电连接器基础知识1

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1、电连接器基础知识一、电连接器的基本结构电连接器的基本结构件包括：1、接触体；2、绝缘体；3、壳体；4、附件。1. 接触体（contacts）是连接器完成电连接功能的核心零件。一般由阳性接触件和阴性接触件组成接触对，通过阴、阳接触件的插合完成电的连接。 阳性接触件为刚性零件，一般称作插针，其形状为圆柱形（圆插针）、方柱形（方插针）或扁平形（插片）。 阳性接触件一般由黄铜、磷青铜制成，为提高其导电性能，经常进行表面镀金、镀银处理。 阴性接触件即插孔，是接触对的关键零件，它依靠弹性结构在与插针插合时发生弹性变形而产生弹性力与 阳性接触件形成紧密接触，完成连接。插孔的结构种类很多，有圆筒型（劈槽、缩口

2、）、音叉型、悬臂梁 型（纵向开槽） 、折迭型（纵向开槽，9字形） 、盒形（方插孔）以及双曲面线簧插孔等。插孔主要采用单叶回转双曲面线簧插孔，简称线簧孔。线簧孔是国际上电连接器接触偶中接触可靠性 极高的一种插孔。它具有接触电阻小、插拔柔和、抗振动、耐冲击、寿命长等特点，并能在恶劣的环境下 保持稳定的接触性能而失效。2. 绝缘体绝缘体也常称为基座（base）或安装板（insert）,它的作用是使接触件按所需要的位置和间 距排列，并保证接触件之间和接触件与外壳之间的绝缘性能。良好的绝缘电阻、耐电压性能以及易加工性 是选择绝缘材料加工成绝缘体的基本要求。3. 壳体也称外壳（shell），是连接器的外罩

3、，它为内装的绝缘安装板和插针提供机械保护，并提供插 头和插座插合时的对准,并将插头座锁紧,进而将连接器固定到设备上。4. 附件附件分结构附件和安装附件。结构附件如卡圈、定位键、定位销、导向销、联接环、电缆夹、密 封圈、密封垫等。安装附件如螺钉、螺母、螺杆、弹簧圈等。附件大都有标准件和通用件。二、电连接器常用术语1. 连接器：通常装接在电缆或设备上，供传输线系统电连接的可分离元件（转接器除外）。2. 射频连接器：是在射频范围内使用的连接器。3. 视频：频率范围在3HZs30MHZ之间的无线电波。4. 射频：频率范围在3千HZs3000GHZ之间的无线电波。5. 高频：频率范围在3MHZs30MH

4、Z之间的无线电波。6. 同轴：内导体具有介质支撑，结构上能在测量中采用频率范围内得到最小的内反射系数。7. 三同轴：由具有公共轴线并且相互绝缘的三层同心导体组成的传输线。8. 等级：连接器在机械和电气精密度方面特别是在规定的反射系数方面的水平。9. 通用连接器（2级）：采用最宽的容许尺寸偏差（公差）制造，但仍能保证最低限度的规定性能和 互配性的一种连接器。注：反射系数的要求可规定，也可以不规定。10. 高性能连接器（1级）：按频率变化来规定反射系数极限值的一种连接器，通常所规定的尺寸公 差不比相应的2级连接器严格，但是需要保证连接器满足反射系数的要求时，制造厂有责任选择较严的公 差。11. 标

5、准试验连接器（0级）：用来对1级和2级连接器进行反射系数测量的一种精密制造的具体类型 连接器，对测量结果引起的误差可以忽略不计。 注：标准试验连接器通常是不同类型间转接器的一部分，而转接器与精密连接器连接构成测试设备的一部 分。12. 密封12.1密封连接器：具有能满足规定的气体，潮气或液体密封性要求的连接器。12.2隔障密封：防止与气体、潮气或液体沿着轴向进入连接器壳体内部的密封。 12.3面板密封：防止气体、潮气或液体通过安装孔进入固定或转接器壳体与面板之间的密封。注：密封件通常作为独立产品提供。12.4插合面密封：防止气体、潮气或液体进入一对插合连接器界面处的密封。12.5气密封：满足I

6、EC60068-2-17基本环境试验规程第2部分：试验-试验Q：密封中试验Qk 规定要求的密封。三、电连接器主要性能参数 连接器的基本性能可分为三大类：即机械性能、电气性能和环境性能。1机械性能主要包括耐振动和冲击、锁紧方式、机械寿命、定位键、插拔力等。耐振动和冲击是重要的机械性能，在特殊的应用环境中如航空和航天、铁路和公路运输中尤为重要， 特别随着飞机或导弹飞行速度的增加，振动和冲击加剧，易引起绝缘安装板裂纹、导线和接触件连接处断 裂，甚至引起插合件分离，尤其在谐振是更为剧烈，使连接器失效。冲击试验中应规定峰值加速度、持续 时间和冲击脉冲波形，以及电气连续性中断的时间。锁紧方式是为防止振动引

