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一文看懂連接器是什么(歷史上介紹得最全面連接器分類、組成、材質、間距、性能、接續(xù)方式)

返回列表 來源:燦科盟 瀏覽:- 發(fā)布日期:2021-05-04 14:49:36【

一、連接器是什么東西

連接器一般指接插件,接插件也叫連接器。國內也稱作接頭和插座,一般是指電器接插件。即連接兩個有源器件的器件,傳輸電流或信號。公端與母端經由接觸后能夠傳遞訊息或電流,也稱之為連接器。

 

連接器是我們經常接觸的一種部件。它在電路內被阻斷處或孤立不通的電路之間,架起溝通的橋梁,從而使電流流通,使電路實現預定的功能。

 

連接器是電子設備中不可缺少的部件,順著電流流通的通路觀察,你總會發(fā)現有一個或多個連接器。

 

連接器形式和結構是千變萬化的,隨著應用對象,頻率、功率、應用環(huán)境等不同,有各種不同形式的連接器。

 

例如,球場上點燈用的連接器和硬盤驅動器的連接器,以及點燃火箭的連接器是大不相同的。但是無論什么樣的連接器,都是保證電流順暢連續(xù)和可靠地流通。

 

二、為什么要使用連接器?

設想一下如果沒有連接器會是怎樣?這時電路之間要用連續(xù)的導體永久性地連接在一起,例如電子裝置要連接在電源上,必須把連接導線兩端,與電子裝置及電源通過某種方法(例如焊接)固定接牢。這樣一來,無論對于生產還是使用,都帶來了諸多不便。

 

改善生產過程

連接器簡化電子產品的裝配過程。也簡化了批量生產過程。

易于維修

如果某電子元部件失效,裝有連接器時可以快速更換失效元部件。

便于升級

隨著技術進步,裝有連接器時可以更新元部件,用新的、更完善的元部件代替舊的。

提高設計的靈活性

使用連接器使工程師們在設計和集成新產品時,以及用元部件組成系統(tǒng)時,有更大的靈活性。

 

它使設計和生產過程更方便、更靈活,降低了生產和維護成本。

 

三、連接器的分類

連接器有不同的分類方法。按照頻率分,有高頻連接器和低頻連接器,按照用途分,有I/O連接器,背板連接器,電源連接器,排針連接器,排母連接器FPC連接器,簡牛連接器牛角連接器,板對板連接器,線對板連接器,IDC連接器,D-SUB大電流連接器,圓頭連接器,RJ45連接器等等,特殊用途連接器等。

 

美國國家電子配銷商協(xié)會(NEDA,National Electronic Distributors Association縮寫,它是一個工業(yè)教育組織),制訂了一部連接器分類標準和術語。

等級

描述

0

IC芯片或芯片到封閉的連接器

請注意第一個等級是“0”有,不是“1”級。此級實際上并不涉及連接。0級就是集成電路芯片。

1

IC組件或組件到(電路)板的連接器

IC芯片安裝在電路板的插座中時,就是1級連接。

2

(印制)電路板(PCB)到(印制)電路板的連接器

2級連接器用于印制電路板之間的連接。

3

導線到電路板或分組合到分組合的連接器

3級連接器連接印制電路板和分組合、或是連接兩個分組合。分組合是電子立品的組成部分。

4

機箱到機箱或輸入/輸出連接器4級連接器

提供功率或信號連接。一般的經驗是:當連接涉及到音頻或視頻信號時,或是連接網絡和計算機時,要使用4級連接器。

 

關于上述連接器等級, 需要注意:

某些連接器可以不止用于一個等級,例如3級連接器可以用于2級或4級。又如標稱為4級的輸入/輸出用插頭、插座,也可以用于導線到電路板或板到板連接。

 

實際工作中很少按照上述級別談及連接器,而是按照連接器的外觀形式和連接方式來討論它,如板到板,板到線,線到線及其它的專有名稱,如USB,DVI,HMDI等。級別是用于學習和分類連接器的。

 

四、連接器的組成及術語

座體

Housing,膠芯,本體,線端

底座

Headerwafer,板端

接觸部分

Contacts,端子

連接器用的金屬

外殼,前殼,鐵殼

/

PlugHeader,Jack,HSGSocket

鍍層

 

鍵和定位

key

連接器的組成及術語

座體

連接器座體肯有如下作用。

1.支撐接觸部分(插針、簧片等)。

2.防塵、防污和防潮,保護接觸部分和導體。

3.吏電路彼此絕緣。

 

底座

底座和座體的主要差別在于底座總是與電路引腳安裝在一起,而座體只是空殼。

底座有兩種形式:有罩的和無罩的。護罩是批連接器插針和插座,在交合部分周圍用座體或護裙作成的保護罩。

底座還有摩擦鎖緊型(Friction Lock Style)的,它是部分有罩的底座,但是具有鎖緊裝置,它使底座與座體的結合更可靠。

 

