Ελαστική επαφή
Οι σύνδεσμοι μεταδίδουν σήματα, τροφοδοσία ή γείωση κ.λπ. μεταξύ κυκλωμάτων μέσω ελαστικών επαφών. Παρέχεται επίσης η κανονική δύναμη, δηλαδή η κάθετη δύναμη στην επιφάνεια επαφής, η οποία βοηθά τη σύνδεση και τη διατήρηση της διαχωρίσιμης διεπαφής.
Οι βασικές μηχανικές απαιτήσεις για ελαστική επαφή είναι η δύναμη εισαγωγής και εξαγωγής, η δύναμη επαφής, η δύναμη συγκράτησης επαφών και η δύναμη διαγραφής επαφής. Οι ηλεκτρικές απαιτήσεις είναι αντίσταση επαφής, τρέχουσα βαθμολογία, αυτεπαγωγή, χωρητικότητα και εύρος ζώνης.
Υπάρχουν δύο μέρη επαφής συνδετήρα: το περίβλημα και ο πείρος PIN. Ο πείρος PIN ή το βύσμα είναι άκαμπτο στις περισσότερες περιπτώσεις και παρέχει διάφορες παρεμβολές. Η πρίζα πρέπει να συνδέεται με χαμηλή δύναμη εισαγωγής και να μπορεί να αντέχει υπερβολική πίεση.
Οι ιδιότητες του υλικού που επηρεάζουν τη σύνδεση είναι ελαστικός συντελεστής και αντοχή απόδοσης. Ο συντελεστής ελαστικότητας είναι ο λόγος της τάσης που εφαρμόζεται σε ένα αντικείμενο προς το στέλεχος που δημιουργείται εντός του ορίου ελαστικότητας. Η ισχύς απόδοσης είναι το όριο απόδοσης όταν αποδίδεται το μεταλλικό υλικό. Πριν φτάσετε στην ισχύ απόδοσης, θα εμφανιστεί ελαστική παραμόρφωση. όταν ανακουφιστεί το άγχος, θα επιστρέψει στο αρχικό του σχήμα. Αυτά τα χαρακτηριστικά επηρεάζουν την ευκαμψία του συνδετήρα και την ποσότητα παραμόρφωσης που μπορεί να υποστηριχθεί ενώ παραμένει ελαστική. Αυτό επηρεάζει επίσης τη δύναμη επαφής που απαιτείται για την πραγματοποίηση ηλεκτρικών συνδέσεων.
Η αντίσταση χαλάρωσης του στρες είναι ιδιότητα του υλικού, το οποίο μειώνει την κανονική δύναμη επαφής με την πάροδο του χρόνου. Επομένως, είναι ένα κριτήριο για την επιλογή της απόδοσης του συνδετήρα. Όταν η δομή παραμένει στην ίδια κατάσταση καταπόνησης για ένα χρονικό διάστημα, η τάση θα μειωθεί, με αποτέλεσμα την πλαστική καταπόνηση. Για κοινά χρησιμοποιούμενα κράματα χαλκού, η ισχύς απόδοσης είναι διαφορετική. Επομένως, η αντίσταση χαλάρωσης στο στρες είναι επίσης διαφορετική. Ενώ το χαλκό βηρυλλίου είναι το πιο συχνά χρησιμοποιούμενο κράμα, οι χάλκινοι φωσφόροι είναι επίσης κατάλληλοι για τις περισσότερες εφαρμογές.
Επιμετάλλωση
Η επεξεργασία της επιφάνειας επαφής μπορεί να προστατεύσει το βασικό υλικό του συνδετήρα από τη διάβρωση και να περιορίσει το σχηματισμό υμενίου στην επιφάνεια επαφής. Η επεξεργασία της επιφάνειας επαφής πρέπει να καλύπτει πλήρως την επιφάνεια επαφής για να είναι πιο αποτελεσματική και πρέπει να είναι ανθεκτική στη διάβρωση.