7、起连接器的分离而采用的安全可靠的连接方式，如螺纹连接时加安全保险 线。机械寿命是另一个重要的机械性能。机械寿命实际上是一种耐久性指标，在国标GB5095中把它叫做 机械操作。它是以一次插入和一次拔出为一个循环，以在规定的插拔循环后连接器能否正常完成其连接功 能（如接触电阻值）作为评判依据。定位键是为防止连接器错插合而选用的键结构形式。 插拔力分为插入力和拔出力（拔出力亦称分离力），两者的要求是不同的。在有关标准中有最大插入力和 最小分离力规定，这表明，从使用角度来看，插入力要小，而分离力若太小，则会影响接触的可靠性。连接器的插拔力和机械寿命与接触件结构（正压力大小）接触部位镀层质量（滑动摩擦系

8、数）以及接 触件排列尺寸精度（对准度）有关。2电气性能主要包括接触电阻、绝缘电阻、电流和抗电强度。 接触电阻：高质量的电连接器应当具有低而稳定的接触电阻。连接器的接触电阻从几毫欧到数十毫欧 不等。 绝缘电阻：衡量电连接器接触件之间和接触件与外壳之间绝缘性能的指标，其数量级为数百兆欧至数 千兆欧不等。 抗电强度或称耐电压：表征连接器接触件之间或接触件与外壳之间耐受额定试验电压的能力，取决于 电路间的间隙（即接触件间距合爬电距离）及连接器中所采用的绝缘材料。 电流：受电连接器及其端接的导线所限制。其它电气性能还有电磁干扰泄漏衰减是评价连接器的电磁干扰屏蔽效果，一般在100MHz10GHz频率 范围

9、内测试。对射频同轴连接器而言，还有特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比（VSWR）等电气指标。由于数字技术的发展，为了连接和传输高速数字脉冲信号，出现了一类新型的连接器即高速信号连接 器，相应地，在电气性能方面，除特性阻抗外，还出现了一些新的电气指标，如串扰（crosstalk），传 输延迟（delay）、时滞（skew）等。3环境性能常见的环境性能包括耐温、耐湿、耐盐雾腐蚀等。 耐温：目前连接器的最高工作温度为200C（少数高温特种连接器除外），最低温度为-65C。由于连 接器工作时，电流在接触点处产生热量，导致温升，因此一般认为工作温度应等于环境温度与接点温升之 和。在某些规范中，明确

10、规定了连接器在额定工作电流下容许的最高温升。 耐湿：潮气的侵入会影响连接器绝缘性能，并锈蚀金属零件。恒定湿热试验条件为相对湿度90%95% （依据产品规范，可达98% ） 、温度+402 0 C ，试验时间按产品规定，最少为96小时。交变湿热试验则更严苛。 耐盐雾腐蚀：连接器在含有潮气和盐分的环境中工作时，其金属结构件、接触件表面处理层有可能产 生电化腐蚀，影响连接器的物理和电气性能。为了评价电连接器耐受这种环境的能力，规定了盐雾试验。 它是将连接器悬挂在温度受控的试验箱内，用规定浓度的氯化钠溶液用压缩空气喷出，形成盐雾大气，其 暴露时间由产品规范规定，至少为48小时。其它环境性能：根据使用要

11、求，电连接器的其它环境性能还有密封性（空气泄漏、液体压力）、液体 浸渍（对特定液体的耐恶习化能力）、低气压等。电连接器中英文对照衰减Attenuation,电气系统内的能量损耗，对电缆常用分贝（dB） /长度单位表示芯片Chip，IC半导体的未封装且通常为无引线的形式，芯片兀件具有与基片连接的金属化接线端分贝Decible db, 一种表示功率或电压水平差的单位，表示功率增益、损失及噪声水平电桥接Bridging Electrical，两导体之间形成的导电通路卡口连接装置Bayonet Coupling附件Accessories环形圈Annular Ring粗糙度Asperity对接Butt电

12、缆Cable中心距Center-to-Center Spacing试样Test Coupon电路Circuit同轴电缆Coaxial Cable元件插针Component Pin同心度Concentricity导电率Conductivity连接器Connector接触件Contact插孔接触件Socket Contact接触长度Contact Length接触件镀层Contact Plating接触压力Contact Pressure接触电阻Contact Resistance接触件保持力Contact Retention接触簧片Contact Spring介电常数Dielectric Con