座體使用的塑料

塑膠

商品名稱

優(yōu)點

缺點

尼龍

Celanese

Zytel

Vydyne

高強度,柔韌性好?;瘜W耐受性優(yōu)異??捎枚喾N技術和成本較低

易吸潮濕造成尺寸不穩(wěn)定及機械和電氣性能下降。塑造時易溢料(mold flash

高溫尼龍

Stanyl

適合SMT。高強度,高韌性和優(yōu)異的延展性。優(yōu)異的化學耐受性

易吸潮濕造成尺寸不穩(wěn)定及機械和電氣性能下降。塑造時易溢料。成本比普通尼龍高

聚酯-PBT

Celanex

Crastin

Valox

尺寸穩(wěn)定(不易吸潮)。優(yōu)異的化學耐受性。高強度

不適于SMT。成本較尼龍稍高。

聚酯-PCT

Thermx

Valox

適于SMT。尺寸穩(wěn)定。優(yōu)異的化學耐受性。高強度

可能會碎。塑造時易溢料。比PBT成本高

PPS

Fortron

Supec

Rytron

適于SMT。優(yōu)異的化學耐受性。尺寸穩(wěn)定(不易吸潮)

易碎。塑造時易溢料。成本比多數熱塑性塑料都高。顏色少

LCP

Zenite

Vectra

Xydar

強度與韌性的超級組合。適于SMT。能夠塑鑄出薄壁。優(yōu)異的化學耐受性。尺寸穩(wěn)定(不易吸潮)。無塑造時溢料

成本高。比其它熱塑性塑料柔性差。顏色少

 

連接器的金屬材質

材質

組成

優(yōu)點

缺點

黃銅

銅和鋅

最便宜

強度與彈性好

成型質量好

受應力和腐蝕易裂損

磷青銅

銅和錫

比黃銅彈性好

比黃銅 更堅固

比黃銅導電率低

價格比黃銅貴得多

鈹銅(Be-Cu

銅和鈹

優(yōu)異的導電率

強度和彈性異常好

良好的抗腐蝕和抗磨損性能

價格昂貴

具有高硬度,額外磨損沖壓和加工設備

 

鍍層

把連接器的接觸部分電鍍,是為了改善導電性、抗腐蝕和抗磨損性,提高可焊性。具有良好機械性能(如可成形性,彈性)的金屬,常常不具備優(yōu)良的導電性、抗腐蝕和抗磨損性以及可焊接性。

耐侵蝕由弱至強為:鋁,鋅,鐵,鎘,鎳,錫,銅,銀,鈀,金。(鉀鈣鈉鎂鋁鋅鐵錫鉛銅汞銀鉑金)

 

連接器的鍍層材質

鍍層

特性

錫和錫鉛合金

改善抗腐蝕性和可焊接性

用于較低檔次產品

用于高檔次產品

極好的抗腐蝕性

價格昂貴(有選擇地在接觸區(qū)域的關鍵部位)

鈀鎳

(表面鍍薄層金)

比金便宜

極好的抗腐蝕性

薄鍍金改善抗磨損性能

比金難電鍍

用作電鍍的屏障層

定位和鍵

定位的作用是順利導入及固定:連接器在對接時,為方便插入,都會設計定位,以保證順利導入。

鍵的作用是防呆:連接器往往是多插針和座孔的,因此必須保證插腳對號入座,如果操作人員疏忽,應不能插進去,以防插錯或插反,造成電路事故。

很多情況下,定位及鍵是同一部分。

 

五、連接器的間距

連接器的間距(pin距)指連接器內相鄰兩pin之間的距離。

CONN間距太大則會占很多的空間,應現在的產品設計往小型化方向的趨勢,所以連接器的pin距由最初的大間距在向小間距發(fā)展。

 

連接器的常用間距有0.6350.8,1.0,1.25,1.271.5,2.0,2.543.96,4.0mm)。

知名連接器廠商CKMtw(燦科盟)則是以間距來進行區(qū)分及命名,如PH-2.0,PH-1.0。

間距越小雖可節(jié)約空間,但對于生產,加工都會越發(fā)困難,肯在頻率越來越高的情勢下,串攏會更嚴重。

 

在同一連接器中,其的pin距也非統(tǒng)一,如有些Pin之間為2.0,有些pin則是2.54,但這種情況極少,基本是在I/Oconn,其由于不同pin的功能不一而設計不同的pin距,如設計大一點Pin距來走電源等。

 

六、連接器的性能

額定電流又稱工作電流。在連接器的設計過程中,是通過對連接口碑 熱設計來滿足額定電流要求的,因為在接觸對有電流流過時,由于存在導體電阻和接觸電阻,接觸對將會發(fā)熱。當其發(fā)熱超過一定極限時,將破壞連接器的絕緣和形成接觸對表面鍍層的軟化,造成故障。

