1什麼是連接器？
連接器是我們電子工程技術(shù)人員經(jīng)常接觸的一種部件。它的作用非常單
純：在電路內(nèi)被阻斷處或孤立不通的電路之間，架起溝通的橋梁，從而使電流流通，使電路實現(xiàn)預(yù)定的功能。連接器是電子設(shè)備中不可缺少的部件，順著電流流通的
通路觀察，你總會發(fā)現(xiàn)有一個或多個連接器。連接器形式和結(jié)構(gòu)是千變?nèi)f化的，隨著應(yīng)用對象、頻率、功率、應(yīng)用環(huán)境等不同，有各種不同形式的連接器。例如，球
場上點燈用的連接器和硬盤驅(qū)動器的連接器，以及點燃火箭的連接器是大不相同的。但是無論什麼樣的連接器，都要保証電流順暢連續(xù)和可靠地流通。
就氾指而言，連接器所接通的不僅僅限于電流，在光電子技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光纖系統(tǒng)中，傳遞信號的載體是光，玻璃和塑料代替了普通電路中的導(dǎo)線，但是光信號通路中也使用連接器，它們的作用與電路連接器相同。
2 爲(wèi)什麼要使用連接器？
設(shè)想一下如果沒有連接器會是怎樣？這時電路之間要用連續(xù)的導(dǎo)體永久性地連接在 一起，例如電子裝置要連接在電源上，必須把連接導(dǎo)線兩端，與電子裝置及電源通過某種方法（例如焊接）固定接牢。這樣一來，無論對于生産還是使用，都帶來了諸多不便。
以
汽車電池爲(wèi)例。假定電池電纜被固定焊牢在電池上，汽車生産廠爲(wèi)安裝電池就增加了工作量，增加了生産時間和成本。電池?fù)p壞需要更換時，還要將汽車送到維修
站，脫焊拆除舊的，再焊上新的，爲(wèi)此要付較多的人工費。有了連接器就可以免除許多麻煩，從商店買個新電池，斷開連接器，拆除舊電池，裝上新電池，重新接通
連接器就可以了。這個簡單的例子說明瞭連接器的好處。它使設(shè)計和生産過程更方便、更靈活，降低了生産和維護(hù)成本。
連接器的好處
改善生産過程 連接器簡化電子産品的裝配過程。也簡化了批量生産過程；
易于維修 如果某電子元部件失效，裝有連接器時可以快速更換失效元部件；
便于升級 隨著技術(shù)進(jìn)步，裝有連接器時可以更新元部件，用新的、更完善的元部件代替舊的提高設(shè)計的靈活性 使用連接器使工程師們在設(shè)計和集成新産品時，以及用元部件組成系統(tǒng)時，有更大的靈活性。
3 連接器的分類
多
年來連接器的分類混亂，各個廠家自有其分類方法和標(biāo)準(zhǔn)。1 9 8 9年在美國國家電子配銷商協(xié)會（NEDA, 即NationalElectronic
Distributors Association縮寫，它是一個工業(yè)教育組織
）的支持下，生産連接器的幾大廠家會聚在一起，制訂了一部連接器分類標(biāo)準(zhǔn)和朮語。Molex公司曾參加了制訂過程。
NEDA標(biāo)準(zhǔn)
NEDA主持制訂的這個標(biāo)準(zhǔn)，稱爲(wèi)連接器部件分類等級（Levelsof Packaging）。現(xiàn)摘要敘述于下表：
等級描述
0 IC 芯片或芯片到封裝的連接器請注意第1個等級是 "0" 級，不是 "1" 級。此級實際上並不涉及連接。 0 級就是集成電路芯片。Molex公司不生産IC 芯片。但是生産把芯片連接到電路板的插座。
1 IC 組件或組件到（電路）板的連接器當(dāng)IC芯片安裝在電路板的插座中時，就是1級連接。
2 （印製）電路板（PCB）到（印製）電路板的連接器 2級連接器用于印製電路板之間的連接。.
