线束连接器培训资料图文精.docx
《线束连接器培训资料图文精.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《线束连接器培训资料图文精.docx（20页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
线束连接器培训资料图文精
连接器培训教材
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。
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。
使用连接器使工程师们在设计和集成新产品时,以及用元部件组成系统时,有更大的灵活性。
提高设计的灵活性
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
便于升级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
易于维修连接器简化电子产品的装配过程。
也简化了批量生产过程改善生产过程
连接器的好处
连接器的分类
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。
4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。
依Molex公司的习惯,3级也包括某些导线到导线连接器。
3（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。
.
2IC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。
1IC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。
Molex公司不生产IC芯片。
但是生产把芯片连接到电路板的插座。
0描述等级
关于上述连接器等级,需要注意如下几点:
■某些连接器可以不止用于一个等级,例如3级连接器QF50及MX50都可以用于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。
■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,如板到板和线到线等。
级别是用于学习和分类连接器的。
连接器的组成和作用
•1导体与连接器
为了解电子互连部件的工作原理,需要知道一些有关导体的常识。
当我们提到导体沟通了电路中的断接处时,实际上是指连接器把两个开路端连接在一起。
电路是指整个电系统,而导体是电流流通的实际通路。
有时你常常看不到实际的导体,因为它被绝缘材料或介电材料包覆着。
有了介电材料导体就可以平行排放,而且不会相互干扰。
下面的表介绍常用导体
高速数据传输,如计算机网络和通信系统
纤维光缆光纤导体有许多种类和模式,但最常见的是玻璃、塑料包覆的硅石英或塑料,光通过它们传导或传输。
办公室设备,保安系统,通信,自动售货机
扁平柔性电缆/扁平平面电路（FFC/FPC它与带状电缆类似,但导体是扁平的,不是圆形的。
导体横截面为矩形且极薄。
计算机和外设印制电路板（PCB
PCB是在敷铜聚合板上,通过蚀刻加工,印制上电路。
计算机和外设带状电缆
名称源自于其外观酷似丝带。
又称为平面电缆。
它是一组平
行导体整体覆以绝缘材料组成的。
导体有两种形式,一种是圆形截面的导体,另一种是扁平柔性电缆（请看下面介
绍。
视频
同轴电缆
它由直径较小的铜导线（内导体同轴地安放在直径较大的
外导体之内,两者之间由介电体隔离和支撑。
它们的最外面在包覆以绝缘材料。
计算机网络电信
双绞线
由两根小号绝缘导线绕绞在一起,覆以外皮而组成的电缆。
两个导线通常良好绝缘。
普通电话电缆和家用导线都是双绞线。
广泛用于多种电子设备
分立导线单根导线或电缆应用
导体
header
contacts-端子和插针连接器用的金属
（线号键和定位
阳锁
接触部份
电路标识
座体
座体（housing
连接器座体具有如下作用:
■支撑接触部份（插针、簧片等,使之牢固正确就位
■防尘、防污和防潮,保护接触部份和导体
■使电路彼此绝缘
上图画出的连接器是直插式（in-line连接器。
直插式连接器的特点是导线从连接器的一半部份接入,从另一半接出。
连接器的这两部份分别称为插头（阳头和插座（阴座。
底座（header
安装在印制电路板上的连接器,其所用的座体称为底座（header,又称基座（base或片座（wafer。
Molex公司采用座体这个名称。
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（frictionlockstyle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（见下页。
无罩底座
无罩底座
摩擦锁紧型有罩底座
单列直针
双列直针双列直角单列直角
座体使用的塑料
座体使用的塑料是热塑性塑料,可以多次熔化和固化。
