basic connector knowledge from section 7 to section 12.ppt

七、连接器失效机理 我们将连接器失效的焦点放在端子接触电阻上，端子接触电阻的增加是由于接触区域的减少而造成的，影响接触区域的减少的三个机理分别是：腐蚀、磨损和正向力损失。 7.1腐蚀 端子接触电阻的公式为： R端子接触=R 集中接触+R表面膜层 端子接触电阻的增加主要是由于端子表面膜层电阻而引起的，贵金属和非贵金属表面处理对膜层的形成和区域分布的机理是不同的。 7.1.1贵金属 贵金属的表面处理由一层惰性的金属膜层，镍底层和铜合金基材组成，各个部分有各自的功能。惰性的金属表面，主要是金，提供了一层固有的防腐蚀涂层，镍底确保表面涂层的惰性不受破坏，包括： 减少对多孔的敏感性 减少腐蚀迁移 减少基材物质的扩散 提高表面处理的寿命 金、钯，钯和镍的惰性程度也有所不同，钯与金相比，表面腐蚀程度要高，钯在某种程度上与氧、氯、硫发生作用。对于金的表面处理，小孔腐蚀和腐蚀蠕动是端子接触区域形成膜层的主要原因，而对于钯及钯/镍合金，主要是表面腐蚀，严格上讲，Pd及Pd/Ni不是“贵金属”;也正因为如此，通常对于钯及钯/镍合金的表面处理，会覆盖一层刷镀金，刷镀金提供了一层惰性的表面，减低了对腐蚀的敏感性，必须注意，几个u的厚度的金可能对表面的覆盖是不完全的，因此钯及钯/镍层也是至关重要的。 刷镀金还提高了表面处理的寿命。金其实发挥了一种固体润滑剂作用来提高使用寿命，软金和硬金都有使用，AMP更偏爱于软金。 端子润滑，润湿而又粘结在金的表面，通过提供保护涂层隔离环境，而提高了耐腐蚀性能，这种润滑使用有逐步上升的趋势。 7.1.2锡 锡的腐蚀机理主要来源于摩擦腐蚀 对于金和锡组成的接触界面，失效速度会更快，因为按照常规，磨损产生的磨损物会由更软的表面转移至更硬的表面，这样的话，锡会转移至金的表面，产生了更大的氧化表面而加速了摩擦腐蚀。所以锡一金接触表面不推荐使用。 避免摩擦腐蚀的方法主要有两种： 施加高的正向力和相应的摩擦力，减少摩擦运动。 通过端子润滑剂提供的保护涂层来限制氧对接触界面的接近，从而减少腐蚀。 图7-1是热胀冷缩产生的摩擦腐蚀。端子电阻对摩擦循环次数的关系，分润滑和干燥两种状况。;7.2磨损 由于磨损的作用，增加了接触界面对腐蚀的敏感性，通过对基材的表面处理，保护了基层和优化了膜层表面，而磨损会使表面处理的功能丧失。 7.2.1影响磨损的因素 V=(KFnI)/H 公式7-2 V为每次循环磨损量，K为摩擦系数，Fn为正向力，I为滑入长度，H为接触表面材料硬度。 磨损长度K，由几何形状、正向力、表面硬度、润滑状况和材料决定。 正向力Fn， Fn增加，增加了粘结和相应的研磨的磨损，因而增加了磨损。 滑入长度I，很明显，I增加，磨损会增加，因此要限制插入深度。 表面处理硬度H，影响接触区域的面积，硬的和软的表面处理的搭配的对拼，软的磨损物质会转移至硬的表面，所以在连接器中，通常连接器对拼的两个部分的电镀材料是一样的。 表7-1列出了主要的电镀物的表面硬度。 对于贵金属的电镀，贵金属表面的有效硬度，由于镍底的存在而提高了，镍、钯和钯/镍的硬度明显地高于金。 小结： 磨损可以通过慎重地选择合适的材料(表面硬度)控制正向力和使用润滑剂来降至最低。;表7-1; ; ; 八、永久性机械连接 8.1对永久性连接的 要求： 我们讲过连接器的目的是对一个系统的两个子系统提供可分离的连接，便于保养、维护和升级。而每个可分离的连接必然伴随有与子系统的永久性连接。我们称这些连接为永久性的，是因为只连接一次。作 为大多数连接器，永久连接可以允许高的力和更大程度的变形，对它们的主要要求有： 紧密的/足够的接触区域 “气密”端子接触界面 机械稳定 受控制的变形 8.1.1紧密/足够的接触区域 紧密/足够的接触区域是建立一种金属性的接触界面的首要因素。通过足够的接触区域而建立起来和保持的金属性的接触界面，能够保证低的和稳定的接触电阻，对于永久性的连接，连接的区域必须等于要连接的导体，这样集中电阻才会减至最低。;8.1.2“气密”接触界面 通常用“气密”要描述对接触界面的要求，其实原理上并非如此，“气密”表示接触界面拒绝气体