连接器可靠性设计及验证
电连接器可靠性设计探讨
电连接器可靠性设计探讨摘要：电连接器是航空、航天、电子、海洋等领域先进系统和设备应用的重要的基础电子元器件，必须高度重视其可靠性设计工作并认真作好。
基于此，本文对电连接器可靠性设计进行了探讨，以供参考。
关键词：电连接器，可靠性，设计电连接器作为一种基础电器元件，用于实现电信号的传输和控制以及电子与电气设备之间的电连接，在航天、电子、通信等行业中应用广泛。
一个复杂的航天系统要求有数以千计的各类电连接器，例如某一型号发射任务，仅地面设备就需各种电连接器3400多套。
电连接器要求在各种恶劣的环境、各种苛刻的条件下可靠地沟通电路、传递信息来实现特定的功能，其可靠性直接影响到火箭和导弹等工程系统能否可靠地工作。
据统计，目前各种系统的失效或故障现象的 70%是由元器件的失效而产生的，在这其中又有40%是由电连接器的失效而产生的。
电连接器已被列为国内外公认的四种可靠性较差的元件之一，电连接器可靠性也成为国内外的研究热点。
1国内连接器可靠性研究1.1电连接器失效分析电连接器的失效模式包括电接触失效、机械连接失效、绝缘失效以及其他失效，电连接器的电接触不实、绝缘不良、结构不够稳固以及密封不好成为航天级连接器失效最为常见的原因。
电连接器失效主要由电接触不良导致。
电接触不良主要是因为环境恶劣、微动磨损。
针对电接触失效问题，应将研究的发力点放在优化接触电阻、接触膜层等研究方向，通过理论与实际相结合的原则，利用电连接器微动损耗以及接触薄膜层生成原理，建立电连接器接触失效的数学模型，从而解决电接触失效问题。
绝缘失效也是电连接失效中应该重点考虑的问题。
电连接器接触之间的绝缘电阻的电阻值达不到目标值，使接触之间出现线路短路，是绝缘失效产生的重要原因。
1.2电连接器可靠性设计考虑因素为了保证电连接器的可靠性，设计人员必须拿出合适的可靠性设计方案，在对电连接器进行设计的时候，应优先考虑影响电连接器可靠性的各种因素。
电连接器可靠性设计的内容主要是设计思想、设计原则、设计依据、设计程序、设计指标、设计内容以及设计应用技术等七个方面。
连接器设计手册要点
连接器设计手册要点1.介绍连接器的基本知识：连接器的定义、组成部分、分类和主要功能。
具体包括连接器的定义、连接器的分类、连接器的主要组成部分、连接器的功能。
2.详细介绍连接器的材料和制造工艺：不同材料和制造工艺对连接器性能的影响。
重点讨论连接器材料的选择、制造工艺的选择和连接器的成型工艺。
3.连接器的功能和性能参数：介绍连接器的功能和主要性能参数，如电气参数、机械参数、环境参数等。
重点讨论不同类型的连接器的特点，如信号连接器、电源连接器、数据连接器和光纤连接器。
4.连接器的设计原则和方法：介绍连接器设计的基本原则和方法，以确保设计的可靠性和可靠性。
重点讨论连接器的结构设计、接触设计、固定设计和环境适应性设计。
5.连接器的可靠性和可靠性测试：介绍连接器的可靠性要求和可靠性测试方法，以确保连接器在不同环境下的可靠和稳定性能。
重点讨论连接器的可靠性要求、可靠性测试方法和连接器寿命预测。
6.连接器的应用概述：介绍不同领域中连接器的应用，如电子设备、航空航天、汽车、通信等领域。
重点讨论连接器在不同应用领域中的特点和要求。
7.连接器的选型指南：提供连接器选型的指南和建议，以帮助工程师和设计师选择合适的连接器。
重点讨论连接器的选型原则、选型流程和选型考虑因素。
8.连接器的故障分析和故障排除：介绍连接器的常见故障分析和故障排除方法，以解决连接器在使用过程中出现的问题。
重点讨论连接器的常见故障、故障分析方法和故障排除方法。
9.连接器的未来发展趋势和挑战：展望连接器的未来发展趋势和面临的挑战，如高速连接器、微型连接器和无线连接器等。
重点讨论连接器的发展趋势、面临的挑战和未来方向。
10.关键参考：提供连接器设计和应用方面的关键参考资料和文献，在连接器设计和应用过程中提供指导和支持。
连接器设计手册是连接器设计和应用领域的权威参考，对工程师和设计师来说是一本必备的工具书。
通过掌握手册中的要点，工程师和设计师可以更好地理解连接器的性能和特点，选择适合的连接器，并进行有效的设计和应用。
可靠性试验设计规范
Photop Technologies, Inc.
