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連接器退化機理是什么

作者:長江連接器 時間:2019-10-24 11:32:11

連接器退化機理對連接器性能非常重要,對相關產品的性能保證至關重要。退化機理是什么?哪些因數導致連接器失效呢?我們將持續探討這個問題。 

連接器用于兩個分離系統之間的連接。可分離性是必要原因有很多,從制造的便利性到性能的提升等。然而,當匹配時,連接器不應增加系統之間任何不必要的電阻值。 

增加電阻值可能使信號失真或功率損失而引起系統故障。連接器退化機理之所以重要,是因為它們是電阻增加的潛在來源,因此,隨著時間的推移,導致功能失效。 

讓我們先簡要回顧一下連接器的電阻。圖1展示出了通用信號連接器的橫截面。圖1中的等式表示連接器內的各種電阻源。Ro是連接器的整體電阻,是導體尾端點和PCB連接器腳位焊接點之間的電阻。兩個永久連接電阻Rp.c是指壓接連接點和相應腳位之間的電阻。 

同樣,兩個本體電阻(Rbulk)是指后觸點體電阻和連接器兩柱之間的并聯體電阻;還有一個接口或分離處的接觸電阻Rc。整體連接器電阻是各個不變連接電阻、后觸點和腔體連接體電阻和可分離處接觸電阻之和,因為所有這些電阻都是串聯的。 

 例如,連接器電阻的示意圖

為了便于討論,讓我們假設測量到的總電阻值Ro15毫歐??紤]到這一假設,我們猜測下永久連接電阻、體電阻和可分離處接觸電阻對整個連接器電阻的相對影響。 

在這個例子中,這些值是典型的軟殼式連接器的電阻值,體電阻將占總電阻的大部分,接近14毫歐。永久連接電阻為幾百微歐姆,其它為可分離處的接觸電阻。 

雖然連接器觸點的體電阻是連接器電阻的最大貢獻者,但它也是最穩定的。單個觸點的體電阻是由觸點的制造材料及其整體幾何形狀決定的。 

例如磷青銅和接觸幾何形狀,這些參數是常數,因此連接器的整體電阻是恒定的。 

永久連接電阻和接口或可分離連接電阻是可變的。這些電阻易受多種退化機理的影響,這將在后面的文章中討論。需要指出的是,連接器受到的影響很多,比如惡劣環境、熱、壽命、振動等。 

并且總的連接器電阻可能從原來的15毫歐變化到例如100毫歐,電阻的變化主要出現在可分離和永久連接電阻中??煞蛛x的界面電阻是最容易退化的,因為在可分離處產生力和變形等。 

簡單地說,兩個主要的可分離的界面要求產生一定的力和變形。連接器的咬合力是第一種也是最明顯的要求。對于高PIN數連接器,必須控制單個PIN位的咬合力,而接觸法向力是受此要求制約的主要參數之一。 

例如,可分離的連接接觸力是幾十到幾百克,而絕緣壓接連接,或稱IDC,力的數量級是幾千克,相應的壓入連接中的力也是這樣。這種永久連接中高的力提供了更大的機械穩定性和更低的電阻值,比可分離連接的電阻值要低得多。 

同樣的情形,相對于可分離連接,較高的永久連接力允許接觸表面更大的變形。壓接連接是最明顯的例子,比如壓接端子的顯著變形,以及單個導體的明顯變形等。 壓接連接的力和相應的PIN腳都允許更大的變形接觸表面。與較高的力一樣,與可分離的接觸電阻相比,永久連接的較大表面變形降低了它們的電阻。 

可分離連接面的變形也受到另一種可分離界面要求的限制:配合耐久性。高的表面變形通常導致高的表面磨損,這反過來可能導致接觸涂層的損失,例如在接觸表面上的金或錫。這種涂層的損失將增加接觸表面的腐蝕敏感性,這將在以后的文章中討論。 

與永久連接相比,可分離的接口咬合力和咬合耐久性的結合限制了可分離界面的變形和機械穩定性,也是可分離界面的較低電穩定性的原因。 

一般來說,兩個表面之間的接觸面積越大,界面的電阻就越低。由于可分離連接的接觸面積比永久連接低,所以它們具有較高的電阻。 

總之,與永久連接相比,可分離連接的力降低導致機械穩定性降低,接觸面積減小導致更高的電阻。

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