什么是连接器
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改善生产过程
连接器简化电子产品的装配过程。也简化了 批量生产过程 如果某电子元部件失效,装有连接器时可以 快速更换失效元部件
易于维修
便于升级
随着技术进步,装有连接器时可以更新元部 件,用新的、更完善的元部件代替旧的
使用连接器使工程师们在设计和集成新产品 提高设计的灵 时,以及用元部件组成系统时,有更大的灵 活性 活性。
连接器座体具有如下作用:
1。支撑接触部份(插针、簧片等),使 之牢固正确就位 2。防尘、防污和防潮,保护接触部份和 导体 3。使电路彼此绝缘
底座
底座和座体的主要差别在于底座总是与 电路引脚安装在一起,而座体只是空壳。 底座有两种形式:有罩的和无罩的。护 罩是指连接器的插针和插座,在交合部 份周围用座体或护裙作成的保护罩。 底座还有摩擦锁紧型(friction lock style) 的,它是部份有罩的底座,但是具有锁 紧装置,它使底座与座体的结合更可靠
高温尼 Stanyl 龙 Celanex 聚 酯 Crastin PBT Valox 聚 酯 - Thermx PCT Valox
PPS
Fortron Supec Rytron Zenite Vectra Xydar
LCP
强度与韧性的超级组合。适于 SMT 。能够塑铸出薄壁。优异 成本高。比其它热塑性塑料柔 的化学耐受性。尺寸稳定(不 性差。颜色少 易吸潮)。无塑造时溢料
六 连接器的性能
额定电压
额定电压又称工作电压,它主要取决于 连接器所使用的绝缘材料,接触对之间 的间距大小。连接器的额定电压事实上 应理解为生产厂推荐的最高工作电压。
额定电流
额定电流又称工作电流。在连接器的设 计过程中,是通过对连接器的热设计来 满足额定电流要求的,因为在接触对有 电流流过时,由于存在导体电阻和接触 电阻,接触对将会发热。当其发热超过 一定极限时,将破坏连接器的绝缘和形 成接触对表面镀层的软化,造成故障。 因此,要限制额定电流,事实上要限制 连接器内部的温度不超过设计的规定值
采购课讲义
连接器
一. 什么是连接器
连接器是我们经常接触的一种部件。
它的作用非常单纯:在电路内被阻断处 或孤立不通的电路之间,架起沟通的桥 梁,从而使电流流通,使电路实现预定 的功能.
连接器是电子设备中不可缺少的部件, 顺着电流流通的通路观察,你总会发现 有一个或多个连接器。 连接器形式和结构是千变万化的,随着 应用对象、频率、功率、应用环境等不 同,有各种不同形式的连接器。
NEDA主持制订的这个标准,称为连接器部件分类等 级(Levels of Packaging)。现摘要叙述于下表:
等级 0 描述 IC 芯片或芯片到封装的连接器 请注意第1个等级是 "0" 级,不是 "1" 级。此级实际上并不涉 及连接。 0 级就是集成电路芯片。 IC 组件或组件到(电路)板的连接器 当IC芯片安装在电路板的插座中时,就是1级连接。 ( 印 制 ) 电 路 板 ( PCB ) 到 ( 印 制 ) 电 路 板 的 连 接 器 2级连接器用于印制电路板之间的连接。. 导线到电路板或分组合到分组合的连接器 3级连接器连接印制电路板和分组合、或是连接两个分组合。 分组合是电子产品的组成部分。 机箱到机箱或输入/输出连接器4级连接器 提供功率或信号连接。一般的经验是:当连接涉及到音频或视 频信号时,或是连接网络和计算机时,要使用4级连接器。
它使设计和生产过程更方便、更灵活, 降低了生产和维护成本。
三 连接器的分类
连接器有不同的分类方法。按照频率分, 有高频连接器和低频连接器;按照外形 分有圆形连机器,矩形连机器;按照用 途分,有I/O连接器,背板连接器,电源 连接器,特殊用途连接器等等。 美国国家电子配销商协会(NEDA, 即 National Electronic Distributors Association缩写,它是一个工业教育组 织 ),制订了一部连接器分类标准和术语。
端子&座体装配力
端子&座体插入力
端子&座体拔出力
装配后端子&Wafer 装配力
端子&Wafer插入力
端子&Wafer拔出力
此参数还分为单Pin/总体插入/拔出力 厂商在设计时,如PIN数太多,会考虑使用低插入 (拔出)力款式,以防插拔困难
线材与端子拉力
端子与线材拉力
插拔寿命
连接器在使用过程中,会有插入及拔出 的动作,这样就需规定其的机械(插拔)寿 命,在此寿命前, 连接器的接触电阻,绝 缘电阻和耐压等指标不应超过规定的值。
例如,球场上点灯用的连接器和硬盘驱 动器的连接器,以及点燃火箭的连接器 是大不相同的。 但是无论什么样的连接器,都要保证电 流顺畅连续和可靠地流通
二 为什么要使用连接器?