光纤线分四种类型进行验证：250um裸光纤，紧套管光纤，松套管 光纤，加强光缆。如果松套管同时受力，则按松套管光纤要求进 行验证；如果不受力，则按紧套管或裸光纤进行验证。通常，松 套管是PVC,或Hytry材料会延伸裸光纤的受力，增加裸光纤的抗 摩擦能力，但不会延伸拉伸的力。
✓ 扭曲测试 ✓ 侧拉测试 ✓ 光缆保持力测试 距离器件与光纤接触面10cm处施力1分钟，速率400 μm/s。
➢ 允许的终端和引线 器件的引脚需镀金（若为金手指接口）或者镀锡，或者在热焊料中浸润。 另外，为了释放引脚表面应力和避免锡须的形成，如果在镀层的形成和引 脚工艺中要采用回流焊，则锡镀层含铅量必须小于2%。
Photop Technologies, Inc.
2. 性能测试
2.1 光电、机械性能测试 所有的产品都要进行相关的光电、机械等方面的测试，至少要包括SPEC 定义的所有参数。
3.3 燃烧性 器件的燃烧性需满足以下之一 ✓ 通过针焰测试 ✓ 满足UL94V0 ✓ 满足UL94V1，并且示氧值≥28％
3.4 剪切力测试----通常需满足2X。
3.5 可焊性 光电器件或模块的终端或引线需进行可焊性测试。
3.6 引线结合 光电器件或模块的金属引线需进行引线结合力测试。
Photop Technologies, Inc.
➢ 不可控DWDM温度影响 要求与可控一致，高温由60 提高至85℃，低温从－10℃降低 到－40℃。
航天产品部件可靠性分析简介
航天产品部件可靠性分析简介第一篇：航天产品部件可靠性分析简介航天电连接器的可靠性分析电连接器及其组件是航天系统工程重要的配套接口元件，散布在各个系统和部位，负责着信号和能量的传输。
其连接好坏，直接关系到整个系统的安全可靠运行。
由电连接器互连组成各种电路，从高频到低频、从圆形到矩形、从通过上百安培的大电流连接器到通过微弱信号的高密度连接器、从普通印制板连接器到快速分离脱落等特种连接器，几乎所有类型品种的电连接器在航天系统工程中都得到了大量应用。
例如某型号地面设备就使用了各种电连接器400套。
任何一个电连接器接点失灵，都将导致航天器的发射和飞行失败。
战术导弹弹体内的导引头、战斗机、发动机、自动驾驶仪等关键部件，都是通过由电连接器为基础器件，使成百上千个接点的电缆网组成一个完整的武器互连系统，一个接点出现故障，即会导致整个武器系统的失效。
一、航天电连接器的可靠性分析电连接器的可靠性包括固有可靠性和使用可靠性两方面。
图1列出了影响电连接器可靠性的主要因素。
1．固有可靠性电连接器的固有可靠性一般是指电连接器制造完成时所具有的可靠性，它取决于电连接器的设计、工艺、制造、管理和原材料性能等诸多因素。
电连接器制作完成后，其失效模式和失效机理已固定，因此只有在可靠性设计的基础上，保证生产线上严格采取可靠性技术措施（如生产工艺的严格控制、生产环境条件的控制、各工序过程中的质量检测等），才能保证电连接器的固有可靠性。
(1)设计可靠性①合理选材选材是保证电连接器电性能和可靠性的重要前提，电连接器所用材料决定了工作温度上限，而起决定作用的是绝缘材料、环境密封电连接器所用的密封材料、胶粘材料、壳体和接触件所用材料等。
材料选用涉及连接器的力学、电气、环境等性能要求和材料本身的理化性能等。
其中材料热学性能（耐热温度、热导率、高温强度及热变形等）是设计必须考虑的主要因素。
电连接器绝缘体选用不同的绝缘材料，其绝缘耐压等电气性能也有明显差异。
连接器可靠性测试项目及其测试标准
连接器检测一般涉及以下几个项目：插拔力测试、耐久性测试、绝缘电阻测试、振动测试、机械冲击测试、冷热冲击测试、混合气体腐蚀测试等。
连接器具体测试项目如下：（一）连接器插拔力测试参考标准：EIA-364-13目的：验证连接器的插拔力是否符合产品规格要求。
