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連接器選擇以及電鍍

發布時間:2008-10-30

中心議題:

  • 用戶選擇連接器需考慮性能要求和因素
  • 介紹選擇連接器時要考慮的五個方面

解決方案:

  • 連接器常用的5種連接機構
  • 電纜內導體有三種安裝方式
  • 電鍍要完成6種功能,并且有4種電鍍方式

 

客戶對連接器的關注點
用戶在選擇連接器時,既要考慮性能要求又要考慮因素。性能上必須滿足系統電氣設備的要求,經濟上必須符合價值工程要求,在選擇連接器時主要從以下五個方面考慮:
連接器的接口
電氣性能
端接方式(電纜、印制電路板、面板、微帶、表面貼裝等)
對電纜連接器要考慮適用的電纜、安裝方法(裝接式和壓接式)
對印制板連接器要考慮焊腳尺寸、
機械構造及鍍覆(軍用、商用)   
應用場合(產品應用時的關鍵點)

RF連接器根據功能可分為三個部分:
接口部位(也即連接機構)
連接器的接口通常由它的應用所決定,但同時要滿足電氣和機械性能要求。

中間過渡部位
在滿足電氣性能和可靠性的同時結構盡量簡潔。過渡部位尺寸主要由接口及外部安裝決定。

外部安裝部位
也即連接器的端接方式。有印制電路板、電纜、面板、微帶、表面帖裝等,端接部位滿足電氣及可靠性的要求。

接口部位(連接機構)
以下五種類型是連接器常用的連接機構。

螺紋連接
螺紋連接較慢但是可靠(特別是在劇烈的振動環境下),使用系列如SMC型、SMA型、TNC型、N型、UHF型、7/16型等,要注意的是每個系列螺母最大扭力矩。因為螺紋連接穩定可靠,它適合在測試設備,軍用和電信設備中應用。

卡口式連接機構
卡口式連接機構用在要求連接可靠且快速插拔中,多用在測試設備和軍用設備中,使用系列如BNC型和C型。

推入式連接
推入連接它允許非常快的接合和分離,這種機械結構特點是可靠,常用于小型連接器,例如:MMCX、MCX、SMZ、SMB和SSMB系列。

滑入式連接機構
這種機構是經常應用在不同的多端型連接器中,如:BMA和C4,它常用來做印刷電路板(PCB)上和多路系統的連接。

推入自鎖式連接
這種連接結構有一種獨特的自鎖方式,它插拔時如滑入式連接一樣快速方便,但又非常可靠,當它自鎖時,即使拖拉線纜也不會解鎖,推入式自鎖通常在高密度安裝的小型連接器上,如:1.0/2.3,1.6/5.6系列,它插拔迅速而鎖定可靠。

外部安裝部位
連接器與外部元件的連接方式主要有:
與電纜連接
與PCB(平行feed-through)焊接
與另一個連接器相連,如轉接器。
與腔體組成另一元件,如功分器、衰減器等。

與電纜內導體的固定
通常有三種安裝方式:插入式、焊接式、壓接式

插入式
電纜的內導體必須與連接器內部接觸。這可以通過將電纜內導體直接插入連接器內導體中。插入式是一種不牢靠卻快速的固定方式,適合于對可重復性電氣性能(通常要求連接器在GHz范圍內)有要求的地方。與其它方法相比,這種接觸方法不受高溫影響,且幾乎也不受位移影響。

焊接式
焊接是一種通常用于半剛性電纜和小型柔軟電纜固定的技術。這種方法的優點是接觸電阻低。盡管非??煽浚墒呛附邮且环N緩慢的固定方法。它需要細心操作。當焊接的時候,在電纜絕緣體上的溫度影響較大,另外,過多的焊接熔化物可能在表面形成小的珠子。焊接過程中適當的整潔是必要的。

壓接式
這種安裝方式是在連接器內導體上開孔,電纜內導體插入后用硬度接鉗壓緊。此種安裝方法連接可靠,和合于野外作業。

與電纜外導體的固定
外導體可以以多種方式與電纜相連。主要有裝接式、壓接式、焊接式三種。
⑴焊接式:將外導體焊接到電纜上。這種方法適用于半鋼或半柔電纜的固定。采用低溫焊接是為了保證良好的機械接觸和電接觸,特殊工具的使用可以保證焊點的質量。

⑵壓接式:一般用于外導體為編織層的軟電纜壓接。這種安裝方便快速,產品質量一致性好,但需專用工具且不易維護,對壓接套要求強度和塑性都能滿足。

⑶裝接式:一般用于大電纜和外導體為銅管的電纜。與電纜的固定靠緊固螺母與外殼旋緊,不需專用工具,但相對來講零部件較多、裝配較慢。

面板固定
當要從安裝底盤引入或引出連接時,連接器、轉接器、電纜組件就要經過面板。將連接器、電纜或轉接器固定到面板上的技術叫做面板固定技術。幾種比較常用的方法:分隔模式(俗稱穿墻安裝包括螺紋安裝),法蘭固定。
 