设想一下如果没有连接器会是怎样? 这时电路之间要用连续的导体永久性地 连接在一起 例如电子装置要连接在电源上,必须把 连接导线两端,与电子装置及电源通过 某种方法(例如焊接)固定接牢。这样 一来,无论对于生产还是使用,都带来 了诸多不便
Crimping(铆压式)
压接是为使金属在规定的限度内压缩和位移并将导线连 接到接触对上的一种技术。好的压接连接能产生金属互 熔流动,使导线和接触对材料对称变形。这种连接类似 于冷焊连接,能得到较好的机械强度和电连续性,它能 承受更恶劣的环境条件。目前普遍认为采用正确的压接 连接比锡焊好,特别是在大电流场合必须使用压接。压 接时须采用专用压接钳或自动、半自动压接机。应根据 导线截面,正确选用接触对的导线筒。要注意的是压接 连接是永久性连接,只能使用一次
座体使用的塑料
塑胶
商品名称
优点
缺点
尼龙
Celanese Zytel Vydyne
高强度,柔韧性好。化学耐受 易吸潮湿造成尺寸不稳定及机 性优异。可用多种技术和成本 械和电气性能下降。塑造时易 较低 溢料(mold flash) 适合SMT 。高强度,高韧性和 易吸潮湿造成尺寸不稳定及机 优异的延展性。优异的化学耐 械和电气性能下降。塑造时易 受性 溢料。成本比普通尼龙高 尺寸稳定(不易吸潮)。优异 不适于 SMT 。成本较尼龙稍 的化学耐受性。高强度 高。 适于SMT。尺寸稳定。优异的 可能会碎。塑造时易溢料。比 化学耐受性。高强度 PBT成本高 适于SMT。优异的化学耐受性。易碎。塑造时易溢料。成本比 尺寸稳定(不易吸潮) 多数热塑性塑料都高。颜色少
接触部份
连接器中的接触部分把要相连接的两部份导体 (或导线)结合在一起。结合后,电路就被接 通,电流流过连接器。接触部份有两种主要类 型:端子(terminal)和插针(pin)。 端子(或插针)具有两个端部:前端和后端。 前端总是结合端,它同另一端子交合形成接触。 后端总是起端接作用,或是压接或接连导线 (导体)
七 连接器的接续方式
端接方式是指连接器的接触对与电线或 电缆的连接方式。合理选择端接方式和 正确使用端接技术,也是使用和选择连 接器的一个重要方面
Solder (焊锡式)
焊锡连接最重要的是锡 丝与被焊接表面之间应 形成金属的连续性。因 此对连接器来说,重要 的是可焊性。连接器焊 接端最常见的镀层是锡 合金、银和金
改善抗腐蚀性和可焊接性 用于较低档次产品 用于高档次产品 极好的抗腐蚀性 价格昂贵 (有选择地电镀在接触区域的关键部位) 比金便宜 极好的抗腐蚀性 薄镀金改善抗磨损性能 比金难电镀 用作电镀的屏障层
定位和键
定位的作用是顺利导入及固定 :连接器 在对接时,为方便插入,都会设计定位, 以保证顺利导入 键的作用是防呆:连接器往往是多插针 和座孔的,因此必须保证插脚对号入座, 如果操作人员疏忽,应不能插进去,以 防插错或插反,造成电路事故。 很多情况下,定位及键是同一部分
耐压
耐压就是接触对的相互绝缘部分之间或 绝缘部分与接地之间,在规定时间内所 能承受的比额定电压更高而不产生击穿 现象的临界电压。它主要受接触对间距 和爬电距离和几何形状,绝缘体材料以 及环境温度和湿度,大气压力的影响
虽然通常使用的连接器是传输信号,不 会使用在高压环境,但耐压及绝缘电阻 值优越时,其对高频下的信号正确性是 很重要的
镀层
把连接器的接触部份电镀,是为了改善 导电性、抗腐蚀和抗磨损性,提高可焊 性。具有良好机械性能(如可成形性, 弹性)的金属,常常不具备优良的导电 性、抗腐蚀和抗磨损性以及可焊接性。 耐侵蚀由弱至强为:铝,锌,铁,镉, 镍,锡,铜,银,钯,金 (钾钙钠镁铝锌铁锡铅铜汞银铂金)
连结器的镀层材质
镀 层 锡和锡铅合金 金 钯镍 (表面镀薄层金) 镍 特 性
四 连接器的组成及术语