Λεπτές μεμβράνες που μπορούν να αυξήσουν την αντίσταση στην επαφή περιλαμβάνουν λεπτά οξείδια, σουλφίδια, χλωρίδια και σύνθετα μίγματα που σχηματίζουν μεταλλικά στρώματα στην επιφάνεια επαφής. Η μείωση της αντίστασης επαφής απαιτεί το σχηματισμό μιας μεταλλικής διεπαφής χωρίς λεπτό υμένιο. Το φινίρισμα επαφής μπορεί να είναι κατασκευασμένο από πολύτιμα μέταλλα (π.χ. χρυσός, παλλάδιο και κράματα αυτών των μετάλλων) ή μη πολύτιμα μέταλλα (π.χ., ασήμι και κασσίτερος). Ο τύπος επιμετάλλωσης καθορίζει τον τύπο της επιφανειακής μεμβράνης που μπορεί να σχηματιστεί στη διεπαφή επαφής. Τα ευγενή μέταλλα, ειδικά ο χρυσός, είναι αδρανή και δεν σχηματίζουν οξείδια στην επιφάνεια. Ωστόσο, για φινιρίσματα από πολύτιμα μέταλλα κατασκευασμένα από κασσίτερο, θα σχηματιστεί οξείδιο κασσίτερου στην επιφάνεια επαφής, το οποίο μπορεί να πρέπει να αφαιρείται τακτικά.
Καθώς το ζευγάρωμα και ο διαχωρισμός επαναλαμβάνονται στην διαχωριστική διεπαφή επαφής, ένα μέρος του επιφανειακού φιλμ αφαιρείται με τριβή. Επομένως, μια επιφάνεια επαφής δύο στρωμάτων χρησιμοποιείται συνήθως για την προστασία του υποκείμενου μετάλλου, που αποτελείται από ένα στρώμα πολύτιμου μετάλλου που καλύπτει ένα στρώμα νικελίου.
Επιφάνεια επιφανείας επαφής ευγενών μετάλλων
Πολύτιμα μέταλλα, συμπεριλαμβανομένου του χρυσού και του μικρότερου παλλαδίου και των κραμάτων του, είναι αδρανή κάτω από τυπικά περιβάλλοντα λειτουργίας συνδετήρα. Ωστόσο, σε περιβάλλον χλωρίου ή θείου, ενδέχεται να διαβρωθούν οι σύνδεσμοι με φινίρισμα από ευγενές μέταλλο. Η προστασία του περιβλήματος μπορεί να βοηθήσει στην πρόληψη της διάβρωσης. Η λίπανση είναι μια άλλη μέθοδος προστασίας.
Η διάβρωση που προκαλείται από την έκθεση του βασικού μετάλλου προκαλεί ιδιαίτερη ανησυχία. Εάν το πάχος της επίστρωσης πολύτιμων μετάλλων είναι ανεπαρκές ή ασυνεχές, το μέταλλο δαπέδου θα εκτεθεί στο περιβάλλον, προκαλώντας διάβρωση. Σε υψηλές θερμοκρασίες, τα υποκείμενα μεταλλικά άτομα μπορούν να μεταναστεύσουν στην επιφάνεια επαφής και να αντιδράσουν με οξυγόνο ή ρυπαντικά αέρια, προκαλώντας τη διάβρωση προϊόντων από τους πόρους. Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται διάβρωση πόρων. Επομένως, όταν το στρώμα πολύτιμων μετάλλων είναι πορώδες, το στρώμα πολύτιμων μετάλλων μπορεί να υποστεί διάβρωση πόρων κάτω από το στρώμα χαλκού, εκθέτοντας τον χαλκό σε διαβρωτικό περιβάλλον που περιέχει αέρια θειούχου και χλωριούχου οξέος.
Δεδομένου ότι ο χρυσός είναι πολύτιμο μέταλλο, το λεπτότερο επίχρυσο τείνει να είναι πορώδες, και η επιφάνεια του χρυσού είναι επιρρεπής να σέρνεται μετά το σχηματισμό του επιχρυσωτικού στρώματος. Πριν από την επιχρύσωση, η επιμετάλλωση νικελίου μπορεί να εμποδίσει τη διάβρωση.
