在軍事、國防和航空工業(yè)中，許多電子系統(tǒng)的設(shè)計都是優(yōu)先考慮最惡劣的應(yīng)用環(huán)境。比如深海電子系統(tǒng)必須承受高壓和腐蝕性咸水，而陸地上的系統(tǒng)可能必須忍受戰(zhàn)場條件，包括泥土、灰塵、高振動和高溫等。航空航天系統(tǒng)也是如此，它們必須經(jīng)受多次起飛和著陸、持續(xù)的飛行振動以及航天器在探索廣闊空間時所承受的劇烈溫度波動。設(shè)計真正及其堅固可靠的電子元件一直是工程師和制造商的不懈追求。

堅固可靠是電子元器件行業(yè)常用的術(shù)語，常見于在許多電子系統(tǒng)中充當核心部件的連接器特性中。由于沒有現(xiàn)成的好的評級系統(tǒng)，所以真正的堅固和可靠性商用等級并不容易確認。因此工程師必須調(diào)查市場大量廣告推銷后的真正特性。畢竟，堅固可靠性主要取決于產(chǎn)品最終的應(yīng)用和考驗。

接觸系統(tǒng)在現(xiàn)代微型軍用連接器中尤為重要，因為可以在微型連接器上復(fù)制和實現(xiàn)大型連接器所具有的相同的堅固性和可靠性。在高端、堅固和可靠的連接器中通常使用的三種接觸類型是PIN針和插座、扭針和雙曲面連接等.

PIN針和插座接觸是針或插座的圓柱形接觸，它依靠彈力使咬合進入正確接觸位置。這些彈力也會磨損接觸表面和保持接觸壓力。

圖1：PIN針和插座連接

扭針連接是由一束有彈力的線焊接在末端，卷曲成一個套筒，并有凸出部，創(chuàng)建了一個彈簧部分。

圖2：扭針連接

雙曲面接觸本質(zhì)上是扭轉(zhuǎn)針接觸的反向方法，因為它們有相似的彈簧單元/網(wǎng)格，但在接觸點在插座而不是PIN針。

圖3：雙曲面連接

這三種接觸技術(shù)的共同點是，每種技術(shù)都能實現(xiàn)多個接觸點。如果整個工程界要確定保證堅固和可靠性一個最好的方式，幾乎肯定是多個接觸點。雖然肯定還有其他重要的方式，比如單一接觸點，甚至只有兩個接觸點等，但在高振動或高重力的情況下，有可能產(chǎn)生針和插座斷開或不穩(wěn)定接觸的情況，這種短暫不咬合的狀況有時會產(chǎn)生嚴重的破壞性影響。

其他幾個屬性也有助于連接器的堅固性和可靠性;第一個屬性是接觸量。接觸量是指PIN針和插座之間接觸區(qū)域的長度。對于堅固可靠的性能，一般的經(jīng)驗法則是最小接觸量為PIN針直徑的1.5倍。

圖4：接觸量(左)和接觸法力(右)

另一個關(guān)鍵屬性是接觸法向力。當連接器的PIN針或插座作為彈簧構(gòu)件時，彈簧觸點的每一次接觸在高振動環(huán)境下保持連續(xù)接觸至關(guān)重要。接觸法向力必須在連接器的使用壽命內(nèi)得到充分的保證，因此，對于堅固、高可靠性的觸頭的彈簧構(gòu)件，采用一種堅固的基材是至關(guān)重要的。更大的接觸力還可將兩個交配面之間的空氣間隙最小化。從而降低了電阻。接觸形狀設(shè)計在保持良好的接觸力方面也起著重要的作用。兩個相互接觸的平面將力均勻地分布在表面上，這降低了接觸力，而與平面接觸的圓形表面將接觸力集中到一個較小的區(qū)域，從而產(chǎn)生較高的接觸法向力?？紤]到當今接觸系統(tǒng)尺寸的微型化，優(yōu)化接觸幾何形狀以獲得最佳接觸法力是一項了不起的研究成果。

接觸基材在獲得適當?shù)慕佑|法向力方面也起著核心作用，并且在導(dǎo)電和熱導(dǎo)率、制造容易程度和材料成本方面也很重要。鈹銅(BECU)以其獨特的屈服強度和高硬度、成形性、彈簧穩(wěn)定性和非凡的抗疲勞性能等特點，成為超高可靠性連接器彈簧件觸頭選用的基礎(chǔ)材料，是高耐久性構(gòu)件特別是循環(huán)載荷下的關(guān)鍵部件。熒光粉青銅或黃銅通常是非彈簧接觸構(gòu)件的首選材料，如PIN針。接觸電鍍，用于在配合面涂覆基材的金屬，由于具有高的耐蝕性，有助于保持穩(wěn)定的導(dǎo)電能力，經(jīng)典的是黃金材料。50μ的黃金涂層厚度還可以提供一個非常持久的連接。商業(yè)級連接器通常將鍍金厚度減少到30μ以內(nèi)或更少。

圖5：AirBorn公司的Versi系列開放式引腳連接器有四個冗余接觸點的插座，用于增強關(guān)鍵應(yīng)用的可靠性;符合mil-dtl-83513的要求。

雖然在高要求、高可靠性的應(yīng)用中使用商業(yè)級連接器可以降低成本，但最好使用具有更堅固、高可靠性屬性的連接器，包括多個接觸點、高接觸接合度、高接觸法向力和具有優(yōu)良性能特性的基材。隨著微型連接器的日益普及，從受信任的、經(jīng)驗豐富的供應(yīng)商那里獲得堅固可靠的連接器也是很重要的。將關(guān)鍵的堅固性和可靠性因素設(shè)計成微型連接器是一項技術(shù)奇跡，而這些特性正是真正堅固可靠的連接器和連接器供應(yīng)商與商業(yè)級組件的區(qū)別。

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