均有相當明顯的趨勢，且實際所射出之數據，差異性明顯，故PA 6T適合高精度之產品

；LCP從S/N(訊號/噪聲比)
，可觀察出
，除了射出溫度

、充填時間外，射出壓力並未有明顯的趨勢，且實際所射出之數據，差異性不甚明顯，故LCP適合高穩定性之產品製作。