Molex还收集塑造加工过程的剩余塑料,经粉碎再次利用。
下面介绍用于高温环境的专用塑料。
这种塑料具有优异的耐高温特性。
用于表面贴焊安装（SMT,surfacemountmethodoftermination的连接器需要这种塑料。
还有一种表面插焊安装（SMC,surfacemountcompatible的连接器。
两者的差别在于SMC把插针插入过孔后再焊接在PCB板上;而SMT利用焊脚贴焊在PCB板表面上。
由于需要焊接,塑料必须能耐高温。
也就是说,表面安装用的连接器座体,必须能够承受高温。
（见下图例
SMT,SMC和高温塑料
高温聚酯座体
利用SMC端接方法,
把小型插合的线到板
单列直角底座,装接
在PCB板上利用SMT端接方法,把1.50mm的连接器贴焊在PCB上。
注意焊脚处。
由于它非常靠近座体,所以用高温塑料尼龙Nylon4/6制造,能承受流动焊锡的烧烫。
接触部份（Contacts
•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。
实物的具体形状则变化多端。
下面出示了两者的图例。
端子
插针
端拉端或压接端后端
阳接触端
前端
阴接触端
前端
下表中摘要列出了连接器接触部份采用的金属,以及它们各自的优缺点。
注意接触部分所用的基体金属中都有铜合金,借以保证良好的导电性、导热性、机械性能和可工艺性。
价格昂贵具有高硬度,额外磨损冲压和加工设备优异的导电率
强度和弹性异常好
良好的抗腐蚀和抗磨损
性能铜和铍
铍铜（Be-Cu比黄铜导电率低价格比黄铜贵得多比黄铜弹性好
比黄铜更坚固
铜和锡磷青铜受应力和腐蚀易裂损
最便宜强度与弹性好
成形质量好铜和锌黄铜缺点
优点成分金属
镀层
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。
Molex公司把这些金属材料全部或有选择地电镀,以改善性能。
下表摘要介绍主要镀层金属及其特性。
用作电镀的屏障层镍
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
钯镍（表面镀薄层金用于高档次产品
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
金是多数产品的标准涂覆层改善抗腐蚀性和可焊接性
用于较低档次产品
锡和锡铅合金特性镀层金属
定位和键
•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。
这个问题通过所谓的定位装置或键可以解决。
这两种方法在技术上是有差别的,但我们不区分两个术语。
下面具体介绍一下塑料座体保证唯一地对号插接的例子（见下图。
从技术上说,
方法1是定
位,方法2是
键,而方法3
是定位和键的
组合。
但我们
不区分。
都是
为保证连接器
的两半部正确
对接。
接触腔孔的斜角保证保证了只有一种插入交合方式。
电路标识
因为连接器总是有许多的电路引脚,必须有办法使用户能够正确认出电路的引脚号码。
下图介绍两种常用的电路引脚号码识别方法。
左侧的座体用一个三角形指明电路引脚计号起点。
此方法非常通用。
右侧的座体用标注电路引脚具体编号"1"指明计号起点。
端子的彈臂作用
¾傳導電能或訊號（Conductspowerorsignal
¾提供可分離面的正向力（Providesseparableinterface¾提供永久/半永久的終端（Providespermanent/semipermanenttermination
¾提供電氣的穩定性（Provideselectricalstability
端子的接合面
¾接合面的型態（Interfacemorphology
¾接觸阻抗（Contactresistance
¾摩擦/耐久性（Friction/Durability
¾InfluencedbyNormalForce,ContactGeometry,BaseMaterialSelection
端子知识
•端子材料的選擇
•端子材料的選擇,是基於製造成型性、強度性質及導電性等的綜合的考量;必須確保其正向力能維持電氣特性之穩定。
•基材的選擇與所使用的電鍍系統有關,鍍層亦被視為一材料系統。
一般而言:
電子連接器之合金材料,其考量之材料特性大至如下:
•抗拉強度,降伏強度與彈性係數...等機器性質;•延展性與彎曲疲勞性;
•熱傳導性與耐熱性（含熱澎脹率;
•導電率特性;
•抗氣化性與腐蝕性;
•精密加工成形性,特別是引線架（LeadFrame;•表面平坦度及電鍍性;
•焊接性（ChipBonding&WireBonding
•非磁性（特別是應用於音應蠁產品
•除其必須具備足夠之機械強度外,更必須具備良好之導電特性及耐熱性,以必免訊號傳送過程之衰滅;
•在所有金屬元素中,尤以金屬銅三者之導電物性為最佳;
•銀（約1.06倍之銅>銅>金（約.077倍之銅
•但金與銀金屬,一般於電子連接器中只作電鍍材料使用,除降低接觸阻抗外,更可增加抗表面氣化性;
•而銅之價格低廉且導電性良好,因此電線電纜對採用純銅線作為電力,電信或資訊傳輸導體,同時其亦為電子連接器使用之最佳合金材料.