原理：将连接器按规定速率进行完全插合或拔出，记录相应的力值。
（二）连接器耐久性测试参考标准：EIA-364-09目的：评估反复插拔对连接器的影响，模拟实际使用中连接器的插拔状况。
原理：按照规定速率连续插拔连接器直至达到规定次数。
（三）连接器绝缘电阻测试参考标准：EIA-364-21目的：验证连接器的绝缘性能是否符合电路设计的要求或经受高温，潮湿等环境应力时，其阻值是否符合有关技术条件的规定。
原理：在连接器的绝缘部分施加电压，从而使绝缘部分的表面或内部产生漏电流而呈现出来的电阻值。
（四）连接器耐电压测试参考标准：EIA-364-20目的：验证连接器在额定电压下是否能安全工作，能否耐受过电位的能力，从而评定连接器绝缘材料或绝缘间隙是否合适。
原理：在连接器接触件与接触件之间，接触件与外壳之间施加规定电压并保持规定时间，观察样品是否有击穿或放电现象。
（五）连接器接触电阻测试参考标准：EIA-364-06/EIA-364-23目的：验证电流流经接触件的接触表面时产生的电阻值。
原理：通过对连接器通规定电流，测量连接器两端电压降从而得出电阻值。
（六）连接器振动测试参考标准：EIA-364-28目的：验证振动对电连接器及其组件性能的影响。
振动类型：随机振动，正弦振动。
（七）连接器机械冲击测试参考标准：EIA-364-27目的：验证连接器及其组件耐冲击的能力或评定其结构是否牢固。
测试波形：半正弦波，方波。
（八）连接器冷热冲击测试参考标准：EIA-364-32目的：评估连接器在急速的大温差变化下，对于其功能品质的影响。
（九）连接器温湿度组合循环测试参考标准：EIA-364-31目的：评估连接器在经过高温高湿环境储存后对连接器性能的影响。
微小型高密度耐高压电连接器可靠性设计
第５期２０２３年１０月机电元件ＥＬＥＣＴＲＯＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＣＯＭＰＯＮＥＮＴＳＶｏｌ ４３Ｎｏ ５Ｏｃｔ ２０２３收稿日期：２０２３－０５－１０微小型高密度耐高压电连接器可靠性设计伏宁娜，李成宾，张 翔，李 帅，张洪彬（郑州航天电子技术有限公司，河南郑州，４５００６６） 摘要：小型化高压电连接器与电真空器件配套，是小型化、轻量化、高集成度的系统设备中不可缺少的核心元器件，其设计的可靠度直接影响了小型化装备运行的安全性。
本文通过对连接器小型化耐高压结构、界面气隙及密封设计等方面的技术研究，着重叙述了微小型高密度耐高压连接器的产品结构和设计方法，探索了影响高压连接器性能的关键因素。
关键词：微小型；耐高压；连接器；设计Ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－６１３３．２０２３．０５．００２中图分类号：ＴＰ３９１ ９ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０００－６１３３（２０２３）０５－０００７－０３１ 引言高压电连接器作为一种高压信号传输元器件，主要用于航空航天电子设备、大功率雷达系统、电子对抗系统、激光装备系统、Ｘ射线装置、行波管和高压电源输送等设备中，与电真空器件配套，是系统工程中不可缺少的部分。
不过，随着整机设备小型化、轻量化、高集成度方向的发展，现有耐高压连接器逐渐暴露出体积过大、轴向尺寸过长、重量过大的缺点，与相应的型号装备发展极不平衡，已严重制约其在小型化型号装备上的应用，且现有的单芯或少芯数已不能满足布线布局需求，故对耐高压电连接器的产品结构、技术性能指标等提出了更高的要求，同时对电连接器提出了耐环境、小型化、轻量化、插拔操作快捷、便于安装固定等要求。
