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连接器选择以及电镀

发布时间:2008-10-30

中心议题:

  • 用户选择连接器需考虑性能要求和因素
  • 介绍选择连接器时要考虑的五个方面

解决方案:

  • 连接器常用的5种连接机构
  • 电缆内导体有三种安装方式
  • 电镀要完成6种功能,并且有4种电镀方式

 

客户对连接器的关注点
用户在选择连接器时,既要考虑性能要求又要考虑因素。性能上必须满足系统电气设备的要求,经济上必须符合价值工程要求,在选择连接器时主要从以下五个方面考虑:
连接器的接口
电气性能
端接方式(电缆、印制电路板、面板、微带、表面贴装等)
对电缆连接器要考虑适用的电缆、安装方法(装接式和压接式)
对印制板连接器要考虑焊脚尺寸、
机械构造及镀覆(军用、商用)   
应用场合(产品应用时的关键点)

RF连接器根据功能可分为三个部分:
接口部位(也即连接机构)
连接器的接口通常由它的应用所决定,但同时要满足电气和机械性能要求。

中间过渡部位
在满足电气性能和可靠性的同时结构尽量简洁。过渡部位尺寸主要由接口及外部安装决定。

外部安装部位
也即连接器的端接方式。有印制电路板、电缆、面板、微带、表面帖装等,端接部位满足电气及可靠性的要求。

接口部位(连接机构)
以下五种类型是连接器常用的连接机构。

螺纹连接
螺纹连接较慢但是可靠(特别是在剧烈的振动环境下),使用系列如SMC型、SMA型、TNC型、N型、UHF型、7/16型等,要注意的是每个系列螺母最大扭力矩。因为螺纹连接稳定可靠,它适合在测试设备,军用和电信设备中应用。

卡口式连接机构
卡口式连接机构用在要求连接可靠且快速插拔中,多用在测试设备和军用设备中,使用系列如BNC型和C型。

推入式连接
推入连接它允许非常快的接合和分离,这种机械结构特点是可靠,常用于小型连接器,例如:MMCX、MCX、SMZ、SMB和SSMB系列。

滑入式连接机构
这种机构是经常应用在不同的多端型连接器中,如:BMA和C4,它常用来做印刷电路板(PCB)上和多路系统的连接。

推入自锁式连接
这种连接结构有一种独特的自锁方式,它插拔时如滑入式连接一样快速方便,但又非常可靠,当它自锁时,即使拖拉线缆也不会解锁,推入式自锁通常在高密度安装的小型连接器上,如:1.0/2.3,1.6/5.6系列,它插拔迅速而锁定可靠。

外部安装部位
连接器与外部元件的连接方式主要有:
与电缆连接
与PCB(平行feed-through)焊接
与另一个连接器相连,如转接器。
与腔体组成另一元件,如功分器、衰减器等。

与电缆内导体的固定
通常有三种安装方式:插入式、焊接式、压接式

插入式
电缆的内导体必须与连接器内部接触。这可以通过将电缆内导体直接插入连接器内导体中。插入式是一种不牢靠却快速的固定方式,适合于对可重复性电气性能(通常要求连接器在GHz范围内)有要求的地方。与其它方法相比,这种接触方法不受高温影响,且几乎也不受位移影响。

焊接式
焊接是一种通常用于半刚性电缆和小型柔软电缆固定的技术。这种方法的优点是接触电阻低。尽管非常可靠,可是焊接是一种缓慢的固定方法。它需要细心操作。当焊接的时候,在电缆绝缘体上的温度影响较大,另外,过多的焊接熔化物可能在表面形成小的珠子。焊接过程中适当的整洁是必要的。

压接式
这种安装方式是在连接器内导体上开孔,电缆内导体插入后用硬度接钳压紧。此种安装方法连接可靠,和合于野外作业。

与电缆外导体的固定
外导体可以以多种方式与电缆相连。主要有装接式、压接式、焊接式三种。
⑴焊接式:将外导体焊接到电缆上。这种方法适用于半钢或半柔电缆的固定。采用低温焊接是为了保证良好的机械接触和电接触,特殊工具的使用可以保证焊点的质量。

⑵压接式:一般用于外导体为编织层的软电缆压接。这种安装方便快速,产品质量一致性好,但需专用工具且不易维护,对压接套要求强度和塑性都能满足。

⑶装接式:一般用于大电缆和外导体为铜管的电缆。与电缆的固定靠紧固螺母与外壳旋紧,不需专用工具,但相对来讲零部件较多、装配较慢。

面板固定
当要从安装底盘引入或引出连接时,连接器、转接器、电缆组件就要经过面板。将连接器、电缆或转接器固定到面板上的技术叫做面板固定技术。几种比较常用的方法:分隔模式(俗称穿墙安装包括螺纹安装),法兰固定。
 
