连接器手册(中文版).doc

1、12目 录第一章 连接器总述 2第二章 接触接口及接触过程 20 第三章 接触镀层 32第四章 接触弹片材料 62第五章 连接器用工程热塑性材料 85第六章 可分离式电连接器 102第七章 永久性连接概述 121第八章 电线与线缆 125第九章 电线与线缆的机械式永久连接 138第十章 印刷电路板 157 第十一章 至电路板的永久性连接 173第十二章 连接器的应用 187第十三章 连接器的类型 213 第十四章 连接器插座测试 234 3第一章 连接器总述这 一 章 包 括 连 接 器 技 术 的 总 述 ， 在 后 面 的 章 节 之 中 将 会 提 供 各 独 立 主 题 的 详 细背

2、景 数 据 。定 义 一 个 连 接 器 至 少 有 两 种 方 法 ： 从 功 能 上 和 从 结 构 上 。第 一 种 描 述 连 接 器 的 方 法 是 就 其 应 该 达 到 和 必 须 达 到 的 要 求 而 言 的 。 这 样 的 定义 集 中 在 连 接 器 所 应 用 的 功 能 性 和 操 作 的 环 境 。 第 二 种 描 述 连 接 器 的 方 法 集 中 在 连接 器 本 身 ， 及 它 的 设 计 方 法 和 制 造 材 料 。 由 于 连 接 器 的 应 用 、 操 作 环 境 及 功 能 性 要求 直 接 影 响 连 接 器 的 设 计 ， 本 文 就 从 连 接

3、 器 的 功 能 性 定 义 开 始 。1.1 连接器功能连 接 器 的 应 用 范 围 十 分 广 泛 ， 本 手 册 的 重 点 将 会 放 在 电 连 接 器 上 ， 其 主 要 应 用 于 C产 品 。 从 这 个 重 点 可 以 提 出 电 连 接 器 的 功 能 性 定 义 是 ：电 连 接 器 是 一 种 电 机 系 统 ， 其 可 提 供 可 分 离 的 界 面 用 以 连 接 两 个 次 电 子 系 统 ，并 且 对 于 系 统 的 运 作 不 会 产 生 不 可 接 受 的 作 用 。定 义 中 关 键 词 是 ”电 机 系 统 ”， ”可 分 离 的 ”和 ”不 可 接

4、受 的 作 用 ”。连 接 器 是 一 种 电 机 系 统 是 因 为 ， 它 是 通 过 机 械 方 法 产 生 的 电 性 连 接 。 如 将 要 讨论 到 的 ， 机 械 式 弹 簧 的 偏 向 会 在 配 合 的 两 部 分 间 产 生 一 个 力 量 ， 这 就 使 得 接 口 配 合面 之 间 产 生 金 属 性 接 触 。 应 用 连 接 器 在 首 要 地 方 的 原 因 是 配 合 接 口 具 有 可 分 离 性 。可 分 离 性 的 需 要 性 具 有 很 多 的 原 因 。 它 可 以 使 得 独 立 地 制 造 部 份 或 子 系 统 而 最 后 装配 可 在 一 个

5、主 要 的 地 方 进 行 。 可 分 离 性 也 可 以 使 得 零 件 或 子 系 统 的 维 护 或 升 级 不 必修 改 整 体 个 系 统 。 可 分 离 性 得 以 应 用 的 另 一 个 原 因 是 可 携 带 性 和 支 持 外 围 设 备 的 扩 展 。另 一 方 面 ， 定 义 中 的 可 分 离 性 引 入 了 一 个 额 外 的 子 系 统 间 的 界 面 ， 此 界 面 不 能引 入 任 何 ”不 可 接 受 的 作 用 ”， 尤 其 是 在 系 统 的 特 性 上 不 能 受 电 讯 的 影 响 ， 这 些 影 响 包括 如 不 可 接 受 的 扭 曲 变 形 和