Επιμετάλλωση επιφάνειας επαφής μη πολύτιμων μετάλλων
Τα φινιρίσματα επαφής από πολύτιμα μέταλλα αποτελούνται κυρίως από κασσίτερο και συνήθως χρησιμοποιούνται ασήμι, νικέλιο, κολλητήρι και μόλυβδο. Μερικές φορές χρησιμοποιούνται επίσης κράματα κασσίτερου και νικελίου. Η επιφανειακή υποβάθμιση του κασσίτερου οφείλεται κυρίως στη διάβρωση της τριβής, η οποία μπορεί να συμβεί σε οποιοδήποτε περιβάλλον λειτουργίας. Η διάβρωση τριβής προκαλείται από επαναλαμβανόμενες μικρο-κινήσεις μεταξύ κλειστών σημείων επαφής και οξείδια ή συντρίμμια φθοράς που δημιουργούνται από μικρο-κινήσεις μπορεί να αυξήσουν την αντίσταση επαφής. Ο σπασμός μπορεί να προκληθεί από κραδασμούς, κρούσεις ή διαφορική θερμική διαστολή του υλικού επαφής. Ο σχεδιασμός του συνδετήρα πρέπει να ελαχιστοποιεί τον ρυθμό ευαισθησίας τριβής, ο οποίος μπορεί να αποτρέψει την εμφάνιση τριβής παρέχοντας επαρκή τριβή στη διεπαφή επαφής.
Το Tribology αναφέρεται στη μελέτη τριβής, λίπανσης και φθοράς επιφανειών επαφής. Τα τελειώματα επαφής είναι γενικά πιο λεπτά. Επομένως, η ακεραιότητα των φινιρισμάτων επαφής πρέπει να διατηρηθεί για να αποφευχθεί η έκθεση των βασικών μετάλλων σε διαβρωτικά περιβάλλοντα. Κατά την επιλογή του φινιρίσματος επαφής, πρέπει να δοθεί προσοχή στην αντοχή στη διάβρωση, στην αντίσταση επίχρισμα και στη θερμική σταθερότητα της αντίστασης επαφής.
Κέλυφος σύνδεσης (ΚΑΤΟΙΚΙΑ)
Υπό ακραίες χημικές επιδράσεις και θερμοκρασίες, ο σύνδεσμος πρέπει να διατηρεί σταθερό μέγεθος, κεντρικό διάκενο, επίπεδη και επιπεδότητα για να εξασφαλίσει τη σωστή συναρμολόγηση και ζευγάρωμα του συνδετήρα. Το περίβλημα του συνδετήρα προστατεύει τις επαφές και τις θέσεις μέσω ηλεκτρικής μόνωσης και μηχανικής προστασίας, προστατεύοντας τις επαφές από το περιβάλλον λειτουργίας.
Οι ηλεκτρικές ιδιότητες που επηρεάζουν τη μόνωση του περιβλήματος περιλαμβάνουν αντίσταση επιφάνειας και όγκου και αντίσταση πιεζοηλεκτρικών μέσων. Οι μηχανικές ιδιότητες του περιβλήματος του συνδετήρα περιλαμβάνουν αντοχή κάμψης / συντελεστή και αντοχή ερπυσμού.
Τα περισσότερα περιβλήματα συνδετήρων είναι παρόμοια στο σχεδιασμό, αλλά τα υλικά που χρησιμοποιούνται είναι διαφορετικά. Το υλικό δεν πρέπει να πληροί μόνο τις περιβαλλοντικές συνθήκες κατά τη λειτουργία, αλλά και να πληροί τις προϋποθέσεις κατά την κατασκευή και τη συναρμολόγηση. Μερικά κοινά υλικά που χρησιμοποιούνται για την κατασκευή περιβλημάτων συνδετήρων είναι PA, PPS, PET, PBT, PCT, LCP, FR-4 κ.λπ.
Διεπαφή σύνδεσης
Το διαχωρισμένο αρσενικό άκρο και το γυναικείο άκρο συνεργάζονται για τη δημιουργία σύνδεσης. Η διεπαφή επαφής δημιουργεί και διατηρεί τις ηλεκτρικές και μηχανικές ιδιότητες που απαιτούνται για την πραγματοποίηση.
Όταν ο αποσπώμενος σύνδεσμος είναι ζευγαρωμένος, μόνο η επαφή υψηλού σημείου στην επιφάνεια ονομάζεται επαφή πρόσκρουσης. Επομένως, δεν υπάρχει επαφή σε ολόκληρη την επιφάνεια του συνδετήρα. Οι προσκρούσεις εξαρτώνται από τη γεωμετρία της επιφάνειας επαφής. Το μέγεθος και ο αριθμός των προσκρούσεων εξαρτάται από την τραχύτητα της επιφάνειας και το εφαρμοζόμενο φορτίο. Το εφαρμοζόμενο φορτίο καθορίζει επίσης το μέγεθος της περιοχής επαφής.
