线对板连接器原理和应用

线对板连接器原理和应用

使用和连接的基本常识

线对板连接器有何独特之处？

系统和电子设备中的印刷电路板接收/发送信号的输出功率时〃需要与基片外部进行连接。很多情况下〃印刷电路板和基片之间存在一定距离〃需要电线来连接。长距离连接可以通过将电线焊锡至基片来实现。不过出于对功能性的考虑〃通常使用多针线对板连接器来连接。

线对板连接器的结构很简单：将电极（触点）放置在外壳（胶壳）中。触点有两种类型：棒状或片状的“插头”和“插座”。把插头完全挤进插座中并覆盖〃实现“配对”。（图1）一般来说〃插座与电线相连〃插头与基片相连〃但这可以视乎用法而对调。电线和触点的连接一般使用“压力接合”技术实现〃比如压接端子。连接电线和触点也可以使用“压力焊接”。压焊技术用于低电流连接〃以简单地把绝缘线连接到触点的方式〃允许全面连接。这种方法虽然方便〃但耐久性也许因此降低。以上两种技术可以避免焊锡技术造成的过热〃保护连接不受到损害。此外〃气密连接区域由于不会暴露在空气之中〃可以保持连接稳定。（图1、图2）

图1：线对板连接器图例

泰科电子Dynamics系列图例

图2：电线连接图例

（压焊技术连接截面图）

合适连接器选择指南

电线的数量和形状重要吗？

选择合适的连接器时〃的确要首先考虑连接电线的数量和形状。不过同时也必须考虑电路中的电流和触点压力问题。电路电流决定着电线直径〃电线直径决定选取什么样的连接器最合适。基于不同的电线直径〃有几类触点可以选择。触点不仅需要符合导体直径〃也需要符合绝缘胶料的直径。选择触点电镀层的时候〃需要了解电流和触点压力数据〃以及连接器使用的环境情况。不同类型连接器适用的电流和触点压力不同。一般来说〃低电流、低压力连接器使用稳定性高的镀金片〃其他类型的连接器使用价格划算的镀锡片。针数也是一个需要考虑的因素。插拔连接器时会产生意想不到的高能量〃这是因为每一个触点都产生能量〃因此针数越高产生的能量就越大。镀金的情况下〃可以减少每个触点的接触压力〃镀锡时就不行了。镀锡片需要相对较高的接触压力〃因此允许的最大针数要小于镀金。（图3）换句话说〃镀金片应该在低电流的情况下与多针连接器一起使用。请注意〃一个单独的连接器不能同时使用镀金和镀锡材料；金锡混合会引发高度电离作用。电离作用会产生冷凝〃冷凝会导致腐蚀现象。为了防止意外混杂不同金属〃最好在同一套或同一应用中使用同一种电镀。同时也需保证在制造和维护设备时不会出现物质混杂现象。

图3：电镀类型和相应最大针数

设计连接器时需要考虑的因素

因为连接器的目的就在于连接，所以设计起来很容易。

尽管连接器组件结构很简单〃但设计时仍需谨慎。例如〃电线中的电流高时〃需要进行降额〃因为每一根电线都会导致温度上升。（图4）

图4：基于针数的降额图例

设计连接器时也需要考虑到人为失误问题〃因为特别是制造线对板连接器时需要手动操作。错插现象就是一类典型的人为失误：用户将连接器接在了错误位置〃或连接方向错误。经常有使用者认错连接器或强行反向插入〃而且还意识不到错误。因此很多连接器设计成不对称形状〃只能以一个方向接插。这种方法可以避免错插〃但更重要的是结构在设计上可以将人为失误几率降到最低。比如〃设计时应该避免将多个连接器连接到单一基片上〃因为这会导致错插。如果同一类型的连接器必须要连接到单一基片上〃则需要用不同颜色标明〃或使用防止错插的钥型插头（keying plug）。（图5）某些类型的连接器结构（钥型）也可以防止胶壳的错插现象。

最后〃工作空间狭小也是一个常见的失误。组装和维修时〃如果能留出足够的工作空间〃这个失误是可以避免的。设计时需要在工作台上清晰划分包括线束在内的不同部件的位置。因为工作空间规划与板子和结构设计有关〃犯这种错误的几率比想象中要高。

图5：钥型插头防止错插

安装和操作

安装时需要注意什么

首先〃压接时〃必须使用合适的工具〃比如连接器用压接器和手工操作的压力接合工具。用钳子来压形并不能保证完美连接。此外〃维修更换电线或修改电线错误位置时〃也必须使用指定的“拔出工具”来拔出触点。第二〃必须垂直插入连接器。如果工作空间狭小〃必须小心不要歪着插入连接器。同时也要保证压力结合触点完全插入胶壳中。切记〃没有完全连接的连接器配对在应用后并不会立刻检测出来〃但也许会在以后出现问题。

安装的时候要避免对胶壳和触点施压。用力弯曲电线或在连接器附近合并电线等行为都会造成损伤。（图6）

图6：如何避免损害连接器