6、系 统 间 的 信 号 退 化 ， 或 者 是 通 过 连 接 器 的 电 源 损 失 ， 以毫 伏 损 失 计 算 的 电 源 损 失 ， 将 会 成 为 功 能 性 的 主 要 设 计 标 准 ， 因 此 主 机 板 的 电 力 需求 也 将 增 加 。可 分 离 性 的 需 求 和 ”不 可 接 受 性 ”的 限 度 要 由 连 接 器 的 应 用 而 定 。 可 分 离 性 包 括 配合 周 期 的 数 目 ， 配 合 周 期 是 指 连 接 器 在 不 影 响 其 性 能 必 须 提 供 的 ， 以 及 与 另 一 连 接器 相 配 合 所 必 需 的 作 用 力 。 典 型 的 配

7、 合 周 期 需 求 其 范 围 从 内 部 连 接 器 的 几 十 个 周 期4到 外 围 设 备 的 几 千 个 周 期 ， 比 如 PCMCIA 型 连 接 器 。 由 于 电 路 或 功 能 的 数 量 以 及 连 接器互 相 连 接 的 增 加 ， 配 合 力 量 的 需 求 变 得 更 加 的 重 要 。 为 了 提 供 更 多 的 功 能 性 ， 连接 器 上端 子 的 位 置 也 必 须 要 增 加 ， 这 样 就 导 致 了 更 高 的 连 接 器 配 合 力 量 。 由 连 接 器的 使 用 和 功能 而 定 ， 其 端 子 数 从 几 十 到 上 千 不 等 。 可 分

8、离 性 和 配 合 力 量 需 求 将 会 详 细 地 在1.5.1 部 分中 论 述 ， 同 时 归 类 连 接 器 的 互 相 连 接 的 技 术 水 准 也 将 加 以 描 述 。现 在 我 们 将 要 考 虑 的 转 向 第 二 种 定 义 连 接 器 的 方 法-结 构 性 的 或 者 说 设 计 /材 料 上 的 定义 。1.2 连接器结构一 个 基 本 的 连 接 器 包 括 四 个 部 分 ： 接 触 界 面 接 触 涂 层 接 触 弹 性 组 件 连 接 器 塑 料 本 体上 述 组 件 已 列 在 图 表 1.1 中 。本 手 册 将 会 在 后 面 的 章 节 中 详 细

9、 介 绍 上 述 组 件 中 的 每 一 件 ， 既 要 从 材 料 上 又 要从 设 计 上 介 绍 。 从 这 个 意 义 上 ， 一 个 概 要 的 各 个 组 件 介 绍 将 能 提 供 足 够 后 述 讨 论 的上 下 文 背 景 。图 1.1 为 简 要 的 连 接 器 相 交 剖 视 图 ， 插 图(A)为 接 触 涂 层 示 意 图 ， 插 图 (B)为 接 触 界 面微 观 结 构 图 。1.2.1 接触界面事 实 上 必 须 考 虑 到 有 两 种 不 同 的 接 触 界 面 ： 可 分 离 界 面 和 固 定(永 久 性 )界 面 。 可 分 离界 面 (图 1.1， 插

10、 图 A)由 于 在 首 要 的 地 方 使 用 连 接 器 而 已 经 被 明 确 的 提 到 。 固 定(永 久 性 )界面 是 当 两 个 子 系 统 相 连 接 时 在 连 接 器 功 能 性 定 义 中 被 提 到 。 这 些 界 面 被 称 为 固 定(永 久 性 )界 面 是 因 为 ， 一 般 说 来 它 们 只 制 造 一 次 而 固 定 使 用 。 固 定 连 接 的 例 子 包 括 位 于 图1.1 左 边的 卷 曲 型 连 接 和 位 于 图 1.1 右 边 的 压 力 型 。 在 可 分 离 性 界 面 和 固 定 连 接 之 间 存 在 很 多的 不 同 点 ， 包

11、 括 结 构 上 和 需 求 上 的 ， 它 们 在 基 本 组 件 上 具 有 共 同 之 处.在 两 种 情 况 下 ， 产5生 和 维 护 金 属 接 触 界 面 需 要 达 到 我 们 所 期 望 的 电 力 要 求 。 此 外 ， 在 两 种 情 况 下 ， 金属 性界 面 的 产 生 是 通 过 机 械 方 法 。可 分 离 界 面 是 在 每 次 连 接 器 配 合 时 建 立 的 。 界 面 的 结 构 主 要 是 由 接 触 端 的 几 何形 状 、 端 子 之 间 的 作 用 力 以 及 接 触 涂 层 而 定 。 如 图1.1 中 插 图 B 所 示 ， 可 分 离 界