綜觀銅合金:
7具光澤性,不易腐蝕
7成形性佳
7強度適當
7導電性與導熱性佳
7價格合理
•純銅之導電率雖佳,但其機械強度與耐熱性,不足以因應電子連接器之要求,故必須添加合金元素來提高其機械強度與耐熱特性,但因添加金屬本身均具備有其原子特定尺寸,當加入純銅中時,因原子尺寸之差異而導致銅原子排列被扭曲,而導致電子傳輸過程受阻或衰減產生.
•一般市場上常見者有:
黃銅（Cu-Zn;青銅（Cu-Sn;與洋白（CU-Ni合金;
•雖其機械強度與耐熱特性均優於純銅,但其導電率卻下降至40%IACS以下.•IACS（InternationalAnnealedCopperStandard為1913年訂定之導電率單位;
•定義:
以純銅（99.9%經退火後之導電率為基準,其電阻係數為1.69微歐-cm,其它合金之導電率為相對退火後與純銅之比值.
•另有Cu-Fe,Cu-Cr與Cu-Ag均為低合金銅,屬導電性較佳之銅合金,分別運用到高性能之電子連接器與電極材料,而鈹銅（Cu-Be與釱銅（Cu-Ti,屬高強度之材料,但其相對之導電率亦偏低.
銅合金特色:
•具光澤性,不易腐蝕
•成形性佳
–綜合材料的強度及延展性而言•強度適度
–機械性質:
•強度及延展性的定義
•降伏強度
•抗拉強度
•延伸率
•硬度
銅合金特色:
–方向性:
•平行滾壓方向的機械性質與垂直滾壓方向的性質不同。
–應力鬆弛（stressrelaxation
•導電性,導熱性佳
–以99.9%純銅精煉退火銅為基準International
AnnealedCopperStandard（%IACS
•價格合理
–使用量為僅次於鋁合金之非鋼鐵金屬材料.
端子之電阻值之概算
•純銅素材電阻係數P為:
•1.69微歐-cm=16.9微歐-mm
•電阻公式為:
•R（阻抗=P（電阻係數Xl（長度/A（截面積
基本選料概論-電鍍
端子的電鍍作用
¾保護端子的彈臂（Protectthecontactspring
¾使端子接合面完美（Optimizethecontactinterfacenormalforce
•RecommendedPlatingEvaluation
•成分（composition:
純度,添加物藉以獲得特定的性•質,光澤度不應加以規定,影響耐蝕性及耐磨耗性•外觀（appearance:
重要但很主觀
•厚度（thickness:
影響壽命、耐蝕性及耐磨耗性
•多孔性（porosity:
易發生腐蝕
•硬度（hardness:
影響耐磨耗性、機械力
•黏著性（adhesion:
與加工製程有關
•延展性（ductility:
abletobecompliant
•耐溫性（thermal:
與操作溫度有關
•摩擦力（friction:
磨耗、機械力
•Nobility:
耐蝕性
•Pd,PdNi,PdAg鍍鈀、鈀鎳、鈀銀
•薄膜容易生成
•磨耗聚合物容易生成
•不利於高溫及微振磨耗環境的使用
•表層刷鍍層金,將可降低磨耗聚合物及劇烈黏琢磨擦的
•發生,並可增進光澤度
•耐久性佳為其特色
Silver鍍銀
薄膜容易生成
大於70%金含量時,沒問題
高導電率
大多應用於無線電及電力等方面
TinandIt’sAlloys鍍錫及其合金
表面氧化物極易生成
耐久性及耐磨耗性差
必須明確的設計
對錫銲加工而言很重要
最便宜
•錫鬚（TinWhiskers
•造成錫鬚成長的誘因:
•鍍錫之壓縮應力
•基材的內應力
•腐蝕處
•錫鬚的解決之道:
•勿鍍鈍錫
•鉛含量>1%,可減少錫鬚產生•鍍層迴銲
•Gold,鍍金
•顯然是最好、有效的電鍍
•純金很軟,容易磨傷,高插拔力將增加磨耗
•添加鎳及鈷以增加硬度
•貴金屬表面不易發生氧化或薄膜產生•最為昂貴
•鍍層薄時易產生多孔現象（產生孔蝕及edgecreep
•低正向力的系統易能使用（<100grams
鍍金的10項原則
1.應用於高可靠度要求之產品
當連接器的可靠度要求很重要時,可分離式接觸表面必需加以
保護,以避免環境所造成的劣化。
金是最好的材料,金具備所有
在穩定性與低阻抗所要求的特性。
金對金的接觸表面的劣化是由物理性傷害或由外界腐蝕物在表面