因此,要限制額定電流,事實上要限制連接器內部的溫度不超過設計的規(guī)定值。

 

接觸電阻

接觸電阻是指兩個接觸導體在接觸部分產生的電阻。

 

絕緣電阻

絕緣電阻是指在連接器的絕緣部分施加電壓,從而使絕緣部分的表面內或表面上產生漏電流而呈現出的電阻值。它主要受絕緣材料,溫度,濕度,污損等因素的影響。連接器樣本上提供的絕緣電阻值一般都是在標準大氣條件下指針值,在某些環(huán)境條件下,絕緣電阻值會有不用程度的下降。

 

耐壓

耐壓就是接觸對的相互絕緣部分之間或絕緣部分與接地之間,在規(guī)定時間內所能承受的比額定電壓更高而不產生擊穿現象的臨界電壓。它主要受接觸對間距和爬電距離和幾何形狀,絕緣體材料以及環(huán)境溫度和濕度,大氣壓力的影響,雖然通常使用的連接器是傳輸信號,不會

 

使用在高壓環(huán)境,但耐壓及絕緣電阻值優(yōu)越時,其對高頻下的信號正確性是很重要的。

 

端子&座體裝配力

端子&座體插入力


 

端子&座體拔出力

端子&座體插入力

端子&座體拔出力

 

裝配后端子&Wafer裝配力

端子&Wafer插入力

裝配后端子&Wafer裝配力

端子&Wafer拔出力

 

此參數還分為單Pin/總體插入/拔出力。廠商在設計時,如Pin數太多, 會考慮使用低插入(拔出)力款式,以防插拔困難。

 

 

線材與端子拉力

線材與端子拉力

 

插拔壽命

連接器在使用過程中,會有插入及拔出的動作,這樣就需規(guī)定其的機械(插拔)壽命,在此壽命前,連接器的接觸電阻,絕緣耐壓等指標不應超過規(guī)定的值。

 

七、連接器的接續(xù)方式

端接方式是指連接器的接觸對一電線或電纜的連接試。合理選擇端接方式和正確使用端接技術,了是使用和選擇連接器的一個重要方面。

 

Solder(焊錫式)

焊錫連接最重要的是錫絲一被焊接表面之間應形在金屬的連續(xù)性。因此對連接器來說,重要的是可焊性。連接器焊接端最常見的鍍層是錫合金、銀和金。

 

IDC(刺破式)

刺破連接又稱絕緣位移連接,具有可靠性高、成本低、使用方便等特點,它適用于帶狀電纜的連接。連接時不需要剝去電纜的絕緣層,依靠連接器的U”字形接觸簧片的尖端刺入絕緣層中,便電纜的導體滑進接觸簧片的槽中并被夾持住,從而使電纜導體和連接器簧片之間形成緊密的電氣連接性。它僅需簡單的工具,但必須選用規(guī)定線規(guī)的電纜。

 

IDC(刺破式)

 

Crimping(鉚壓式)

壓接是為使金屬在規(guī)定的限度內壓縮和位移并將導線連接到接觸對上的一種技術。好的壓接連接能生產金屬互熔流動,使導線和接觸對材料對稱變形。這種連接類似于冷焊連接,能得到較好的機械強度和電連續(xù)性,它能承受更惡劣的環(huán)境條件。目前普遍認為采用正解的壓接連接比錫焊好,特別是在大電流場合必須使用壓接。壓接時須采用專用壓接鉗或自動、半自動壓接機。應根據導線截面,正確選用接觸對的導線筒。要注意的是壓接連接是永久性連接,只能使用一次。

 

 

SMTSurface

SMT(表面貼裝)是板端Conn快速接續(xù)的方式,其于板端的連接部分預先填上膏狀錫料,后以專用機器將Conn準確置于板端的線路上,經過高溫后使其接續(xù)。所以SMTconn的塑膠及電鍍皆須能承受高溫。

 

SMT

 

DIP

DIP(直插式組裝),板端Conn的一種接續(xù)方式,CONN的接續(xù)腳會較長,以插入對應板上的孔內,再以浸錫的方法焊接。

 

Wrap(纏繞)

繞接是將導線直接纏繞在帶棱角的接觸件繞接柱上。繞接時,導線在張力受到控制的琣上進行纏繞,壓入并固定在接觸件繞接柱的棱角處,以形形成氣密性接觸。繞接導線有幾個要求:導線直徑的標稱值應在0.25mm-1.0mm范圍內;導線直徑不大于0.5mm時,導體材料的延伸率不小于15%;導線直徑大于0.5mm時,導體材料的延伸率不小于20%。繞接的工具包括繞槍和固定式繞接機。

纏繞

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