12、面 包 括有 微 小 的 连 接 部 ， 位 于 微 观 下 的 粗 糙 表 面 在 常 力 的 接 触 之 下 。 可 分 离 界 面 形 态 学 将会 在 第 二 章 中 加 以 详 细 描 述 从 这 个 意 义 上 讲 ， 足 以 陈 述 接 触 界 面 的 形 态 学 将 决 定 三个 重 要 的 连 接 器 功 能 性 参 数 ： 接 触 阻 力 ， 连 接 器 配 合 力 以 及 连 接 器 耐 用 性(例 如 ： 配 合 周期 将 仍 然 支 持 其 性 能 而 不 会 退 化)。很 多 固 定 式 连 接 分 属 于 两 种 基 本 类 别 ： 治 金 式 和 机 械 式 。

13、 治 金 式 如 焊 接 ， 它 要由 连 接 器 和 子 系 统 之 间 接 触 界 面 的 结 构 而 定 。 低 温 焊 接 是 主 要 的 治 金 式 连 接 ， 高 温焊 接 同 样 也 被 应 用 ， 并 且 在 较 小 的 线 缆 中 应 用 得 越 来 越 多 。 低 温 焊 接 连 接 在 制 造 印刷 线 路 板 装 配 上 尤 其 重 要 。 而 许 多 零 组 件 要 被 焊 接 在 印 刷 线 路 板 ， 连 接 器 就 是 其 中最 大 的 零 组 件 之 一 。 两 种 主 要 的 焊 接 技 术 ： 穿 孔 焊 接 和 表 面 焊 接 将 会 在1.4.2 部

14、分 和 第 11章 中 介 绍 。机 械 式 的 固 定 连 接 有 卷 曲 型 ，insulation displacement， 压 力 型 ， 遮 蔽 型 。 机 械 式 的 固定 连 接 的 图 解 如 图 1.2 所 示 。 卷 曲 型 和 insulation displacement 型 连 接 主 要 用 在 线 缆 上 ， 压力 型 连 接 主 要 用 于 通 孔 镀 金 的 印 刷 线 路 板 上 ， 遮 蔽 型 连 接 是 用 在 插 入 式 印 刷 线 路 板 。每 一 种 都 将 会 在 后 面 的 章 节 中 详 细 介 绍 。1.2.2 接触涂层接 触 涂 层 如

15、 图 1.1 中 插 图 A 所 示 ， 显 示 了 两 个 重 要 的 功 能 ： 避 免 接 触 弹 簧 基 部 金 属 腐 蚀 优 化 接 触 界 面 的 结 构第 一 个 功 能 非 常 简 单 仅 仅 需 要 接 触 弹 簧 组 件 一 般 为 铜 合 金 ， 完 全 被 涂 层 覆 盖 ，并 且 涂 层 自 身 能 防 腐 蚀 和 能 像 薄 膜 一 样 覆 盖 在 表 面 。 而 第 二 个 功 能 就 要 复 杂 得 多 。优 化 接 触 界 面 的 方 法 ， 其 实 质 就 是 对 出 现 在 接 触 界 面 上 的 薄 膜 的 规 划 管 理 。 如前 所 述 ， 一 个

16、 稳 定 且 较 小 的 接 触 阻 力 由 一 不 含 薄 膜 的 金 属 界 面 产 生 。 两 种 主 要 的 接触 涂 层 ， 贵 重 金 属 (金 ， 钯 以 及 由 它 们 组 成 的 合 金)和 非 贵 重 金 属 (如 锡 )， 它 们 的 不 同 主 要是 指 在 接 触 界 面 上 的 薄 膜 类 型 。 对 贵 重 金 属(尤 其 是 金 )来 说 ， 接 触 涂 层 是 惰 性 的 ， 维 护接 触 界 面 的 完 整 性 需 要 保 护 防 止 外 部 涂 层 的 薄 膜 形 成 ， 主 要 是 防 止 铜 的 接 触 弹 簧 。6对 锡 这 种 最 常 用 的 非