3 導(dǎo)線到電路板或分組合到分組合的連接器 3級連接器連接印製電路板和分組合、或是連接兩個分組合。分組合是電子産品的組成部分。依Molex公司的習(xí)慣, 3級也包括某些導(dǎo) 線到導(dǎo)線連接器。
4 機(jī)箱到機(jī)箱或輸入/輸出連接器4級連接器提供功率或信號連接。一般的經(jīng)驗是：當(dāng)連接 涉及到音頻或視頻信號時，或是連接網(wǎng)絡(luò)和計算機(jī)時，要使用4級連接器。
關(guān)于上述連接器等級，需要注意如下幾點：
■ 某些連接器可以不止用于一個等級，例如3級連接器QF50及MX50都可以用于2級或4級。又如標(biāo)稱爲(wèi)4級的Molex輸入/輸出用插頭、插座，也可以用于導(dǎo)線到電路板或板到板連接。
■ 實際工作中很少按照上述級別談及連接器，而是按照連接器的外觀形式和連接方式來討論它，如板到板和線到線等。級別是用于學(xué)習(xí)和分類連接器的
4 連接器知名廠商
Tyco (AMP/Thomas & Betts/Augat)
Molex
FCI/Berg
Foxconn (Hon Hai)
Amphenol
JST
Hirose
HR燦達(dá)
3M連接器
ITT Cannon
JAE
連接器的基礎(chǔ)知識
連接器的基本結(jié)構(gòu)
連接器的基本結(jié)構(gòu)件有①接觸件；②絕緣體；③外殼（視品種而定）；④附件。
1．接觸件（contacts） 是連接器完成電連接功能的核心零件。一般由陽性接觸件和陰性接觸件組成接觸對，通過陰、陽接觸件的插合完成電連接。
陽性接觸件爲(wèi)剛性零件，其形狀爲(wèi)圓柱形（圓插針）、方柱形（方插針）或扁平形（插片）。陽性接觸件一般由黃銅、磷青銅製成。
陰
性接觸件即插孔，是接觸對的關(guān)鍵零件，它依靠彈性結(jié)構(gòu)在與插針插合時發(fā)生彈性變形而産生彈性力與陽性接觸件形成緊密接觸，完成連接。插孔的結(jié)構(gòu)種類很多，
有圓筒型（劈槽、縮口）、音叉型、懸臂梁型（縱向開槽）、折疊型（縱向開槽，9字形）、盒形（方插孔）以及雙曲麵線簧插孔等。
2．絕緣體 絕緣體也常稱爲(wèi)基座（base）或安裝板（insert），它的作用是使接觸件按所需要的位置和間距排列，並保証接觸件之間和接觸件與外殼之間的絕緣性能。良好的絕緣電阻、耐電壓性能以及易加工性是選擇絕緣材料加工成絕緣體的基本要求。
3．殼體 也稱外殼（shell），是連接器的外罩，它爲(wèi)內(nèi)裝的絕緣安裝板和插針提供機(jī)械保護(hù)，並提供插頭和插座插合時的對準(zhǔn)，進(jìn)而將連接器固定到設(shè)備上。
4．附件 附件分結(jié)構(gòu)附件和安裝附件。結(jié)構(gòu)附件如卡圈、定位鍵、定位銷、導(dǎo)向銷、聯(lián)接環(huán)、電纜夾、密封圈、密封墊等。安裝附件如螺釘、螺母、螺桿、彈簧圈等。附件大都有標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。
連接器的基本性能
連接器的基本性能可分爲(wèi)三大類：即機(jī)械性能、電氣性能和環(huán)境性能。
1．
機(jī)械性能：
就連接功能而言，插拔力是重要地機(jī)械性能。插拔力分爲(wèi)插入力和拔出力（拔出力亦稱分離力），兩者的要求是不同的。在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中有最大插入力和最小分離力規(guī)
定，這表明，從使用角度來看，插入力要�。◤亩械筒迦肓IF和 無插入力ZIF的結(jié)構(gòu)），而分離力若太小，則會影響接觸的可靠性。
另一個重要的機(jī)械性能是連接器的機(jī)械壽命。機(jī)械壽命實際上是一種耐久性（durability）指標(biāo)，在國標(biāo)GB5095中把它叫作機(jī)械操作。它是以一次插入和一次拔出爲(wèi)一個循環(huán)，以在規(guī)定的插拔循環(huán)後連接器能否正常完成其連接功能（如接觸電阻值）作爲(wèi)評判依據(jù)。
