連接(jie)器退化機理(li)對(dui)連接(jie)器性能(neng)非常重(zhong)要，對(dui)相關(guan)產品的性能(neng)保(bao)證至關(guan)重(zhong)要。退化機理(li)是什么？哪些因(yin)數(shu)導(dao)致連接(jie)器失效呢(ni)？我們將持續探(tan)討這個問(wen)題。

連(lian)接(jie)器用(yong)于兩個分離系統(tong)之(zhi)間(jian)的連(lian)接(jie)。可(ke)分離性是(shi)必要(yao)原(yuan)因(yin)有很多(duo)，從(cong)制造的便利性到性能(neng)(neng)的提升(sheng)等。然(ran)而(er)(er)，當(dang)匹(pi)配時，連(lian)接(jie)器不應增(zeng)加系統(tong)之(zhi)間(jian)任何不必要(yao)的電阻(zu)值。增(zeng)加電阻(zu)值可(ke)能(neng)(neng)使信號(hao)失真或功(gong)率損失而(er)(er)引(yin)起系統(tong)故障(zhang)。連(lian)接(jie)器退化(hua)機理之(zhi)所以重要(yao)，是(shi)因(yin)為它們是(shi)電阻(zu)增(zeng)加的潛在來源(yuan)，因(yin)此，隨(sui)著時間(jian)的推移(yi)，導(dao)致功(gong)能(neng)(neng)失效。

讓我們先簡要(yao)回顧一下(xia)連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)的(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)。圖1展示(shi)出了通用信號連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)的(de)橫截面(mian)。圖1中(zhong)的(de)等式表示(shi)連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)內(nei)的(de)各種電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)源。Ro是(shi)連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)的(de)整體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)，是(shi)導體(ti)尾端點(dian)(dian)和PCB連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)腳(jiao)位焊接(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)之(zhi)間的(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)。兩個(ge)永 久連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)Rp.c是(shi)指壓接(jie)(jie)(jie)連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)點(dian)(dian)和相(xiang)應腳(jiao)位之(zhi)間的(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)。同樣，兩個(ge)本體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)（Rbulk）是(shi)指后(hou)觸(chu)點(dian)(dian)體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)和連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)兩柱之(zhi)間的(de)并聯(lian)體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)；還有一個(ge)接(jie)(jie)(jie)口或分離(li)處(chu)的(de)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)Rc。整體(ti)連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)是(shi)各個(ge)不變連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)、后(hou)觸(chu)點(dian)(dian)和腔體(ti)連(lian)(lian)(lian)接(jie)(jie)(jie)體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)和可分離(li)處(chu)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)之(zhi)和，因為所有這些電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)(zu)(zu)都是(shi)串聯(lian)的(de)。

圖1，連接器電阻的示意(yi)圖。

為了便(bian)于討論，讓我們假設測(ce)量到(dao)的總電(dian)(dian)阻(zu)值Ro為15毫歐(ou)。考慮到(dao)這一(yi)假設，我們猜測(ce)下永(yong) 久連(lian)接電(dian)(dian)阻(zu)、體(ti)電(dian)(dian)阻(zu)和可分(fen)離(li)處(chu)接觸(chu)電(dian)(dian)阻(zu)對整個連(lian)接器電(dian)(dian)阻(zu)的相對影響。

在這個(ge)例子中，這些值(zhi)是(shi)典型的軟(ruan)殼式連接(jie)(jie)器(qi)的電阻(zu)(zu)值(zhi)，體電阻(zu)(zu)將占(zhan)總電阻(zu)(zu)的大部分(fen)，接(jie)(jie)近14毫歐。永(yong) 久連接(jie)(jie)電阻(zu)(zu)為(wei)幾百微歐姆(mu)，其它為(wei)可分(fen)離處(chu)的接(jie)(jie)觸電阻(zu)(zu)。

雖然連(lian)接器觸(chu)點(dian)的(de)體(ti)電阻(zu)是連(lian)接器電阻(zu)的(de)最(zui)(zui) 大貢(gong)獻者，但(dan)它(ta)也(ye)是最(zui)(zui)穩定(ding)的(de)。單(dan)個觸(chu)點(dian)的(de)體(ti)電阻(zu)是由觸(chu)點(dian)的(de)制造(zao)材(cai)料及其整體(ti)幾(ji)何形狀決定(ding)的(de)。在這個簡單(dan)的(de)例子中，考慮導體(ti)長度的(de)電阻(zu)，可以由以下公司計算：Rcond. = r  l/a.