17、贵 重 金 属 来 说 ， 存 在 其 表 面 的 氧 化 问 题 是 主 要 被 考 虑 的 。 这 些不 同的 腐 蚀 过 程 将 被 反 映 到 连 接 器 的 设 计 标 准 和 性 能 上 。 接 触 涂 层 的 性 质 和 选 择 的标 准 将 会在 第 3 章 中 加 以 讨 论 。 我 们 曾 经 考 虑 过 可 分 离 式 和 固 定 式 接 触 界 面 。 事 实上 一 些 不 同 的涂 层 被 用 于 可 分 离 式 和 固 定 式 连 接 接 触 末 端 。 此 类 接 触 与 双 向 电 镀 相 关 。 最 普 通 的双 向 接 触 电 镀 包 括 一 个 金 -镍

18、合 金 可 分 离 式 界 面 和 镀 锡 固 定 式 界 面 。贵 金 属 镀 层 贵 金 属 镀 层 实 际 上 是 一 个 复 合 层 ， 它 是 指 在 前 面 第1.1 图 A 中 所 述 的接 触 弹 片 基 材 上 覆 盖 一 层 镍 ， 然 后 在 镍 的 表 面 上 再 覆 盖 一 层 贵 金 属 。 常 见 的 贵 金 属表 面 镀 层 是 纯 金 ， 但 现 在 也 有 用 钯 或 者 钯 合 金 代 替 纯 金 的 ， 而 且 这 种 做 法 还 在 呈 上升 趋 势 。 在 许 多 情 况 下 ， 钯 或 钯 合 金 层 与 纯 金 层 接 合 使 用 以 防 止 来

19、 于 比 纯 金 抗 腐 蚀能 力 差 的 镀 层 被 腐 蚀 的 影 响 。 典 型 的 贵 金 属 层 是 在1 至 2.5 微 米 厚 的 镍 层 上 覆 盖 0.4 至 0.8微 米 厚 的 贵 金 属 层 。 在 钯 或 钯 合 金 表 面 的 纯 金 层 只 有0.1 微 米 厚 。 下 面 两 种 钯 合 金 最 常用 ： 80%的 钯 与 20%的 镍 和 60%的 钯 与 40%的 银 。镍 底 层 在 几 个 方 面 提 高 了 接 触 性 能 。 这 几 点 将 在 第 三 章 进 行 详 细 说 明 ， 下 面 仅列 出 来 供 参 考 。减 少 孔 隙 腐 蚀提 供

20、转 移 腐 蚀 对 象 的 覆 盖 层限 制 基 材 成 分 的 分 布提 高 镀 层 的 耐 久 性普 通 金 属 镀 层 锡 是 最 常 用 的 普 通 金 属 镀 层 ， 锡 镀 层 的 厚 度 介 于2.5 到 5 微 米 之 间 。现 在 越 来 越 多 地 用 锡 作 镀 层 ， 因 为 ， 即 使 锡 被 氧 化 ， 在 插 拔 过 程 中 ， 锡 氧 化 物 也 会很 轻 易 地 脱 落 ， 从 而 不 影 响 导 电 性 能 。 然 而 ， 表 面 层 再 氧 化 会 以 磨 损 的 方 式 降 低 锡接 合 面 的 机 械 性 能 。 磨 损 来 源 于 几 微 米 到 几

21、 十 微 米 的 微 小 滑 移 。 由 于 在 磨 损 过 程 中 ，部 分 镍 被 再 次 氧 化 ， 从 而 使 得 镀 层 的 电 阻 增 加 。 对 于 用 锡 作 为 镀 层 的 连 接 器 来 说 ，预 防 磨 损 是 最 重 要 的 工 作 。 较 大 的 接 触 压 力 和 使 用 合 适 的 润 滑 济 是 两 种 能 有 效 地 降低 磨 损 的 途 径 。 这 一 点 将 在 第 三 章 详 述 。 其 它 的 普 通 金 属 镀 层 ， 包 括 镍 和 银 ， 也 将在 第 三 章 详 述 。总 之 ， 对 贵 金 属 镀 层 来 说 ， 保 护 贵 金 属 层 是