連接器的插拔力和機(jī)械壽命與接觸件結(jié)構(gòu)（正壓力大�。┙佑|部位鍍層質(zhì)量（滑動摩擦係數(shù)）以及接觸件排列尺寸精度（對準(zhǔn)度）有關(guān)。
2．電氣性能： 連接器的主要電氣性能包括接觸電阻、絕緣電阻和抗電強(qiáng)度。
① 接觸電阻 高質(zhì)量的電連接器應(yīng)當(dāng)具有低而穩(wěn)定的接觸電阻。連接器的接觸電阻從幾毫歐到數(shù)十毫歐不等。
② 絕緣電阻 衡量電連接器接觸件之間和接觸件與外殼之間絕緣性能的指標(biāo)，其數(shù)量級爲(wèi)數(shù)百兆歐至數(shù)千兆歐不等。
③ 抗電強(qiáng)度 或稱耐電壓、介質(zhì)耐壓 是表征連接器接觸件之間或接觸件與外殼之間耐受額定試驗電壓的能力。
④ 其它電氣性能 電磁幹?jǐn)_洩漏衰減是評價連接器的電磁幹?jǐn)_屏蔽效果,電磁幹?jǐn)_洩漏衰減是評價連接器的電磁幹?jǐn)_屏蔽效果，
一般在100MHz~10GHz頻率範(fàn)圍內(nèi)測試。
對射頻同軸連接器而言，還有特性阻抗、插入損耗、反射係數(shù)、電壓駐波比（VSWR）等電氣指標(biāo)。
由于數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，爲(wèi)了連接和傳輸高速數(shù)字脈衝信號，出現(xiàn)了一類新型的連接器即高速信號連接器，相應(yīng)地，在電氣性能方面，除特性阻抗外，還出現(xiàn)了一些新的電氣指標(biāo)，如串?dāng)_（crosstalk），傳輸延遲（delay）、時滯（skew）等。
3．環(huán)境性能
常見的環(huán)境性能包括耐溫、耐濕、耐鹽霧、振動和衝擊等。
① 耐溫 目前連接器的最高工作溫度爲(wèi)200℃（少數(shù)高溫特種連接器除外），最低溫度爲(wèi)-65℃。由于連接器工作時，電流在接觸點處産生熱量，導(dǎo)致溫升，因此一般認(rèn)爲(wèi)工作溫度應(yīng)等于環(huán)境溫度與接點溫升之和。在某些規(guī)範(fàn)中，明確規(guī)定了連接器在額定工作電流下容許的最高溫升。
② 耐濕 潮氣的侵入會影響連接器的絕緣性能，並鏽蝕金屬零件。恆定濕熱試驗條件爲(wèi)相對濕度90%~95%（依據(jù)産品規(guī)範(fàn)，可達(dá)98%）、溫度+40±20℃，試驗時間按産品規(guī)定，最少爲(wèi)96小時。交變濕熱試驗則更嚴(yán)苛。
③ 耐鹽霧 連接器在含有潮氣和鹽分的環(huán)境中工作時，其金屬結(jié)構(gòu)件、接觸件表面處理層有可能産生電化腐蝕，影響連接器的
物理和電氣性能。爲(wèi)了評價電連接器耐受這種環(huán)境的能力，規(guī)定了鹽霧試驗。它是將連接器懸掛在溫度受控的試驗箱內(nèi)，用規(guī)定濃度的氯化鈉溶液用壓縮空氣噴出，形成鹽霧大氣，其暴露時間由産品規(guī)範(fàn)規(guī)定，至少爲(wèi)48小時。
④
振動和衝擊
耐振動和衝擊是電連接器的重要性能，在特殊的應(yīng)用環(huán)境中如航空和航天、鐵路和公路運輸中尤爲(wèi)重要，它是檢驗電連接器機(jī)械結(jié)構(gòu)的堅固性和電接觸可靠性的重要
指標(biāo)。在有關(guān)的試驗方法中都有明確的規(guī)定。衝擊試驗中應(yīng)規(guī)定峰值加速度、持續(xù)時間和衝擊脈衝波形，以及電氣連續(xù)性中斷的時間。
⑤ 其它環(huán)境性能 根據(jù)使用要求，電連接器的其它環(huán)境性能還有密封性（空氣洩漏、液體壓力）、液體浸漬（對特定液體的耐惡習(xí)化能力）、低氣壓等。
連接器的分類與結(jié)構(gòu)
由于連接器的結(jié)構(gòu)日益多樣化，新的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用領(lǐng)域不斷出現(xiàn)，試圖用一種固定的模式來解決分類和命名問題，已顯得難以適應(yīng)。儘管如此，一些基本的分類仍然是有效的。
1． 互連的層次 根據(jù)電子設(shè)備內(nèi)外連接的功能，互連（interconnection）可分爲(wèi)五個層次。
① 芯片封裝的內(nèi)部連接