座体 (housing, 胶芯, 本体, 线端) 底座 (header, wafer, 板端) 接触部份 (contacts)- 端子 连接器用的金属(外壳, 前壳, 铁壳) 公/母( Plug, Header/Jack,HSG, Socket) 镀层 键和定位(key)
座体
接触电阻
接触电阻是指两个接触导体在接触部分 产生的电阻。
绝缘电阻
绝缘电阻是指在连接器的绝缘部分施加 电压,从而使绝缘部分的表面内或表面 上产生漏电流而呈现出的电阻值。它主 要受绝缘材料,温度,湿度,污损等因 素的影响。连接器样本上提供的绝缘电 阻值一般都是在标准大气条件下的指针 值,在某些环境条件下,绝缘电阻值会 有不用程度的下降
连结器的金属材质
材质 组成 优点 最便宜 强度与弹性好 成形质量好 比黄铜弹性好 比黄铜更坚固 优异的导电率 强度和弹性异常好 良好的来自百度文库腐蚀和抗磨损 性能 缺 点 受应力和腐蚀易裂 损 比黄铜导电率低 价格比黄铜贵得多 价格昂贵 具有高硬度,额外 磨损冲压和加工设 备
黄铜
铜和锌
磷青铜
铜和锡
铍 铜 (Be铜和铍 Cu)
SMT(Surface Mount Termination)
SMT(表面贴装)是板 端Conn 快速接续的 方式,其于板端的连 接部分预先填上膏状 锡料,后以专用机器 将Conn准确置于板端 的线路上,经过高温 后使其接续。所以 SMT的conn的塑胶及 电渡皆须能承受高温。
DIP
DIP(直插式组装),板端Conn 的一种 接续方式,CONN的接续脚会较长, 以插入对应板上的孔内,再以浸锡 的方法焊接
1 2
3
4
关于上述连接器等级,需要注意:
1. 某些连接器可以不止用于一个等级, 例如3级连接器可以用于2级或4级。又如 标称为4级的输入/输出用插头、插座, 也可以用于导线到电路板或板到板连接。 2. 实际工作中很少按照上述级别谈及连 接器,而是按照连接器的外观形式和连 接方式来讨论它,如板到板,板到线, 线到线及其的专有名称,如USB,DVI等。 级别是用于学习和分类连接器的。
Wrap(缠绕)
绕接是将导线直接缠绕在带棱角的接 触件绕接柱上。绕接时,导线在张力 受到控制的情况下进行缠绕,压入并 固定在接触件绕接柱的棱角处,以形 成气密性接触。绕接导线有几个要求: 导线直径的标称值应在 0.25mm~1.0mm范围内;导线直径不 大于0.5mm时,导体材料的延伸率不 小于15%;导线直径大于0.5mm时, 导体材料的延伸率不小于20%。绕接 的工具包括绕枪和固定式绕接机
间距越小虽可节约空间,但对于生产, 加工都会越发困难,且在频率越来越高 的情势下,串拢会更严重。 在同一连接器中,其的pin 距也非统一, 如 有些pin 之间为2.0 , 有些pin 则是2.54, 但这种情况极少, 基本是在I/O 类conn , 其由于不同pin 的功能不一而设计不同的 pin 距,如设计大一点pin 距来走电源等
五 连接器的间距
连接器的间距(pin 距)指连接器内相邻两 pin之间的距离 CONN间距太大则会占很多的空间,应现 在的产品设计往小型化方向的趋势,所 以连接器的PIN距由最初的大间距在向小 间距发展
连接器的常用间距有0.635, 0.8, 1.0 , 1.25, 1.27, 1.5, 2.0, 2.5, 2.54, 3.96, 4.0(mm) 知名连接器厂商JST则是以间距来进行区 分及命名,如PH---2.0, SH---1.0。台制 产商JWT ,TU亦是
IDC (刺破式)
刺破连接又称绝缘位移连接,具有可靠 性高、成本低、使用方便等特点,它适 用于带状电缆的连接。连接时不需要剥 去电缆的绝缘层,依靠连接器的“U” 字形接触簧片的尖端刺入绝缘层中,使 电缆的导体滑进接触簧片的槽中并被夹 持住,从而使电缆导体和连接器簧片之 间形成紧密的电气连接性。它仅需简单 的工具,但必须选用规定线规的电缆 。