C02 電子連接器翹曲最佳化應用案例

一、前言

随着产品开发周期的日渐趋快，模具的开发流程时间也逐渐缩短，因此如何快速的找到好的产品与模具设计成为一项重点工作。透过CAE的辅助，可在计算机上快速的得到分析结果并用于设计可行性的确认，进而缩短开发时间、降低试模成本的浪费并且提升产品质量。

电子连接器产品因产品微小化以及需要高精度的要求，而电子连接器翘曲变形的问题往往比起其他类型产品，更容易受到肉厚设计、流动平衡、纤维配向等等问题影响，而传统开发流程往往需要花费非常多的时间来找出产品潜在性问题所在，透过CAE技术辅助电子连接器产品开发变显得格外重要。

二、案例简介

此案例为一DDR 2的电子连接器，如图一所示，产品尺寸长约70 mm、宽约4.7mm、高约15mm，Frame厚度约0.35。原始流道设计如图二所示，采用潜伏式进浇，浇口约0.8 mm，所使用的材料为LCP Vectra E130i ，图三为原始设计的制程条件，其中充填时间约0.04秒，熔胶温度约350度，模具温度100度，保压时间0.15秒，保压压力60MPa。

三、原始设计分析结果

图四~图七为原始设计流动波前图(50~95%)，由图可以发现原始设计中有明显流动不行衡的问题，上侧塑料明显比下侧塑料流动较快，当上侧塑料先充填完成后再回包下侧塑料，因而，因此容易会有过度充填、压力分布不平均以及结合线的问题发生。而从流动波前也可以发现到因为产品厚度设计上有明显差异，如图八所示，上侧流动区域厚度设计明显比下侧区域厚，因而出现流动不平衡的状况，在充填至95%时在产品中心处可能会有明显的结合线强度上的问题。

图九为原始设计中保压结束瞬间时产品内部温度分布图，由图中可以得知在保压结束时，产品内部仍处高温区域，而不均匀的产品温度分不容易产生不均匀的体积收缩状况，因而发生产品变形问题。

图十为原始设计Y轴向变形图，变形量分布约为0.09~-0.08mm，图十一为Z轴方向变形图，变形量分布约为0.12~-0.06mm，图十二为原始设计平面度变形图，其平面度变形量约0.13~-0.13。

四、设计变更分析结果

设计变更内容主要在于掏除产品厚度，而欲掏除区域上选择在侧壁高厚度区域向内掏除肉厚，图十三为更改产品厚度设计示意图，由图九可以发现到原始设计中，保压结束时在厚度较厚的区域会有高温环产生，因而有高体积收缩的现象，可能因产品两侧体积收缩不均而导致产品变形。因此利用掏除产品局部厚度的方式，藉以降低高体积收缩率的问题，进而达到解决流动平衡与体积收缩不均的问题。，图十四~十五设计变更流动波前图，由图可以发现此组设计比原始设计流动波前较为平稳，最后包风位置已在靠近末端处。

图十六为设计变更Y轴向变形图，变形量分布约为0.06~-0.09，图十七为设计变更Z轴向变形图，变形量分布约为0.06~-0.11mm，图十八为设计变更平面度变形图，其平面度变形量约0.03~-0.06。

五、结论

透过Moldex3D的辅助，可有效缩短模具开发周期，并且可对于设计变更的可行性做确认，避免成本上的浪费。

六、参考文献

1. 科盛科技股份有限公司，”CAE模流分析入门与应用”，全华图书出版，2002

2. 许嘉翔、林秀春、张荣语，”CAE模流分析实作解析”，科盛科技股份有限公司暨国立清华大学化工系CAE研究室