② IC封裝引腳與PCB的連接。典型連接器IC插座。
③ 印製電路與導(dǎo)線或印製板的連接。典型連接器爲(wèi)印製電路連接器。
④ 底板與底板的連接。典型連接器爲(wèi)機(jī)櫃式連接器。
⑤ 設(shè)備與設(shè)備之間的連接。典型産品爲(wèi)圓形連接器。
第③和④層次有某些重疊。在五個層次的連接器中，市場額最高的是第③和第⑤層次的産品，而目前增長最快的是第③層次的産品。
2． 連接器規(guī)格的層次。按照國際電工委員會（IEC）的分類，連接器屬于電子設(shè)備用機(jī)電元件，其規(guī)格層次爲(wèi)：
門類（family）例：連接器
分門類（sub-family）例：圓形連接器
類型（type）例：YB型圓形連接器
品種（style）例：YB3470
規(guī)格（variant）
3． 在我國的行業(yè)管理中，把連接器與開關(guān)、鍵盤等統(tǒng)稱爲(wèi)電接插元件，而電接插元件與繼電器則統(tǒng)稱機(jī)電組件。
4． 連接器的産品類別。連接器産品類型的劃分雖然有些混亂，但從技術(shù)上看，連接器産品類別只有兩種基本的劃分辦法：
① 按外形結(jié)構(gòu)：圓形和矩形（橫截面）
② 按工作頻率：低頻和高頻（以3MHz爲(wèi)界）
按照上述劃分，同軸連接器屬于圓形，印製電路連接器屬于矩形（從曆史上看，印製電路連接器確實是從矩形連接器中分離出來自成一類的），而目前流行的矩形連接器其截面爲(wèi)梯形，近似于矩形。以3MHz爲(wèi)界劃分低頻和高頻與無線電波的頻率劃分也是基本一致的。
至于其它按用途、安裝方式、特殊結(jié)構(gòu)、特殊性能等還可以劃分出許多不同的類型，並常常出現(xiàn)在刊物和製造商的宣傳品中，但一般只是爲(wèi)了突出某一特征和用途，基本分類仍然沒有超出上述的劃分原則。
考慮到連接器的技術(shù)發(fā)展和實際情況，從其通用性和相關(guān)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，連接器可劃分以下幾種類別（分門類）：
① 低頻圓形連接器；②矩形連接器；③印製電路連接器；④射頻連接器；⑤光纖連接器。
5．
連接器的型號命名。連接器的型號命名是客戶採購和製造商組織生産的依據(jù)。在國內(nèi)外連接器行業(yè)中，産品型號命名有兩種思路：一種是用字母代號加數(shù)字的辦法，
力求在型號命名中反映産品的主要結(jié)構(gòu)特點。這種方式的好處是易于識別，但排列太長，過于複雜，隨著連接器的小型化，給打印帶來很多困難。目前國內(nèi)仍流行這
種方式，並在某些行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)甚至國標(biāo)中作出了規(guī)定，如SJ2298-83（印製電路連接器）、SJ2297-83（矩形連接器）、SJ2459-84（帶狀
電纜連接器）、GB9538-88（帶狀電纜連接器）等。由于連接器結(jié)構(gòu)的日益多樣化，在實踐中用一種命名規(guī)則複蓋某一類連接器越來越困難。另一種思路是
用阿拉伯?dāng)?shù)字組合。這種方式的好處是簡潔，便于計算機(jī)管理和小型産品的標(biāo)志打印。國際上主要的連接器製造商目前均採用這種方式�？梢灶A(yù)計由各製造商制訂反
映自身特色的命名辦法將會逐漸取代在計劃經(jīng)濟(jì)體制下由全行業(yè)統(tǒng)一規(guī)定某種命名規(guī)則的辦法。
連接器的基本性能
連接器的基本性能可分爲(wèi)三大類：即機(jī)械性能、電氣性能和環(huán)境性能。
1．
機(jī)械性能主要包括耐振動和衝擊、鎖緊方式、機(jī)械壽命、定位鍵、插拔力等。
耐振動和衝擊是重要的機(jī)械性能，在特殊的應(yīng)用環(huán)境中如航空和航天、鐵路和公路運輸中尤爲(wèi)重要，特別隨著飛機(jī)或?qū)楋w行速度的增加，振動和衝擊加劇，易引起
絕緣安裝板裂紋、線和接觸件連接處斷裂，甚至引起插合件分離，尤其在諧振是更爲(wèi)劇烈，使連接器失效。衝擊試驗中應(yīng)規(guī)定峰值加速度、持續(xù)時間和衝擊脈衝波
形，以及電氣連續(xù)性中斷的時間。