穿墙安装
分隔模式适用于穿墙的固定,用螺纹将连接器固定起来。为了防止连接器的的转动,安装部位一般做成“D”形,一般应用于防止震动的场合。

法兰安装
分为两孔和四孔安装,面板上中间的孔是没有螺纹的只供内导体或外壳通过,这种固定方式的连接器可以互换。

在面板和连接器间增加密封圈的为密封连接器,但并不是严格意义上的密封连接器,只能说是防尘连接器。

印制电路板安装
具有焊接脚的连接器通常应用在PCB板上。连接器的引脚穿孔后焊接。
另一种安装方式是表面贴装(SMT)。这种方法不依靠法兰,只是安装时在印制电路板的一侧进行,将连接器的内外导体一次性的焊接到线路板上。该类连接器可满足高密度大容量安装的需要。

连接器材料和涂覆
材料:
铍青铜
铍青铜具有更好的电气性能和热传输性能,铍青铜可以通过热处理的方法获得长期优良的弹性特征,但是铍青铜比其他的材料都昂贵,一般用做接触材料。机加工性能优于紫铜但劣于锡磷青铜。

铍青铜用于以下连接元件:插孔(接触孔)、弹性插针和壳体。QBe2-Y。

锡磷青铜
由于锡磷青铜具有一定的柔软特性,使成为其它各种铜合金的代替品,当生产预算不允许或者电气性能不一定要求使用铍青铜时可以用锡磷青铜来代替。
锡磷青铜可用于以下连接元件:较大的插孔,弹回接触或者外导体。QSn-6.5-0.1。

黄铜
黄铜是一种质地柔软、导电性好且易于机械加工的材料,由于加工起来比较容易它被称之为“自由切削的黄铜”,但氨、强酸会对其产生侵蚀,一般在其表面都要涂上金、银、三元合金或者镍这样提高了它的耐腐蚀性能和强度。

黄铜一般用于加工以下连接元件:连接器的外壳、外导体、插针等。HPb59-1,H62。

铝合金
铝一般都是使用铝的合金(硬铝2A12-HX8),它质地较轻且具有良好的机械加工性能,由于价格相对便宜,在满足要求时它会成为一些贵重金属(黄铜、不锈钢)的替代品,缺点是熔点很低限制了在高温环境下的使用。

硬铝2A12-HX8可用于以下连接元件:连接螺套、压紧螺套、护套等。

聚四氟乙烯
聚四氟乙烯是一种氟化塑料,对大多数元素都具有惰性,但它会被碱性物质所破坏,它具有优良的热稳定性能(-200°C—250°C)和不易燃的性能,在高于327°C时开始熔化。几乎不受频率和温度的影响,而且弹性系数较低,因此常用作为绝缘子的材料
电镀:
根据不同的要求可以有不同的电镀方法,电镀要完成以下功能:
给导体好的电传导和热传导性能。
防止材料表面被氧化、腐蚀。
提供好的接触性能。
提高表面耐磨性能。
提供一个好的传导层。
提供优良的交调性能。

电镀一般有以下选择:
镀金(gold)、镀银(silver)、镀镍(nickel)、三元合金电镀(potargen)。
镀金:在镍底层上镀金,有以下优点
良好的可焊接性能。
极好的耐腐蚀性能。
低的接触电阻。
镀金不足之处是成本太高,镀金表面还是有一些弱的电磁性。

镀银:
表面镀银比镀金要便宜并且表面更硬一些。它有极好的电和热传导性能,所以银是非常好的电镀材料。镀银表面有很好的焊接性能。并且银很易成型,有最小的接触电阻,在空气和水中有良好的耐腐蚀性能。缺陷就是银在有氢硫化物的空气中会缓慢形成一层氧化膜,表面的光泽会因钝化而失去。
极好的电传导性能。
良好的耐腐蚀性能。
低的接触电阻。
良好的焊接性能。
不足之处就是镀银表面比较容易因氧化而失去光泽。

镀镍:
镀镍表面比镀金表面要硬一些,并且有较好的延展性、外观美观。在射频应用中,镀镍常应用在外壳表面上。通常镀镍还作为镀金等贵重电镀材料的底层。
极好的耐腐蚀性能。
极好的耐磨性能。
镀镍表面有弱的电磁性

三元合金电镀
三元合金是一种镀层材料,它是由铜、锡和锌组成的合金。它可以代替镍作为镀层。因为其具有更好的电性能和耐腐蚀性能。在传输系统中(如:基站)接触区域的非磁性对互调的影响十分大。三元合金的性能接近于银,它的互调水平<—155dBc。

 

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