２ 耐高压电连接器的发展历程２．１ 国外发展历程耐高压电连接器在国外早已形成系列化、型谱化生产，广泛使用在型号系统中，美国早在１９７１年制定了核设备用高压电连接器美国国家标准（ＡＮＳＩＮ４２．４－１９７１）。
ＴｙｃｏＡＭＰ公司是最早从事耐高压电连接器产品研制和生产的公司之一，拥有一系列具有自主知识产权的高压电连接器产品，下图１所示的ＬＧＨ系列引线装置为单芯螺纹连接，其特点是体积较小、重量轻、可靠性高，电连接器寿命长，高低空都有优良的耐电压性能，但导线必须先模压在插头中，对需要不同安装线长度的场合通用性较差，电连接器制造工艺复杂，对模具、材料、加工工艺要求高。
电连接器六性分析报告
电连接器六性分析报告电连接器作为电子设备中不可或缺的关键组件，其性能的优劣直接影响着整个系统的可靠性和稳定性。
为了全面评估电连接器的性能，我们对其“六性”——可靠性、维修性、保障性、测试性、安全性和环境适应性进行了深入分析。
一、可靠性可靠性是电连接器最重要的性能指标之一，它反映了电连接器在规定的条件下和规定的时间内，完成规定功能的能力。
影响电连接器可靠性的因素众多，包括设计、材料、制造工艺、使用环境等。
在设计方面，合理的结构设计能够减少接触电阻、提高插拔寿命，并降低失效的风险。
例如，采用多点接触的设计可以增加接触的稳定性，减小接触电阻的波动。
材料的选择也至关重要。
优质的导电材料，如铜合金，能够提供良好的导电性和耐腐蚀性，而绝缘材料则需要具备高绝缘电阻、耐磨损和耐高温的特性。
制造工艺的精度和稳定性直接影响电连接器的质量。
例如，精确的冲压、注塑和电镀工艺可以保证零件的尺寸精度和表面质量，从而提高接触的可靠性。
使用环境中的温度、湿度、振动和冲击等因素也会对电连接器的可靠性产生影响。
在高温环境下，材料的性能可能会下降，导致接触电阻增大；在潮湿环境中，容易发生腐蚀和绝缘性能降低的问题；而振动和冲击则可能导致接触不良甚至零件损坏。
为了提高电连接器的可靠性，我们需要在设计阶段充分考虑各种因素，选择合适的材料和制造工艺，并在使用过程中进行严格的质量控制和可靠性测试。
二、维修性维修性是指电连接器在发生故障后，能够迅速、方便地进行修复或更换的能力。
良好的维修性可以减少设备的停机时间，提高系统的可用性。
电连接器的维修性主要取决于其结构设计和标识。
易于拆卸和安装的结构设计可以大大缩短维修时间。
例如，采用插拔式连接方式的电连接器，在维修时只需直接插拔即可，无需复杂的工具和操作。
清晰的标识也是提高维修性的重要因素。
标识应包括连接器的型号、规格、引脚定义等信息，以便维修人员能够快速准确地识别和更换故障的连接器。
此外，维修性还与备件的供应和维修工具的可用性有关。
连接器的可靠性设计
连接器的可靠性设计连接器是电子设备中不可或缺的组件，其可靠性设计对于电子设备的性能和稳定性具有重要影响。
下面将从连接器的物理可靠性和电气可靠性两方面进行详细介绍。
一、物理可靠性设计：1.材料选择：连接器的外壳和引脚需要能够承受各种环境条件下的物理压力、温度变化和湿度等，因此材料选择非常重要。
常见的连接器材料有金属、塑料和陶瓷等，需要选择具有良好机械和化学性能的材料。
2.结构设计：连接器的结构设计需要考虑力学强度、连接稳定性和紧固性等因素。
通过设计加固结构和密封结构，可以确保连接器具有足够的力学强度和防尘防水性能。
同时，采用可靠的接触结构和引脚设计，可以提高连接器的稳定性和接触可靠性。
3.导电性能：连接器的导电性能决定了信号的传输效果和电流的可靠性。
为了提高连接器的导电性能，需要选择导电性能好的金属材料，并通过合理的引脚设计和接触面积设计来减小接触电阻。
4.抗振性能：电子设备在运输和使用过程中，往往会受到振动和冲击等物理力的作用，因此连接器需要具备良好的抗振性能。
通过设计抗震结构和使用可靠的接触材料，可以减小连接器在振动和冲击下的变形和断裂风险。