鎖緊方式是爲(wèi)防止振動引起連接器的分離而採用的安全可靠的連接方式，如螺紋連接時加安全保險線。 機(jī)械壽命是另一個重要的機(jī)械性能。機(jī)械壽命實際上是一種耐久性指標(biāo)，在國標(biāo)GB5095中把它叫作機(jī)械操作。
它是以一次插入和一次拔出爲(wèi)一個循環(huán)，以在規(guī)定的插拔循環(huán)後連接器能否正常完成其連接功能（如接觸電阻值）作爲(wèi)評判依據(jù)。
定位鍵是爲(wèi)防止連接器錯插合而選用的鍵結(jié)構(gòu)形式。插拔力分爲(wèi)插入力和拔出力（拔出力亦稱分離力），兩者的要求是不同的。
在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中有最大插入力和最小分離力規(guī)定，這表明，從使用角度來看，插入力要小，而分離力若太小，則會影響接觸的可靠性。 連接器的插拔力和機(jī)械壽命與接觸件結(jié)構(gòu)（正壓力大小）接觸部位鍍層質(zhì)量（滑動摩擦係數(shù)）以及接觸件排列尺寸精度（對準(zhǔn)度）有關(guān)。
2．電氣性能主要包括接觸電阻、絕緣電阻、電流和抗電強(qiáng)度。
① 接觸電阻：高質(zhì)量的電連接器應(yīng)當(dāng)具有低而穩(wěn)定的接觸電阻。連接器的接觸電阻從幾毫歐到數(shù)十毫歐不等。
② 絕緣電阻：衡量電連接器接觸件之間和接觸件與外殼之間絕緣性能的指標(biāo)，其數(shù)量級爲(wèi)數(shù)百兆歐至數(shù)千兆歐不等。
③ 抗電強(qiáng)度或稱耐電壓：表征連接器接觸件之間或接觸件與外殼之間耐受額定試驗電壓的能力，取決于電路間的間隙（即接觸件間
距合爬電距離）及連接器中所採用的絕緣材料。
④電流：受電連接器及其端接的導(dǎo)線所限制。 其它電氣性能還有電磁幹?jǐn)_洩漏衰減是評價連接器的電磁幹?jǐn)_屏蔽效果，一般在100MHz~10GHz頻率範(fàn)圍內(nèi)測試。 對射頻同軸連接器而言，還有特性阻抗、插入損耗、反射係數(shù)、電壓駐波比（VSWR）等電氣指標(biāo)。
由于數(shù)字技術(shù)的發(fā)展，爲(wèi)了連接和傳輸高速數(shù)字脈衝信號，出現(xiàn)了一類新型的連接器即高速信號連接器，相應(yīng)地，在電氣性能方面，除特性阻抗外，還出現(xiàn)了一些新的電氣指標(biāo)，如串?dāng)_（crosstalk），傳輸延遲（delay）、時滯（skew）等。
3．環(huán)境性能 常見的環(huán)境性能包括耐溫、耐濕、耐鹽霧腐蝕等。
① 耐溫：目前連接器的最高工作溫度爲(wèi)200℃（少數(shù)高溫特種連接器除外），最低溫度爲(wèi)-65℃。由于連接器工作時，電流在接觸點處産生熱量，導(dǎo)致溫升，因此一般認(rèn)爲(wèi)工作溫度應(yīng)等于環(huán)境溫度與接點溫升之和。在某些規(guī)範(fàn)中，明確規(guī)定了連接器在額定工作電流下容許的最高溫升。
② 耐濕：潮氣的侵入會影響連接器絕緣性能，並鏽蝕金屬零件。恆定濕熱試驗條件爲(wèi)相對濕度90%~95%（依據(jù)産品規(guī)範(fàn)，可達(dá)98%）、溫度+40±20℃，試驗時間按産品規(guī)定，最少爲(wèi)96小時。交變濕熱試驗則更嚴(yán)苛。
③
耐鹽霧腐蝕：連接器在含有潮氣和鹽分的環(huán)境中工作時，其金屬結(jié)構(gòu)件、接觸件表面處理層有可能産生電化腐蝕，影響連接器的物理和電氣性能。爲(wèi)了評價電連接器
耐受這種環(huán)境的能力，規(guī)定了鹽霧試驗。它是將連接器懸掛在溫度受控的試驗箱內(nèi)，用規(guī)定濃度的氯化鈉溶液用壓縮空氣噴出，形成鹽霧大氣，其暴露時間由産品規(guī)
範(fàn)規(guī)定，至少爲(wèi)48小時。
其它環(huán)境性能：根據(jù)使用要求，電連接器的其它環(huán)境性能還有密封性（空氣洩漏、液體壓力）、液體浸漬（對特定液體的耐惡習(xí)化能力）、低氣壓等。
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