线束连接器培训资料图文精.docx

1、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

2、,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

3、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

4、,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

5、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。

6、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headercontacts-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

7、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(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(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

8、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, surface mount method of termination的连接器需要这种塑料。还有一种表面插焊安装(SMC, surface mount compatible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

9、.50 mm 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Nylon 4/6 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

10、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

11、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

12、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。端子的彈臂作用傳導電能或訊號(Conducts power or signal提供可分面的正向(Provides separable interface提供永久/半永久的終端(Provides permanent / semi permanent termination提供電氣的穩定性(Provides electrical stability端子的接合面接合面的型態(Interface

13、morphology接觸阻抗(Contact resistance摩擦/耐久性(Friction/DurabilityInfluenced by Normal Force, Contact Geometry, Base Material Selection端子知识端子材的選擇端子材的選擇,是基於製造成型性、強性質及導電性等的綜合的考;必須確保其正向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:抗強,伏強與彈性係.等機器性質;延展性與彎曲疲性;熱傳導性與耐熱性(含熱澎脹;導電特性;抗氣化性與腐蝕性;密加工成

14、形性,特別是引線架(Lead Frame;表面平坦及電鍍性;焊接性(Chip Bonding&Wire Bonding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外,必須具備好之導電特性及耐熱性,以必免訊號傳送過程之衰滅;在所有屬元素中,尤以屬銅三者之導電物性為最佳;銀(約1.06倍之銅銅(約.077倍之銅但與銀屬,一般於電子接器中只作電鍍材使用,除低接觸阻抗外,可增加抗表面氣化性;而銅之價格低且導電性好,因此電線電纜對採用純銅線作為電,電信或資訊傳輸導體,同時其亦為電子接器使用之最佳合材.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雖佳

15、,但其機械強與耐熱性,足以因應電子接器之要求,故必須添加合元素提高其機械強與耐熱特性,但因添加屬本身均具備有其原子特定尺寸,當加入純銅中時,因原子尺寸之差而導致銅原子排被扭曲,而導致電子傳輸過程受阻或衰減產生.一般市場上常者有:黃銅(Cu-Zn;青銅(Cu-Sn;與洋白(CU-Ni合;雖其機械強與耐熱特性均優於純銅,但其導電卻下至40%IACS以下.IACS(International Annealed Copper Standard為1913訂定之導電單位;定義:以純銅(99.9%經退火後之導電為基準,其電阻係為1.69微歐-cm,其它合之導電為相對退火後與純銅之比值.另有Cu-Fe,Cu-

16、Cr與Cu-Ag均為低合銅,屬導電性較佳之銅合,分別運用到高性能之電子接器與電極材,而鈹銅(Cu-Be與釱銅(Cu-Ti,屬高強之材,但其相對之導電亦偏低.銅合特色:具光澤性,腐蝕成形性佳綜合材的強及延展性而言強適機械性質:強及延展性的定義伏強抗強延伸硬銅合金特色:方向性:平滾壓方向的機械性質與垂直滾壓方向的性質同。應鬆弛(stress relaxation導電性,導熱性佳以99.9%純銅退火銅為基準InternationalAnnealed Copper Standard (% IACS價格合使用為僅次於鋁合之非鋼鐵屬材.端子之電阻值之概算純銅素材電阻係P為: 1.69微歐-cm=16.9微

17、歐-mm電阻公式為:R(阻抗=P(電阻係Xl(長/A(截面積 基本選概-電鍍端子的電鍍作用保護端子的彈臂(Protect the contact spring使端子接合面完美(Optimize the contact interface normal forceRecommended Plating Evaluation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

18、耐磨耗性、機械力黏著性(adhesion : 與加工製程有關延展性(ductility : able to be compliant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 鍍銀薄膜容生成大於70%含時,沒問題高導電大多應用於無線電及電等方面Tin and Its Alloys鍍錫及其合表面氧化物極生成耐久性及耐磨耗性差必須明

19、確的設計對錫銲加工而言很重要最宜錫鬚(Tin Whiskers造成錫鬚成長的誘因: 鍍錫之壓縮應 基材的內應 腐蝕處錫鬚的解決之道: 勿鍍鈍錫 鉛含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edge creep低正向力的系統易能使用(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。Plating Thickn

20、essPlating Gold:50in : military,Hi-REL,longlife,medical,process control30in : general industrial applications20in : short life10in : poor,generally has gross porosity. 300in can impact mating forces连接器及端子选择要点Housing:PITCH pin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