穿墻安裝
分隔模式適用于穿墻的固定,用螺紋將連接器固定起來。為了防止連接器的的轉動,安裝部位一般做成“D”形,一般應用于防止震動的場合。

法蘭安裝
分為兩孔和四孔安裝,面板上中間的孔是沒有螺紋的只供內導體或外殼通過,這種固定方式的連接器可以互換。

在面板和連接器間增加密封圈的為密封連接器,但并不是嚴格意義上的密封連接器,只能說是防塵連接器。

印制電路板安裝
具有焊接腳的連接器通常應用在PCB板上。連接器的引腳穿孔后焊接。
另一種安裝方式是表面貼裝(SMT)。這種方法不依靠法蘭,只是安裝時在印制電路板的一側進行,將連接器的內外導體一次性的焊接到線路板上。該類連接器可滿足高密度大容量安裝的需要。

連接器材料和涂覆
材料:
鈹青銅
鈹青銅具有更好的電氣性能和熱傳輸性能,鈹青銅可以通過熱處理的方法獲得長期優良的彈性特征,但是鈹青銅比其他的材料都昂貴,一般用做接觸材料。機加工性能優于紫銅但劣于錫磷青銅。

鈹青銅用于以下連接元件:插孔(接觸孔)、彈性插針和殼體。QBe2-Y。

錫磷青銅
由于錫磷青銅具有一定的柔軟特性,使成為其它各種銅合金的代替品,當生產預算不允許或者電氣性能不一定要求使用鈹青銅時可以用錫磷青銅來代替。
錫磷青銅可用于以下連接元件:較大的插孔,彈回接觸或者外導體。QSn-6.5-0.1。

黃銅
黃銅是一種質地柔軟、導電性好且易于機械加工的材料,由于加工起來比較容易它被稱之為“自由切削的黃銅”,但氨、強酸會對其產生侵蝕,一般在其表面都要涂上金、銀、三元合金或者鎳這樣提高了它的耐腐蝕性能和強度。

黃銅一般用于加工以下連接元件:連接器的外殼、外導體、插針等。HPb59-1,H62。

鋁合金
鋁一般都是使用鋁的合金(硬鋁2A12-HX8),它質地較輕且具有良好的機械加工性能,由于價格相對便宜,在滿足要求時它會成為一些貴重金屬(黃銅、不銹鋼)的替代品,缺點是熔點很低限制了在高溫環境下的使用。

硬鋁2A12-HX8可用于以下連接元件:連接螺套、壓緊螺套、護套等。

聚四氟乙烯
聚四氟乙烯是一種氟化塑料,對大多數元素都具有惰性,但它會被堿性物質所破壞,它具有優良的熱穩定性能(-200°C—250°C)和不易燃的性能,在高于327°C時開始熔化。幾乎不受頻率和溫度的影響,而且彈性系數較低,因此常用作為絕緣子的材料
電鍍:
根據不同的要求可以有不同的電鍍方法,電鍍要完成以下功能:
給導體好的電傳導和熱傳導性能。
防止材料表面被氧化、腐蝕。
提供好的接觸性能。
提高表面耐磨性能。
提供一個好的傳導層。
提供優良的交調性能。

電鍍一般有以下選擇:
鍍金(gold)、鍍銀(silver)、鍍鎳(nickel)、三元合金電鍍(potargen)。
鍍金:在鎳底層上鍍金,有以下優點
良好的可焊接性能。
極好的耐腐蝕性能。
低的接觸電阻。
鍍金不足之處是成本太高,鍍金表面還是有一些弱的電磁性。

鍍銀:
表面鍍銀比鍍金要便宜并且表面更硬一些。它有極好的電和熱傳導性能,所以銀是非常好的電鍍材料。鍍銀表面有很好的焊接性能。并且銀很易成型,有最小的接觸電阻,在空氣和水中有良好的耐腐蝕性能。缺陷就是銀在有氫硫化物的空氣中會緩慢形成一層氧化膜,表面的光澤會因鈍化而失去。
極好的電傳導性能。
良好的耐腐蝕性能。
低的接觸電阻。
良好的焊接性能。
不足之處就是鍍銀表面比較容易因氧化而失去光澤。

鍍鎳:
鍍鎳表面比鍍金表面要硬一些,并且有較好的延展性、外觀美觀。在射頻應用中,鍍鎳常應用在外殼表面上。通常鍍鎳還作為鍍金等貴重電鍍材料的底層。
極好的耐腐蝕性能。
極好的耐磨性能。
鍍鎳表面有弱的電磁性

三元合金電鍍
三元合金是一種鍍層材料,它是由銅、錫和鋅組成的合金。它可以代替鎳作為鍍層。因為其具有更好的電性能和耐腐蝕性能。在傳輸系統中(如:基站)接觸區域的非磁性對互調的影響十分大。三元合金的性能接近于銀,它的互調水平<—155dBc。

 

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