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(shí)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(huì)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)或多個(gè)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(diǎn)燈用的連接器和硬盤驅(qū)動(dòng)器的連接器，以及點(diǎn)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(huì)是怎樣？這時(shí)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(shí)間和成本。電池?fù)p壞需要更換時(shí)，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(fèi)。有了連接器就可以免除許多麻煩，從商店買個(gè)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(gè)簡單的例子說明瞭連接器的好處。它使設(shè)計(jì)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(shí)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(shí)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(jì)的靈活性 使用連接器使工程師們在設(shè)計(jì)和集成新産品時(shí)，以及用元部件組成系統(tǒng)時(shí)，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(gè)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(huì)（NEDA, 即NationalElectronic
Distributors Association縮寫，它是一個(gè)工業(yè)教育組織
）的支持下，生産連接器的幾大廠家會(huì)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(gè)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(gè)等級是 "0" 級，不是 "1" 級。此級實(shí)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(shí)，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(gè)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(yàn)是：當(dāng)連接 涉及到音頻或視頻信號時(shí)，或是連接網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)時(shí)，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(diǎn)：
■ 某些連接器可以不止用于一個(gè)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(shí)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(shí)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(shí)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，插入力要小（從而有低插入力LIF和 無插入力ZIF的結(jié)構(gòu)），而分離力若太小，則會(huì)影響接觸的可靠性。
另一個(gè)重要的機(jī)械性能是連接器的機(jī)械壽命。機(jī)械壽命實(shí)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(gè)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)（正壓力大小）接觸部位鍍層質(zhì)量（滑動(dòng)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(yàn)電壓的能力。
④ 其它電氣性能 電磁幹?jǐn)_洩漏衰減是評價(jià)連接器的電磁幹?jǐn)_屏蔽效果,電磁幹?jǐn)_洩漏衰減是評價(jià)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(shí)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(dòng)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(shí)，電流在接觸點(diǎn)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(diǎn)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(huì)影響連接器的絕緣性能，並鏽蝕金屬零件。恆定濕熱試驗(yàn)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(yàn)時(shí)間按産品規(guī)定，最少爲(wèi)96小時(shí)。交變濕熱試驗(yàn)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(shí)，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(jià)電連接器耐受這種環(huán)境的能力，規(guī)定了鹽霧試驗(yàn)。它是將連接器懸掛在溫度受控的試驗(yàn)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(shí)間由産品規(guī)範(fàn)規(guī)定，至少爲(wèi)48小時(shí)。
④
振動(dòng)和衝擊
耐振動(dòng)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(yùn)輸中尤爲(wèi)重要，它是檢驗(yàn)電連接器機(jī)械結(jié)構(gòu)的堅(jiān)固性和電接觸可靠性的重要
指標(biāo)。在有關(guān)的試驗(yàn)方法中都有明確的規(guī)定。衝擊試驗(yàn)中應(yīng)規(guī)定峰值加速度、持續(xù)時(shí)間和衝擊脈衝波形，以及電氣連續(xù)性中斷的時(shí)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(gè)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(gè)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(huì)（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(shí)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(shí)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(diǎn)。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(shí)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(jì)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。可以預(yù)計(jì)由各製造商制訂反
映自身特色的命名辦法將會(huì)逐漸取代在計(jì)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(dòng)和衝擊、鎖緊方式、機(jī)械壽命、定位鍵、插拔力等。
耐振動(dòng)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(yùn)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(dòng)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(yàn)中應(yīng)規(guī)定峰值加速度、持續(xù)時(shí)間和衝擊脈衝波
形，以及電氣連續(xù)性中斷的時(shí)間。
鎖緊方式是爲(wèi)防止振動(dòng)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(shí)加安全保險(xiǎn)線。 機(jī)械壽命是另一個(gè)重要的機(jī)械性能。機(jī)械壽命實(shí)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(gè)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(cuò)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(huì)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(dòng)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(yàn)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(jià)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(shí)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(shí)，電流在接觸點(diǎn)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(diǎn)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(huì)影響連接器絕緣性能，並鏽蝕金屬零件。恆定濕熱試驗(yàn)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(yàn)時(shí)間按産品規(guī)定，最少爲(wèi)96小時(shí)。交變濕熱試驗(yàn)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(shí)，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(jià)電連接器
耐受這種環(huán)境的能力，規(guī)定了鹽霧試驗(yàn)。它是將連接器懸掛在溫度受控的試驗(yàn)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(shí)間由産品規(guī)
範(fàn)規(guī)定，至少爲(wèi)48小時(shí)。
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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