22、首 要 目 的 ； 对 锡 镀 层 来 说 ， 防 止 磨损 是 首 要 目 的 。 这 些 考 虑 方 向 的 不 同 将 直 接 影 响 连 接 器 的 设 计 参 数 。 例 如 ， 正 常 压力 大 小 、 接 触 处 几 何 形 状 、 绝 缘 本 体 设 计 以 及 诸 如 插 拔 力 和 耐 久 性 等 的 结 构 特 性 等都 将 受 到 影 响 。 这 些 都 将 在 第 三 章 叙 述 。71.2.3 接触弹片 接 触 弹 片 在 连 接 器 上 具 有 以 下 3 个 作 用 ：在 组 件 之 间 提 供 一 条 导 通 电 讯 的 路 径产 生 形 成 并 维 持 接

23、触 弹 片 接 触 面 的 压 力形 成 稳 固 的 接 触第 一 个 作 用 ， 只 要 使 用 常 用 的 铜 或 者 铜 合 金 材 料 就 可 轻 易 达 到 令 人 满 意 的 效 果 。铜 合 金 的 导 电 率 虽 然 不 是 很 低 ， 只 有 铜 导 电 率 的10%到 30%， 但 是 ， 对 大 多 数 连 接 器 来说 ， 这 个 导 电 率 已 经 足 够 了 。 然 而 材 料 的 导 电 率 在 用 作 高 电 流 或 能 量 分 配 的 连 接 器中 的 确 起 着 越 来 越 重 要 的 作 用 ， 因 为 ， 在 这 种 连 接 器 中 ， 由 尔 热 和

24、微 电 压 降 引 起 的规 定 温 升 要 求 更 低 的 阻 抗 。其 它 两 个 作 用 就 要 复 杂 的 多 ， 并 且 涉 及 到 材 料 特 性 和 设 计 参 数 之 间 的 相 互 作 用 。接 触 弹 片 包 括 两 种 基 本 类 型 ： 插 座 弹 片 ， 通 常 是 弹 性 的 ； 插 头 弹 片 ， 通 常 是 刚 性 的 ，它 使 插 座 弹 片 产 生 弹 性 变 形 ， 从 而 产 生 固 持 力 。 图1.3 显 示 了 插 头 弹 片 的 外 形 图 ， 图 1.4显 示 了 插 座 弹 片 的 外 形 图 。 图 1.3 显 示 了 带 有 插 入 插

25、座 弹 片 的 金 手 指 的 打 印 电 路 板 和 导 柱/端 子 插 头 的 几 何 外 形 。 导 柱 与 端 子 的 外 形 不 一 样 ， 导 柱 是 方 的 ， 而 端 子 是 圆 的 。 图1.4 显示 了 几 种 连 接 器 的 设 计 ， 所 有 这 些 都 要 与 接 触 弹 片 对 接 。 事 实 上 ， 所 有 的 这 些 设 计都 显 示 了 尤 其 与 一 种 称 为 25 方 的 接 触 弹 片 对 接 ， 该 接 触 弹 片 呈 正 方 形 ， 边 长 为0.025 英 寸 。我 们 必 须 综 合 考 虑 材 料 的 各 种 性 能 ， 并 力 求 达 到

26、均 衡 。 对 于 可 分 离 式 接 触 界 面 ，接 触 弹 片 弹 性 的 主 要 功 用 是 提 供 介 于 两 插 接 面 的 对 接 力 。 材 料 特 性 指 杨 氏 模 数 和 屈服 极 限 。 这 些 性 质 严 重 地 影 响 着 弹 性 偏 移 性 能 和 弹 性 偏 移 量 。 屈 服 极 限 也 很 重 要 ，因 为 它 可 降 低 插 拔 力 。 然 而 弹 性 强 度 必 须 与 制 造 和 卷 曲 性 能 对 应 。 例 如 ， 用 于 提 供在 对 接 面 产 生 弹 性 对 接 力 的 机 械 强 度(用 屈 服 极 限 来 衡 量 )是 与 成 型 性 能

