为DDR4内存模块连接器选择合适的材料

长度。流动性水平越高，填充模腔越容易，并且可以在注塑期间使用更多的模腔。红线表示用于PTH外壳的8模腔设计的最低流动性水平，以及用于ULP或SMT外壳的4模腔设计的最低流动性水平。蓝线以下的材料具有极小的余量，无法实现高模腔模具设计，或者在批量生产期间带来重大的处理问题。从流动性的角度来看，LCP显示了最佳的性能，其次是PA46、PA66和PA4T。

　　虽然LCP具有出色的流动性，并且能够达到DDR3及前代产品可接受的要求，但从DDR4开始，所有的LCP材料都受到翘曲问题困扰，原因是DDR4连接器具有显着提高的设计复杂性、更薄的壳壁、更小的宽度和高度，以及更多的针脚数目。

　　图4显示DDR4连接器在装配前后的翘曲，上面的是LCP材料；而下面的是PA4T和PA46材料。在注塑时，两种材料所生产的翘曲都差不多。然而，在组装到PCB上后，LCP外壳表现出了明显的翘曲，在翘曲方向上有变化，使设计中的任何预测和翘曲校正几乎不可能实现。为了响应这个问题，LCP材料供应商现在提供了较新的LCP/PPS混合材料，其中PPS的更高硬度可改善某些弯曲，并已用于DDR3，但仍不能满足DDR4所要求的共面性等级。

　　图4：焊接到PCB上的DDR连接器的翘曲影响

　　图4下面的部分是采用PA4T或PA46材料的DDR4外壳，装配后的翘曲显着降低，远低于0.1 mm规范。此外，两种聚酰胺都没有显示出翘曲方向的任何变化，能够实现良好的翘曲预测和校正。

　　HDT在DDR4连接器的可靠性上还具有非常重要的作用。在装配到PCB上时，过低的HDT会导致连接器侧壁轻微塌陷。此塌陷将增加所需要的内存模块插拔力。在插座的插拔期间，连接器的薄弱部分可能会出现裂缝；或插拨次数会大幅减少。图6所示为连接器侧壁的此类塌陷。

　　图5：不同聚合物的HDT-A （1.8MPa）

　　需要达到蓝色部分的温度范围，确保低翘曲和避免连接器侧壁的塌陷。

　　要求塑料材料具有高HDT，只有PA46 和PA4T材料具有保持高可靠性所需的高温度范围。

　　针脚保持力

　　针脚保持力将端子固定在外壳腔体中。可防止端子脱出或端子变松。通常，称为柄脚（tang）的锁定装置使用弹簧状压力，将端子固定在外壳壁上。"对外壳的接触保持力"规范描述了拔出正确安装的端子所需要的力量。

　　图6：当绝缘材料的HDT过低时，DDR4连接器在焊接期间发生侧壁塌陷

　　间距大小从DDR3的1mm减少到DDR4的0.85 mm，增加了对于针脚保持力的挑战（DDR4要求至少0.3kgf/端子）。因为内存连接器规定了大约25次的插拔次数（请参见图7左边），在现场使用中，对于连接器和整个线路板的品质和可靠性，较大的针脚保持力是至关重要的。在内存模块拔出时，连接器外壳必须保持牢固地附着在针脚上。过低的针脚保持力会带来致命的故障，引起产品返修，这不仅代价昂贵，还会损害OEM厂商的声誉。特别是在电信领域或金融领域，这样的故障是完全不可接受的，制造商必须设计具有5至10年使用寿命的产品。

　　图7：过低的针脚保持力可能导致致命的故障

　　针脚保持力在很大程度上取决于所用外壳材料的类型，而且也受到连接器和引脚设计的强大影响。例如，对于超低侧高（ultra-low- profile， ULP）设计，由于设计具有较大的补偿，因为允许较广泛的针脚保持力材料容差。在针脚通孔设计中灵活性较小，正确地选择塑料材料成为连接器质量和可靠性的关键因素。

　　图8：不同绝缘材料在焊接前后的针脚保持力，用于SMT和ULP设计的材料（左）和用于PTH及压入配合设计的材料（右）

　　图 8显示了ULP和SMT设计中PA4T的突出性能，在焊接前后提供了尽可能大的针脚保持力。对于PTH连接器的针脚保持力，已发现PA46材料是同类最佳的，在焊接后还能保持所要求的0.3kgf/端子。其它材料如PPA （PA10T、PA6T/66）或PA66，可能在连接器组装期间提供足够的保持力，但在焊接后却大大减小，低于规定的0.3 kgf/端子。使用这类材料，品质和可靠性会受到影响，并存在着装配期间的高返修风险，或者多次使用的返工风险。将这些材料用于DDR4连接器并不能获得高成本性能比。

　　结论

　　聚酰胺PA46和PA4T是目前用于DDR1到DDR3设计的参考材料，要成功地开发DDR4设计不仅要求深入了解应用和材料，而且连接器制造商、材料供应商和主要的OEM厂商都必须紧密合作。

DDR4 的挑战性设计以及相比先前DDR3技术的各种改变，大大提高了对于机械强度、针脚保持力和流动性的应用要求。由于PA46具有出色的流动性和机械特性组合，所以是最适合PTH和压入配合设计的材料。PA4T具有大约高出25℃的熔融点，更高的表面张力和更低的吸湿性，被认为是S