二、电气可靠性设计：1.电流和电压：连接器需要根据使用环境和电气要求选择合适的额定电流和电压。
在设计连接器时，需要根据电流和电压进行合适的导线、引脚和插座设计，以确保连接器在额定电流和电压下的正常工作。
2.电绝缘性能：连接器的电绝缘性能决定了其在高压条件下的安全性能。
通过选择合适的绝缘材料和设计绝缘结构，可以提高连接器的绝缘能力，避免电气短路和漏电等安全隐患。
3.防干扰性能：连接器需要具备良好的防干扰能力，以避免外界信号对连接器内部信号的干扰。
通过设计屏蔽结构和使用抗干扰材料，可以提高连接器的防干扰性能，确保信号传输的稳定性和可靠性。
4.插拔次数：连接器的可靠性设计还需要考虑其插拔次数。
通过选择耐用的材料和合理的结构设计，可以提高连接器的耐用性，延长其使用寿命。
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連接器可靠性設計及驗証一 .產品設計流程1. 產品設計一般情況下有以下流程:產業趨向或客戶需求必要條件設計及分析 材料分析工具,測試工具設計原型及确認規格承認生產標准化2. 產業趨向或客戶需求指產業標准或客戶標准3. 必要條件由產業標准或客戶標准制訂的技術參數.4. 設計及分析對照必要條件設計產品結构,運用材料分析工具,測試工具計算和測試設計能否滿足必要條件.5. 設計原型及确認設計模型的建立及審查确認,樣品的制作及測試确認.6. 規格承認依客戶需求條件測試產品性能制作”規格承認書”送客戶承認.7. 生產標准化批量生產前制訂的作業標准,如SOP,SIP,BOM二 .連接器設計中的常用參數1. 低電壓電阻(Low level circuit resistance)供應電壓電流不會改變物理接触面的大小和接触面的氧化物及薄膜的情況下,評估接触系統的接触電阻特性,測試最大電流為100mA,最大開路電壓為20mV.2. 絕緣電阻(Insulation resistance)當直流電位供應于相鄰的接触點或供應于接触點最接近的金屬之間時,檢測絕緣物質的電阻.3. 耐電壓(Dielectric withstanding voltage)當系統電壓突然增加或因為切換,產生瞬時超額電位時連接器能保持安全無損時能承受的電壓.4. 正向力(Normal force)接触系統在正常使用的情況下,接触點承受的与接触面垂直的壓力.5. 耐久性(Durability)因接触面在插拔時會有磨損,該磨損會降低連接器的机械和電气性能,在設定的環境下,連接 器插拔一次為一個循環﹐以連接器能承受的最小插拔循環次數來評估連接器的耐久性. 6. 插拔力(Insertion force and extraction force) 連接器在正常使用時的插入力和拔出力. 7. 振動(Vibration)評估當机械力作用而引起的在接触面上的微小變動,對于接触系統的電气特性定度之影響. 8. 机械沖擊(Mechanical shock)檢測連接器的机械和電气上的完整性,當連接器裝置作用于電子設備時可能會在處理,運輸等 情況下受到的震動. 9. 冷熱沖擊(Thermal shock)檢測當連接器暴露于极高溫和低溫時的電阻,或貯存,運輸,使用時最糟情況下的沖擊. 10. 溫度壽命(Temperature Life)當暴露于一個因為溫度改變而使得机械性質失效的高溫環境中,評估這种環境對于電气穩定 性的沖擊.高溫會導致接触而的氧化及降低端子正向力,使得電气性能降低. 11. 溫濕循環(Thermal cycling with humidity)當暴露于會產生高溫/潮濕而使得机械性質失效的環境中評估這种環境對接触系統電气穩定 性造成的影響.這些影響有濕气加速接触面氧化,接触面間的微小粒子的氧化,底層金屬的氧化.氧化被膜將 降低連接器的電性能.