Каков механизм деградации разъема? (I)

Механизмы деградации разъемов очень важны для их производительности и критически важны для обеспечения производительности соответствующих продуктов. Каковы механизмы деградации? Какие факторы способствуют выходу разъема из строя? Мы продолжим исследовать этот вопрос. Соединители используются для создания соединения между двумя раздельными системами. Раздельность необходима по ряду причин, начиная от простоты изготовления и заканчивая повышением производительности. Однако при согласовании разъемы не должны добавлять ненужных значений сопротивления между системами. Добавление сопротивления может привести к отказу системы из-за искажения сигнала или потери мощности. Механизмы деградации разъемов важны, поскольку они являются потенциальным источником повышенного сопротивления и, следовательно, со временем приводят к функциональному отказу. Начнем с краткого обзора сопротивления разъемов. На рисунке 1 показано поперечное сечение сигнального разъема общего назначения. Уравнения на рисунке 1 отражают различные источники сопротивления внутри разъема. ro - общее сопротивление разъема и сопротивление между концами проводников и точками пайки ножек разъема на печатной плате. Два постоянных сопротивления соединения, Rp.c, - это сопротивления между точками обжимного соединения и соответствующими контактами. Аналогично, два сопротивления корпуса (Rbulk) - это сопротивление корпуса заднего контакта и сопротивление параллельного корпуса между двумя стойками разъема; есть также контактное сопротивление в месте сопряжения или разделения Rc. Общее сопротивление разъема - это сумма отдельных неизменных сопротивлений соединения, сопротивлений корпуса заднего контакта и полости, а также контактного сопротивления в месте разделения, поскольку все эти сопротивления соединены последовательно.

---------------------------------------------------------------------------------------------------

В рамках данного обсуждения предположим, что общее измеренное сопротивление Ro равно 15 миллиомам. С учетом этого предположения давайте предположим относительное влияние сопротивления постоянного соединения, сопротивления корпуса и контактного сопротивления в месте разъединения на общее сопротивление разъема. В данном примере эти значения типичны для разъема с мягкой оболочкой, и сопротивление корпуса будет составлять большую часть общего сопротивления, которое близко к 14 миллиомам. Сопротивление постоянного соединения составляет несколько сотен микроом, а остальное - это сопротивление контактов в разъемных точках. Хотя сопротивление корпуса контактов разъема вносит наибольший вклад в сопротивление разъема, оно также является наиболее стабильным. Объемное сопротивление отдельного контакта определяется материалом, из которого он изготовлен, и его общей геометрией. В этом простом примере рассмотрим сопротивление по длине проводника, которое можно рассчитать следующим образом: Rcond. = r l/a. В этом уравнении r - это удельное сопротивление проводника (который также может быть материалом пружины в разъеме), "l" - длина проводника, а "a " - площадь поперечного сечения проводника (или геометрия пружины в разъеме). Для данного материала, например, фосфористой бронзы и геометрии контакта, эти параметры являются постоянными, поэтому общее сопротивление соединителя постоянно. Сопротивление постоянного соединения и сопротивление интерфейсного или разъемного соединения являются переменными. Эти сопротивления подвержены различным механизмам деградации, которые будут рассмотрены далее в статье. Важно отметить, что на разъемы влияет множество факторов, таких как жесткие условия эксплуатации, тепло, срок службы, вибрация и т. д. И хотя общее сопротивление разъема может измениться с 15 миллиомов до, например, 100 миллиомов, изменение сопротивления происходит в основном в разъемных и постоянных резисторах соединения. Сопротивление разъемного интерфейса наиболее подвержено деградации из-за сил и деформаций, возникающих в точке разделения. Проще говоря, два основных разделяемых интерфейса требуют определенного усилия и деформации. Сила прикуса соединителя - первое и наиболее очевидное требование. Для разъемов с большим количеством PIN-кодов необходимо контролировать силу прикуса отдельных PIN-битов, а нормальная сила контакта является одним из основных параметров, на которые распространяется это требование. Например, контактное усилие для разъемного соединения составляет порядка десятков-сотен граммов, в то время как для изолированного обжимного соединения, или IDC, усилие составляет порядка нескольких килограммов, с соответствующим усилием вдавливания в соединение. Такое большое усилие в неразъемном соединении обеспечивает большую механическую стабильность и более низкие значения сопротивления, чем в разъемном соединении. В то же время, большая сила постоянного соединения обеспечивает большую деформацию контактных поверхностей по сравнению с разъемным соединением. Наиболее ярким примером этого являются обжимные соединения, например, значительная деформация обжимных клемм, а также значительная деформация отдельных проводников. Как сила обжимного соединения, так и соответствующие лапки PIN обеспечивают большую деформацию контактной поверхности. Как и при больших усилиях, большая деформация поверхности неразъемных соединений снижает их сопротивление по сравнению с сопротивлением разъемных контактов. Деформация поверхностей разъемных соединений также ограничивается другим требованием к разъемному интерфейсу: долговечностью сопряжения. Высокая деформация поверхности обычно приводит к сильному износу поверхности, что, в свою очередь, может привести к потере контактных покрытий, например, золота или олова на контактных поверхностях. Такая потеря покрытия увеличивает восприимчивость контактных поверхностей к коррозии, о чем будет рассказано в одной из следующих статей. Сочетание окклюзионной силы и окклюзионной прочности разъемных интерфейсов ограничивает деформацию и механическую стабильность разъемных интерфейсов и объясняет более низкую электрическую стабильность разъемных интерфейсов по сравнению с постоянными соединениями. В целом, чем больше площадь контакта между двумя поверхностями, тем ниже сопротивление интерфейса. Фактически, для сопротивления длины проводника площадь контакта между двумя поверхностями аналогична уравнению Rcond. = r l/a. Поскольку площадь контакта разъемных соединений меньше, чем у неразъемных, они имеют более высокое сопротивление. Таким образом, уменьшение усилия разъемных соединений приводит к снижению механической стабильности, а уменьшение площади контакта - к увеличению сопротивления по сравнению с неразъемными соединениями. Эти проблемы, т.е. уменьшение силы контакта и уменьшение площади контакта, напрямую влияют на восприимчивость к деградации разделяемых контактных интерфейсов. На рисунке 2 показана увеличенная схема разъемного контактного интерфейса. На рисунке показано, что в микроскопическом масштабе такого контактного интерфейса все поверхности являются шероховатыми. Это означает, что сам контактный интерфейс будет состоять из распределения точек контакта, называемых a-точками или ямочками, а не из полного регионального контакта. Эта неровная структура отвечает за повышенное сопротивление контактной поверхности. Уменьшение площади контакта, включая распределение точек a по геометрической области, зависит от геометрии контактной поверхности. Тип сопротивления, известный как сопротивление усадки, возникает в результате сжатия тока, проходящего через одну точку a. Увеличение площади контакта различными способами может уменьшить усадочное сопротивление, но устранить его невозможно. Поэтому разъемы всегда будут вносить некоторое сопротивление в электрическую систему. С этой точки зрения основной целью проектирования разъемов является контроль величины и стабильности сопротивления.