27、 和 锻 造 性 能 相 互对 立 的 。 以 下 各 章 将 陆 续 对 此 进 行 讨 论 。1.2.4 连接器本体部分 连 接 器 本 体 部 分 具 有 如 下 作 用 ：使 各 接 触 弹 片 相 互 隔 离 ， 不 能 电 性 导 通固 定 各 接 触 弹 片8对 各 接 触 弹 片 进 行 机 械 保 护对 各 接 触 弹 片 进 行 工 作 环 境 遮 蔽 保 护最 后 一 个 作 用 环 境 遮 蔽 ， 与 连 接 器 本 体 的 设 计 有 关 ， 尤 其 与 连 接 器 本 体 的 封闭 程 度 有 关 。 这 种 遮 蔽 效 果 在 恶 劣 的 环 境 中 显 得 尤

28、其 重 要 。 图1.5 显 示 了 一 个 有 关 环 境遮 蔽 的 直 观 例 子 。 该 图 显 示 的 试 件 是 镀 银 的 ， 并 且 是 在 被 暴 露 于 模 拟 工 业 环 境 的 情况 下 插 到 图 示 的 连 接 器 的 卡 边 。 环 境 中 的 硫 腐 蚀 了 金 属 外 表 。 然 而 ， 当 试 样 插 入 本体 后 ， 腐 蚀 便 停 止 了 。 虽 然 卡 边 还 有 一 条 卡 边 缘 槽 ， 但 是 ， 遮 蔽 效 果 还 是 相 当 理 想的 。 更 为 重 要 的 是 ， 这 种 影 响 可 以 从 暴 露 于 这 种 环 境 的 连 接 器 的 接

29、 触 弹 片 阻 值 变 化看 出 来 。图 1.6 显 示 了 仿 真 工 业 环 境 和 暴 露 时 间 对 接 触 弹 片 阻 值 的 影 响 。 实 验 环 境 中 包括 硫 氢 化 物 、 氮 氧 化 物 和 氧 化 物 ， 浓 度 为 十 亿 分 之 几 十 到 几 百 就 足 够 了 。 数 据 对 插接 的 和 未 插 接 的 连 接 器 都 适 用 。 样 品 也 获 得 了 一 些 抵 抗 环 境 的 性 能 。 在 暴 露 了 数 十小 时 后 ， 没 有 本 体 的 接 触 弹 片 ， 其 接 触 阻 值 明 显 地 增 加 了 ， 有 本 体 的 接 触 弹 片 ，

30、其接 触 阻 值 却 很 少 变 化 ， 这 样 的 接 触 弹 片 在 工 业 环 境 中 可 以 使 用10 年 。 这 些 数 据 说 明 了绝 缘 本 体 的 遮 蔽 效 果 。上 述 列 举 的 其 它 一 些 连 接 器 本 体 作 用 与 连 接 器 本 体 的 材 料 特 性 有 关 。 电 子 特 性包 括 电 阻 系 数 和 击 穿 电 压 。 这 些 特 性 影 响 接 触 弹 片 在 连 接 器 本 体 的 绝 缘 性 能 。 重 要的 机 械 性 能 包 括 弯 曲 强 度 和 蠕 变 强 度 ， 因 为 这 些 性 能 影 响 接 触 弹 片 在 本 体 上 的 牢

31、 固程 度 。 与 温 度 有 关 的 特 性 包 括 连 续 使 用 和 加 热 使 聚 合 体 变 形 的 温 度 值 。 使 用 温 度 和设 计 温 度 是 相 互 关 联 的 。 在 许 多 情 况 下 ， 尤 其 在 表 面 组 接 中 ， 温 度 起 着 非 常 重 要 的 作 用 。考 虑 化 学 和 温 度 对 绝 缘 本 体 尺 寸 稳 定 的 影 响 也 是 很 重 要 的 。 维 持 连 接 器 中 心 线的 间 距 、 直 线 度 、 平 滑 度 以 及 曲 度 对 连 接 器 的 装 配 性 能 和 插 接 性 能 都 是 很 关 键 的 。这 些 特 性 ， 除