三 .底電壓 電阻參數設計1. 接触電阻的計算端子接触面因污染或被氧化形成被膜電阻,接触面的凹击不平形成集中電阻,接触電阻為被 膜電阻与集中電阻之和: R=Rc+Rf 3.1R=接触電阻 Rc=集中電阻 Rf=被膜電阻 a. 集中電阻的計算: P1+P2 4rP1.P2=接触金屬固有抵抗, r=接触面半徑 b.被膜電阻的計算Pf.dπ.r2Rc=3.2Rf= 3.3Pf=被模電阻抵抗率 d=被膜厚度 r=接触面之半徑2.接触電阻与正壓力的關系隨著端子接触時正壓力的增大,接触電阻會下降,如下圖所示:圖3.1集中電阻和被膜電阻体積電阻(m Ω)F1正壓力(N)電阻不穩定電阻穩定接触電阻在F1點達到最小值,當正壓力大于F1時接触電阻穩定不變,此時的電阻由接触系統 的体積電阻決定.當正壓力小于F1時接触電阻不穩定,隨著壓力的增加而下降,其原因是壓力的增大使接触而發 生變形,接触面半徑減小,同時被膜厚度也減小,由公式:P1+P24r P f.d πr 2 知d 的減小和r 的增大會減小Rc 和Rf 表3.2是EDA 7T 端子正壓力与電阻關系接触電阻Rc=Rf=7T端子相關數据如下;t=0.30w=1.00t=7.50材質=磷銅C5191R-H3.端子的額定電流端子中有電流通過時會使端子的溫度上升,使整個連接系統發熱,為避免系統過熱,須規定連接器的最大電流,這個數值為額定電流.額定電流与端子的材質和几何形狀,端子的正壓力有關,端子用導電率高的金屬,增加端子的模截面積,增加端子的正壓力,增加端子接触面積,能增加連接器的額定電流.4.端子橫截面的選擇一定電流通過導体時產生的熱量如下:Q=I2Rt 3.4Q=導体產生的熱量I=導体通過的電流R=導体的電阻t=通電時間導体的電阻用以下公式計算:R=ρ*L/S 3.5R=導体的電阻ρ=導体的電阻率S=導体的截面積L=導体的長度四 .絕緣電阻1.絕緣介質的体積電阻率物体內的自由電子在電壓的作用下產生的移動形成電流,導体內存在大量的自由電子所以電阻很小,相反,絕緣介質內自由電子很少,電阻很大.絕緣介質的絕緣性能用体積電阻率表示,表4.1為常用工程塑料的体積電阻率.通常表面電阻率比体積電阻率小1個數量級.2.絕緣電阻的計算: R=P*T R=絕緣電阻(Ω) P=体積電阻率(Ω/cm) T=材料厚度(cm)3.計算實例:某連接器端子的最小距离為0.20mm,所用塑膠為LCP 求絕緣電阻: R=PT=1017*0.02=2*1015(Ω)=2*109M Ω通常連接器的絕緣電阻要求R>103M Ω,2*109>103.該設計滿足要求.五 .耐電壓參數1.連接器在電壓突然增加時,保持無損坏能承受的最低電壓稱為耐電壓.例如某連接器耐電壓要求是在相鄰近的兩端子間加上500VAC 電壓通電1分鐘. 絕緣材料對電壓的承受能力用絕緣強度來表示.單位KV/mm. 常用塑膠的絕緣強度如下表4.22.耐電壓的計算: V=K*T V=耐電壓值(kv) K=絕緣強度(kv/mm) T=材料厚度(mm)3.計算實例: 絕緣材料為PBT+30%GF,相鄰端子部的最小距离為0.15,求耐電壓值: V=25*0.15=3.75kv)=3750(V)4.耐電壓与塑膠吸水率5.2PA 絕緣強度与含水率比較絕 緣 30 強 度 20(kv)mm)100246810(%)當PA 吸水率達到8%時,絕緣強度由35kv/mm 變化為10kv/mm.六 .正向力端子在接触點上受到与接触面垂直的壓力稱為正向力. 1.端子正壓力的計算端子正壓力在連接器設計中是個非常重要的參數,計算公式如下:dEWt 34L3P=正壓力 d =端子偏移距离 E=彈性系數 W=端子寬度 t =端子厚度 L=端子力臂長度端子最大的正壓力可用以下公式計算:ςminWt 26L Pmax=端子最大正壓力 σmin=端子的彈性极限 W=端子寬度P=Pmax= 6.26.16.