---------------------------------------------------------------------------------------------------

Как уже говорилось, величина межфазного сопротивления зависит от площади контакта, образующегося при соприкосновении контактов вилки и розетки. Существует два основных фактора, влияющих на стабильность контактного сопротивления: возмущение поверхности контакта и коррозия в точке a. Как эти факторы влияют на механизмы деградации разъемов, будет рассмотрено далее. Вкратце, эти механизмы включают: 1. Коррозия происходит на границе контакта и вокруг нее, уменьшая площадь контакта. Существует два механизма коррозии: поверхностная коррозия, которая непосредственно влияет на площадь контакта; наведенная коррозия или микроподвижность, которая может увеличить чувствительность интерфейса контакта к коррозии. 2, потеря целостности покрытия контакта из-за недостаточного покрытия или износа покрытия, что увеличивает чувствительность к коррозии. На большинство контактов разъемов наносится поверхностный слой драгоценного металла, например золота, или обычное покрытие, как правило, оловом. Одна из основных целей такого покрытия - защитить контактную подложку (обычно медный сплав) от коррозии. Восприимчивость к коррозии драгоценных и недрагоценных металлов различна и будет рассмотрена отдельно позже.3, потеря контактной силы, что приводит к снижению механической стабильности и восприимчивости контактного интерфейса к микродвижениям. Основными механизмами, приводящими к снижению контактной силы в соединителях, являются чрезмерное контактное напряжение и релаксация напряжения. Релаксация напряжений - это потеря контактной силы с течением времени под воздействием времени/температуры.

---------------------------------------------------------------------------------------------------

2, на платформе World Trade Electronic Products Network, связанные с введением и продажи продуктов краткое: World Trade Electronic Products Network - профессиональный агент / производство / продажа различных {разъем | жгут | провод и кабель продукты }; если у вас есть связанные [разъем | жгут | провод и кабель продукты] покупки / поиск потребностей или хотели бы купить / чтобы понять, какие разъемы | жгут | провод и кабель продукты мы можем предоставить решения, пожалуйста, свяжитесь со следующими Отдел I бизнес персонала; Если у вас есть связанные [разъем | жгут проводов | провод и кабельная продукция] продаж / ресурсов и продвижения потребностей, пожалуйста, нажмите на "¡¡ Деловое сотрудничество ←" с человеком, чтобы обсудить!