32、了 与 聚 合 体 的 基 本 特 性 有 关 外 ， 还 与 成 型 过 程 有 关 。 接 触 弹 片 具 有 材料 单 一 而 设 计 式 样 千 变 万 化 的 特 点 ， 而 绝 缘 本 体 却 具 有 与 之 相 反 的 特 点 。 绝 缘 本 体的 设 计 一 般 都 具 有 许 多 相 同 的 特 征 和 要 求 ， 但 其 材 料 却 不 尽 相 同 。 绝 缘 本 体 的 材 料是 由 各 种 需 要 决 定 的 。 绝 缘 本 体 的 材 料 不 但 要 适 应 使 用 环 境 ， 而 且 还 要 和 装 配 相 对应 。 在 许 多 情 况 下 ， 正 是 装 配 过

33、程 决 定 了 使 用 何 种 材 料 。 连 接 器 的 材 料 和 设 计 内 容将 在 第 五 章 进 行 讨 论 。1.2.5 连 接 器 结 构 的 归 纳9本 节 将 对 连 接 器 结 构 进 行 简 单 的 回 顾 ， 其 目 的 是 提 供 一 些 以 后 将 讨 论 的 有 关 连接 器材 料 和 设 计 标 准 等 的 内 容 。 前 面 已 提 及 的 一 些 参 数 ， 例 如 ： 插 拔 力 、 孔 数 以 及绝 缘 性 能等 ， 将 在 后 续 章 节 进 行 讨 论 。 然 而 ， 在 结 束 本 节 之 前 ， 还 要 谈 谈 连 接 器 的又 一 个 重 要

34、 性能 。1.3 电 连 接 器 阻 抗图 1.7 除 了 侧 重 点 不 一 样 外 基 本 相 似 ， 图1.7 突 出 装 入 系 统 内 连 接 器 组 件 的 电 阻 。包 括 三 种 ： 可 分 离 可 分 离 接 触 面 电 阻 接 触 弹 片 电 阻 固 定 连 接 电 阻如 果 测 出 图 1.7 中 电 连 接 器 A， B 两 端 所 有 的 电 阻 ， 其 阻 值 大 概 为 10 20 微 欧 级 ，可 根 据 下 面 等 式 确 定 ：R0=Rpc+Rb+Ri （ 1.1）其 中 ， R0： 总 电 阻Rpc： 固 定 连 接 电 阻Rb： 接 触 弹 片 电 阻R

35、i： 可 分 离 可 分 离 接 触 面 电 阻对 典 型 信 号 端 子 而 言 ， 接 触 弹 片 电 阻 占 总 电 阻 的 绝 大 部 分 。 与 此 相 反 ， 固 定 连接 电 阻 可 从 几 十 到 几 百 微 欧 。 可 分 离 接 触 面 电 阻 ， 在100 克 力 作 用 下 ， 为 微 欧 级 。 故 该电 阻 只 占 总 电 阻 的 很 小 部 分 。 但 是 后 二 者 的 重 要 性 在 于 ， 它 们 的 电 阻 是 可 变 的 。 当电 连 接 器 电 阻 变 化 时 ， 可 能 是 因 为 一 个 或 二 个 可 分 离 接 触 面 电 阻 的 增 加 。

36、这 就 是 电连 接 器 设 计 原 料 的 标 准 围 绕 为 确 保 这 些 接 触 稳 定 而 变 化 的 原 因 。1.4 固 定 连 接 介 质前 面 已 经 指 出 固 定 连 接 是 与 被 连 接 电 路 直 接 连 接 ， 有 两 种 主 要 通 过 这 些 电 连 接器 连 接 起 来 的 媒 体 ： （ ） 导 线 或 线 缆 与 （ ） 印 制 电 路 板 （PWBS） 。1.4.1 线 与 线 缆本 节 将 对 导 线 和 线 缆 作 简 要 概 述 ， 而 在 第 八 章 作 详 细 讨 论 。 导 线 由 一 个 导 体 或 ，10如 果 有 的 话 ， 若 干

37、导 体 及 其 绝 缘 体 组 成 。绝 缘 体 有 两 个 功 能 ： 它 使 电 导 体 绝 缘 并 保 护 其 不 受 机 械 损 伤 。 哪 种 功 能 更 为 重要 一 些 ， 依 靠 导 线 所 用 何 处 ， 根 据 导 线 的 运 用 （ 尤 其 是 导 线 上 将 要 承 受 的 温 度 和 电压 ） 和 运 用 环 境 的 机 械 强 度 来 决 定 。 聚 氯 乙 烯 （PVC） ， 聚 乙 烯 ， 以 及 聚 丙 烯 是 其 中 为通 常 运 用 目 的 而 采 用 的 最 普 通 的 绝 缘 材 料 ， 硅 树 脂 橡 胶 和 其 它 的 抗 磨 性 聚 合 体 在