計算實例: 端子設計值如下: W=0.60mm T=0.30mm L=4.80mm材料為磷青銅C5191R-H E=11000kg/mm 2σmin=45由公式62計算最大正壓力ςminWt 245*0.6*0.326lPmax 代入公式6.1計算端子最大偏移量.4PL 3EWT3七 .耐久性連接器在正常使用時會有插入和拔出的過程,接触系統會有磨損,其中包括端子接触面的磨損, 塑膠接触面的磨損和外殼接触面的磨損,這些磨損會降低連接器的机械性能和電气性能. 在設定的環境下,連接器插拔一次為一個循環,以連接器能承受最小插拔循環次數來評估連接 器的耐久性.1.端子電鍍對耐久性的影響端子電鍍能大大提高連接器的耐久性,表7.1是端子電鍍金与未鍍端子性能比較:=0.21(mm)6*4.8d=4*0.084*4.8311000*0.60*0.33Pmax==0.084kg表7.2是USB10000次壽命測試中端子電鍍層的改變和接触電壓電阻的變化.2.塑膠材料的選擇選擇摩擦系數小的塑膠和玻璃纖維增強型塑膠能提高連接器的耐久性,几种塑膠的摩擦系數如下表﹕3.正壓力与耐久性一定正壓力是連接系統接触良好的前提,但并非正壓力越大越好.第一是因為當正壓力達到 50~100克力后,系統的接触電阻趨于穩定.不再減小,二是因為過大的正壓力將加重端子接触面的摩損,減小連接器的耐久性.一般情況下正壓力設計為100克力左右.4.摩擦力与耐久性摩擦力計算公式如下:F=u.NF=摩擦力(g)u=摩擦系數N=正壓力(g)摩擦力的存在會使連接器接触部分摩損﹐減小摩擦系數和降低正壓力能減小摩擦力,從而提高連接器的耐久性.八.插拔力連接器正常使用時的插入力和拔出力稱為插拔力.影響插拔力的因素有正壓力﹐摩擦系數﹐端子的构造﹐塑膠的构造等。
1.插入力的計算﹕連接器公母對插時的插拔力如下圖示﹕圖8.1插入力和拔出力滑動摩擦加正壓力分力滑動摩擦X插入A位移PINA由上圖可見﹐插入力在A點達到最大值﹐端子的位移量未到A點時的插入力由兩部分組成﹐一部分是滑動摩擦力﹐另一部分是正壓力的徑向分力。
F=F1+F2 8.1F=插入力F1=摩擦力F2=正壓力徑向分力F1=μN μ為摩擦系數﹐N為正壓力 8.2F2=N sinθθ為插入角﹐N為正壓力 8.3F2=Nsinθ8.3圖8.2端子的插入角F2θ當位移量超過A 點后 F2=0. F=F1 2.拔出力的計算 F=μNF=拔出力﹐μ為摩擦系數﹐N 為正壓力 3.用塑膠倒鉤增加拔出力設計的計算。
在有些情況下為了防止松脫而增加連接器的拔出力﹐在塑膠上設計倒鉤﹐利用塑膠的倒鉤來 增加拔出力。
圖8.3利用凹槽和击點的干涉增加拔出力。
凹槽击槽將如圖的塑膠本体看成一個筒支梁2*ςmax*w*t 2dE wt 3l3九 .振動連接器因机械力作用在接触面上的微小變動會導致電信號的中斷﹐在規定的環境下測試 連接器因机械力作用而引起的微小變動﹐對于接触系統電气特征穩定之影響。
1.測試環境頻率﹕10HZ~2000HZ~10HZ 振幅﹕3mm時間﹕2小時(三個軸向上循環一次為1個循環) 2.滿足條件無100ns 以上的信號中斷 3.影響振動特性的原因一定的正壓力﹐端子的保持力﹐端子的電鍍將影響連接器的振動特性。
十 .机械沖擊連接器在使用和運輸情況下會受到外力作用﹐所以應有足夠鐵机械強度﹐能經受得住安 裝﹐使用和運輸過程中出現的應力。
用机械沖擊特性評估連接器受到外力作用時的机械和電气完整性。
對于質量等于或小于50g 的連接器通過滾筒試驗測試其机械沖擊特性。
連接器在滾筒中 跌落的高度為500毫米。
樣品跌落50次﹐實驗后樣品不應有任何導致帶電部件不能繼續保3l 8.4 P=8.5Pmax=持在位的破碎﹐開裂或變形。