累積所造成的。
2.鍍金可應用於腐蝕環境
若環境中含有高濕性或腐蝕性成份,如硫（S或氯（C1會侵蝕金屬表面,如與銅（Cu或鎳（Ni形成腐蝕生成物,對電接觸造成傷害,金（Au可以避免這些環境的傷害。
鍍金層若含有孔洞或裂縫時,金的保護作用會被傷害,在不同環境下,孔洞的密度有不同的容許量。
金是貴金屬,但鍍金太薄會傾向產生孔洞;因此cheepcorrosion會在此類位置產生。
若加一層Ni底層則creepcorrosion會被抑制。
鍍金的10項原則
3.鍍金可應用於高耐久性產品,反覆插拔（durability
若用純金鍍連接器端子,會造成低耐久性及高插入
力（由於較高的磨擦力,尤其是純金厚度大於0.13μm。
硬金:
實際上,鍍金中會添加Ni或Co來增加硬度,稱硬金,會產生較低的磨擦力及較高的耐久性。
硬金能承受數百到數千次的durabilitycycletest而不失敗。
因Ni較Au硬,硬金可藉鍍Ni底層來加強,獲機械性支撐。
潤滑劑的使用可使金接觸的durability增加一個order。
4.鍍金可應用於低正向力低磨距（wipe
一般接觸設計使用的金屬會和環境中的物質尤其是氧產生氧化層,而隔絕電訊,因此需要較大的正向力及磨距來去掉氧化層以產生電通路
金不會產生氧化層,因此僅需很低的正向力（10-20gf和很低的磨距,（小於0.254mm。
但是若正向力大於10-20g時可增加接觸的機械安定性,及降低fretting的可能。
鍍金的10項原則
5.金接觸之效果可由Lubrication加強
當金接觸面使用適當的潤滑劑時,摩擦系数會降低百倍的值。
因此可同時降低插入力和磨耗。
耐久性也可以有效的加以改善。
也可以明顯的降低環境的侵蝕力。
因為潤滑劑隔絕了多孔黄金接触点中基材與外界接觸的機會。
6.鍍金需要一層適當的底層,如Ni.
Ni底的作用
（1Pore-CorrosionInhibitor
（2corrosionCreepInhibitor—
barriertocorrosionproductmigration
（3Diffusionbarrier
（4MechanicalSupportUnderLayerforCoatingSurface
鍍金的10項原則
•7.鍍金厚度根據產品的需求而不同
•（1增加硬金的厚度增加耐磨次數（durability•（2增加鍍金厚度可降低porosity。
•8.金可應用於lowlevelcircuitcondition
•9.金接觸可用於高溫環境（elevatedtemperature>125℃•在升溫環境下,金和Ni的厚度要增加硬金上覆一層軟金的結構應
•被考慮。
•10.金不可與Tin（錫產生接觸面
•因此金與錫的接觸面,會由錫轉移至金表面,而形成氧化物,此
•氧化物極不易去除。
•PlatingThickness
•Plating
•Gold:
•♣50μin:
military,Hi-REL,long
life,medical,processcontrol
•♣30μin:
generalindustrialapplications
•♣20μin:
shortlife
•♣10μin:
poor,generallyhasgrossporosity.•♣<1μ:
veryrestrictiveuse.maybeenhanced
withsurfaceconditionersortreatment.
•Tin（alloys:
•♣150μinminpreferred,absolute100μinmin.•♣thickness>300μincanimpactmatingforces
连接器及端子选择要点•Housing:
★PITCHpin距（两个pin的中心距,如0.8,1.5,2.0,2.54mm等★pin位结构:
如单排,双排,多排等
★HOUSING特性（材质,颜色,防火等级等
★外观尺寸,外观细节
•端子描述:
★材质
★镀层状况（电镀材料及镀层厚度
★铆压范围（线材的OD及导体的AWG
★包装特性（袋装,盘装等
★其它特性（被覆材质,颜色等
升级会员 