38、有机 械 环 境 要 求 时 常 用 作 被 覆 材 料 。铜 是 最 普 通 的 导 电 材 料 ， 不 管 其 是 否 镀 锡 或 镀 银 。 选 择 电 镀 是 基 于 它 的 运 用 ，锡 是 通 常 运 用 的 电 镀 金 属 而 在 高 频 率 运 用 中 则 要 求 镀 银 。 导 线 通 常 可 分 为 两 种 ： 实心 与 多 芯 。 实 心 导 线 由 单 一 导 体 构 成 ， 而 多 芯 导 线 由 若 干 导 体 构 成 。 多 芯 导 线 在 芯线 数 及 其 位 置 或 缠 绕 方 式 上 有 所 不 同 ， 实 心 导 线 在 导 电 能 力 上 较 有 利 ，

39、 但 多 芯 导 线对 振 荡 有 重 要 的 适 应 性 及 抵 抗 性 。线 缆 存 在 于 各 种 各 样 的 构 造 中 ， 以 满 足 一 定 运 用 范 围 的 需 要 ， 其 与 单 纯 导 线 倍加 在 一 有 被 覆 的 导 线 不 同 ， 可 提 供 机 械 保 护 ， 同 时 可 减 少 为 确 保 在 高 频 传 输 中 隔 离防 护 处 理 的 必 要 性 电 阻 。导 线 /线 缆 结 构 对 机 械 固 定 式 连 接 最 重 要 的 影 响 是 ： 单 股/多 股 电 连 接 器 的 不 同 及 导 线/线 缆 结 束 制 程 去 除 或 处 理 屏 蔽 层 或

40、 绝 缘 体 的 必 要 性 。1.4.2 印 制 电 路 板PWB 技 术 已 经 从 层 单 面 板 发 展 到 带 接 地 平 面 的 复 合 式 的 神 经 网 络 板 与 可 控阻 抗 网 络 板 。 PWB 制 造 工 艺 及 运 用 要 求 将 在 第 十 章 讨 论 。 本 节 仅 讨 论 有 关 固 定 连 接本 身 。运 用 在 PWB 上 比 较 成 熟 的 机 械 连 接 技 术 为 压 印 ， 及 更 优 的 适 应 性 压 印 连 接 。 在该 技 术 中 与 压 印 相 关 的 端 子 脚 插 入PWB 中 的 通 孔 。 其 连 接 的 稳 定 性 依 赖 于

41、插 入 时 形成 的 相 应 完 全 接 触 面 残 余 的 弹 性 力 。PWB 通 孔 电 镀 材 料 采 用 铜 或 锡 /铜 合 金 。在 PWB 应 用 程 序 中 比 较 流 行 的 治 金 技 术 是 焊 接 。 有 两 种 焊 接 方 式 常 被 运 用 ，穿 孔 技 术 （ THT） 与 表 面 粘 贴 技 术 （ SMT） 。 穿 孔 技 术 （ THT） 利 用 穿 孔 及 波 峰 焊 程 序 。而 表 面 粘 接 技 术 （ SMT） 更 依 赖 于 表 面 衬 垫 ， 或 平 台 ， 及 不 同 的 焊 接 过 程 。 与 通 过波 峰 焊 的 THT 技 术 相 对 的 是 ， 表 面 粘 接 技 术 （SMT） 是 一 个 回 流 过 程 ， 在 该 程 序 前 必须 先 通 过 大 量 技 术 处 理 贴 好 焊 剂 。SMT 程 序 包 括 波 峰 ， 汽 洗 ， 红 外 加 热 ， 对 流 ， 及 这些 程 序 的 组 合 。 SMT 因 为 零 部 件 的 高 密 度 与 PWB 所 含 功 能 其 应 用 迅 速 提 高 。SMT 允 许