13、stant啮合和分离力Engaging and Separating Force环境密封Environmentally Sealed光纤连接器Fiber Optic Connector前安装Front Mounted气密封Gas Tight封线体Grommet线束Harness电感Inductance插入力Insertion Force绝缘体Insulation绝缘电阻Insulation Resistance界面密封Interface Seal插头Plug定位销Polarizing Pin射频Radio Frequency电阻焊Resistance Soldering壳体Shell电屏蔽Sh

14、ielding Electronic焊缝Solder Fillet热塑性塑料Thermoplastic热固性塑料thermoset plasticsA REFERENCE GUIDEto Cylindrical Connectors, By AmphenolAmphenol 样本Know the Language25 Common terms you should know Shell - Houses insert and contacts,壳体 Insert - The dielectric or insulating inner core, holds contacts。绝缘体 Inse

15、rt Arrangement- 绝缘体孔组排列 Coupling Nut - Outer threaded or grooved ring which holds mated pair together。连接螺帽 Jam Nut - Nut that holds receptacle to a panel。压紧螺母 Bayonet Coupling - A non-threaded, ramp type of coupling。卡 口连接 Contacts - Mechanical tip to which electrical engagement is accomplished。接触体 P

16、in Contact - Male half of a mated pair of contacts。插针接触体 Socket Contact - Female half of a mated pair of contacts。插孔接触体 Solder Contact - A contact to which wire is joined by soldering。焊接式接触体 Crimp Contact - A contact to which wire is joined by mechanical squeeze。压接式接触体 Plug - The cable/coupling half

17、 of a mating pair。插头 Receptacle - The panel/receiving half of a mating pair。插座 Mating Pair -Two connectors that couple together. Shell size insert arrangement and rotation must be compatible 对接 Plating - The metal finish applied to contacts and or shell components (protective) to resist corrosion an

18、d wear。镀层 Grommet- Resilient part at back of insert (attached or separate); gives wire moisture seal。封线体 Gland - Resilient ring in rear accessory, provides seal on jacketed cable。压盖 Sealing Plug - Plastic type slug, placed in unused grommet holes to seal。密封插头 Grounding Fingers - A metal strap around

19、 plug shell for positive shell-to-shell conductivity/shielding。接地簧片 Hermetic - A connector with fused glass insert for air tightness。气密的 Mating/Unmating Forces-Torque required to couple/uncouple a mating pair of connectors or contacts。 Rear Termination - An accessory which threads to back of shell。尾

20、部套管 Strain Relief-A type of accessory which clamps wires for support Potting Boot-A type of accessory which forms a mold for potting compound EMI or RFI Backshell - A type of accessory to terminate wire shielding Interface Seal - A resilient part on the face of pin inserts which provides moisture se

21、al.界面Shell Styles壳体形式WALL MOUNT RECEPTACLE墙式安装插座LINE MOUNT RECEPTACLE ORCABLE CONNECTING RECEPTACLE*EOX MOUNT RECEPTACLE盒式安装插座SOLDER MOUNT RECEPTACLE(HERMETIC)焊接安装插座STRAIGHT PLUG直插式插头JAM hlUT RECEPTACLE螺母安装插座Coupling连接形式Threaded螺纹连接Bayonet卡口连接世界连接器技术与产品发展趋势技术发展趋势：小型化、高密度、高速传输技术。小型化是指连接器中心间距更小，特殊用途要求

22、连接器的中心间距 达0.25 mm-0.38mm,高度要小到1.0-1.5mm；高密度是实现大芯数化，现代新型计算机总线要求连接器 具有大量的接触对，高密度PCB连接器有效接触件总数达680芯，专用场合最多可达5000芯。高性能、高频化技术。现有的连接器1,85mm V型，1mm W1型已分别把上限频率拓宽到同轴系统的 65GHz 和最高点 110GHz。高电压、大电流技术。大电流连接器用以满足高电压、大电流的电气连接，诸如设备内部电源系统， 地面电源系统，电力伺服系统，核电站等供电系统都需要大电流高电压连接器。其工作电压380V(50Hz), 工作电流800-1000A，温升不超过60 C,

23、连接方便、迅速，插拔力小，使用寿命长。抗干扰技术。电磁兼容、屏蔽技术、滤波器件在连接器设计中的大量使用，有效的解决了现代电子设 备中信号传输抗干扰的问题。复合材料的应用，大大促进防护技术的发展，如B-2和F-22这类飞机采用 非金属材料作蒙皮的隐形技术。模块化技术。模块化技术是提高维修更换速度，改变外形的组装效率，恢复设备的功能。无铅化技术。欧盟颁布的 RoHs 法令，规定所有产品的制造过程中不能含有铅、汞、镉、六价铬及溴 化耐燃剂(PBB、PBDE)。对于连接器厂商而言，影响最大的应是电镀部分，旧有的电镀工艺大部分是采 用镀锡铅，而目前较佳的替代方案是镀纯锡或镀锡铜，镀纯锡的优点是价格低廉，

24、较之镀锡铅成本变化不 大，但目前技术上仍有一些问题没有很好地解决，如会出现锡须；而镀锡铜虽然可以改善锡须的问题，但 价格较高，且技术掌握在日本厂商手里不易获取。产品发展趋势：小间距微型连接器。大批量制造 0.5mm 片型连接器主要用于移动信息终端产品中，在笔记本电脑和PDA等电子产品中，则使用了 0.25mm更加小型化的窄片型连接器产品。高速传输连接器。USB和IEEE1394是市场上高速传输连接器的两大主流。USB是由因特尔、微软、 NECIBM和HP等PC及通信产业厂商所共同制订之统一标准连接器,USB1.1最高传输速度为12Mbps, USB2.0最高传输速度可以达480Mbps。IEE

25、E1394现已成为传输的正式标准，其最大的特点是支持点对点 的传输(Peerto Peer),其传输的主体可以不通过PC,而传输速度可高达100Mbps到3.2Gbps。因此，高 频高速的设备几乎都要使用IEEE1934的标准，如数字电视、DVD、高像素数码相机等。纳米型连接器存储棒连接器超高频同轴连接器。是未来超高频光纤通信系统需求量较大的产品，它是一种高端连接器。这类产品 包括直流到 40GHz 的 K 波段，直流到 70GHz 的 V 波段和直流到 110GHz 的 W 波段用的连接器。宽带连接器。主要解决更高速度，更高电路密度，更小外形尺寸，更好的屏蔽等技术问题。 光纤连接器国内光纤连

26、接器产业提高国际竞争力面临两大障碍。一是陶瓷管和插针的生产要求精度高，单模光纤连接器陶瓷管偏心误基0.5um，多模2.0 u m。虽然 国内也有陶瓷管生产项目筹建，但起步晚，尚未形成气候。目前世界光纤连接器所需陶瓷套管几乎全部由 日本生产，而且基本上由 Adamand 、东陶机器、京都陶瓷三家垄断。由于日本的垄断地位，陶瓷管的成 本至今仍约占整个连接器的 50%。因此掌握陶瓷管的批量生产技术是我国光纤连接器企业降低成本、提高 竞争力的关键。二是新型、小型产品的开发基本空白。国内几十家企业基本都是进口陶瓷管和散件组装直径2.5 mm 的 FC、 SC、 ST 型光纤连接器。很多企业从磨抛设备到封

27、装用的环氧树脂，甚至环氧树脂的除气装置都是进 口。其结果是国内常规光纤连接器产品供大于求，价格竞争激烈。而LC等1.25mm陶瓷插针的小型连接 器、带状光缆连接器、适合于FTTX的小型封装SFF连接器科研开发投入极少。随新旧产品的市场更迭， 差距越来越大。 2000 年和 2001 年世界用于 FTTX 的 SFF 光纤连接器市场销售额分别为 0.34 亿美元和 0.71 亿美元。 2002 年可能超过1 亿美元， 2003 年将上升到2.4 亿美元。 2009 年将占全部光纤连接器市 场总值的 50%以上。目前，我国光连接器制造企业约有 5060 家，主要分布在武汉、上海、深圳和京津地区，如

28、电子部 23 所、34 所、8 所、邮电科学院、519 厂、洛阳航空电器厂等，总的生产能力超过410 万套。关于中国 光纤连接器今后的发展趋势，可以用“量增价跌”来形容。射频连接器2004 年射频连接器的国内市场容量超过15 亿元，欧美产品在国内市场所占比重不断 上升，各种新型产品、微型产品需求上升并主导市场动向。除了追求小型化和高频率这两个关键的技术项目，射频同轴连接器厂商还在产品的多功能及可靠性方 面不断加以改善。现在射频连接器除起信号连接作用外，还兼有处理信号的功能，如滤波、调相位、混频、 衰减、检波、限幅等。此外，低驻波、低损耗、大容量、大功率以及安装的方便性也成为厂商努力的目标 随着生产工艺的改变，现在已经出现了冲压的技术，过去是车削的，现在通过冲压一次成型，这样可以把 体积做得更小，整个连接器的高度也不到2、3 个毫米，现在有的同轴连接器已经做的像芝麻一样小了。射频同轴连接器是一个传统的产品，跟所有的连接器一样，它会做小型化。而且性能会要求越来越好。 它的发展趋势跟其它连接器一样是高密度，小型化和高速度。