在該方程中(zhong)，r是導(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)電阻率（也(ye)可以是連(lian)接(jie)器(qi)中(zhong)彈簧材料），“l”是導(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)長度(du)，而“a”是導(dao)(dao)體(ti)(ti)的(de)橫截面積（或連(lian)接(jie)器(qi)中(zhong)彈簧的(de)幾(ji)何(he)形狀）。對于給定(ding)的(de)材料，例如磷青銅和接(jie)觸(chu)幾(ji)何(he)形狀，這些參數是常數，因(yin)此連(lian)接(jie)器(qi)的(de)整體(ti)(ti)電阻是恒定(ding)的(de)。

永 久(jiu)(jiu)連(lian)接電(dian)阻(zu)(zu)和(he)接口或可(ke)分(fen)離連(lian)接電(dian)阻(zu)(zu)是可(ke)變的(de)(de)。這些電(dian)阻(zu)(zu)易(yi)受多種退(tui)化(hua)(hua)機理的(de)(de)影響(xiang)，這將在后面的(de)(de)文(wen)章中(zhong)(zhong)討論。需要指出的(de)(de)是，連(lian)接器受到的(de)(de)影響(xiang)很多，比如惡(e)劣環境、熱、壽命、振動等。并且總的(de)(de)連(lian)接器電(dian)阻(zu)(zu)可(ke)能(neng)從原來的(de)(de)15毫(hao)歐變化(hua)(hua)到例如100毫(hao)歐，電(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)變化(hua)(hua)主要出現在可(ke)分(fen)離和(he)永 久(jiu)(jiu)連(lian)接電(dian)阻(zu)(zu)中(zhong)(zhong)。可(ke)分(fen)離的(de)(de)界(jie)面電(dian)阻(zu)(zu)是最容(rong)易(yi)退(tui)化(hua)(hua)的(de)(de)，因為在可(ke)分(fen)離處產生(sheng)力和(he)變形(xing)等。

簡單地(di)說，兩個主要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)可(ke)分離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)界面(mian)要(yao)求產生(sheng)一定的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)和變形。連(lian)接(jie)(jie)(jie)器的(de)(de)(de)(de)(de)咬合(he)力(li)(li)是(shi)(shi)(shi)第 一種也是(shi)(shi)(shi)最(zui)明顯的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求。對于高PIN數(shu)連(lian)接(jie)(jie)(jie)器，必(bi)須控(kong)制單個PIN位(wei)的(de)(de)(de)(de)(de)咬合(he)力(li)(li)，而接(jie)(jie)(jie)觸法向(xiang)力(li)(li)是(shi)(shi)(shi)受此要(yao)求制約(yue)的(de)(de)(de)(de)(de)主要(yao)參(can)數(shu)之一。例如，可(ke)分離(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)連(lian)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)觸力(li)(li)是(shi)(shi)(shi)幾十到(dao)幾百克，而絕(jue)緣(yuan)壓接(jie)(jie)(jie)連(lian)接(jie)(jie)(jie)，或稱IDC，力(li)(li)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)量級是(shi)(shi)(shi)幾千克，相應的(de)(de)(de)(de)(de)壓入連(lian)接(jie)(jie)(jie)中的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)也是(shi)(shi)(shi)這(zhe)樣。這(zhe)種永 久連(lian)接(jie)(jie)(jie)中高的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)(li)提供了更大的(de)(de)(de)(de)(de)機械穩定性和更低(di)的(de)(de)(de)(de)(de)電阻(zu)值(zhi)(zhi)，比可(ke)分離(li)(li)連(lian)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)電阻(zu)值(zhi)(zhi)要(yao)低(di)得多(duo)。

同樣的(de)情形(xing)，相(xiang)對于可分離連接(jie)(jie)(jie)，較高的(de)永(yong) 久(jiu)連接(jie)(jie)(jie)力允許接(jie)(jie)(jie)觸表面(mian)更大的(de)變(bian)(bian)形(xing)。壓(ya)接(jie)(jie)(jie)連接(jie)(jie)(jie)是(shi)最明顯(xian)(xian)的(de)例(li)子，比如(ru)壓(ya)接(jie)(jie)(jie)端子的(de)顯(xian)(xian)著變(bian)(bian)形(xing)，以及單(dan)個導體(ti)的(de)明顯(xian)(xian)變(bian)(bian)形(xing)等。壓(ya)接(jie)(jie)(jie)連接(jie)(jie)(jie)的(de)力和相(xiang)應的(de)PIN腳都(dou)允許更大的(de)變(bian)(bian)形(xing)接(jie)(jie)(jie)觸表面(mian)。與較高的(de)力一樣，與可分離的(de)接(jie)(jie)(jie)觸電阻相(xiang)比，永(yong) 久(jiu)連接(jie)(jie)(jie)的(de)較大表面(mian)變(bian)(bian)形(xing)降(jiang)低了它們的(de)電阻。

可(ke)分離連接(jie)(jie)面(mian)(mian)的變形(xing)也(ye)受(shou)到另一(yi)種可(ke)分離界面(mian)(mian)要求的限制：配合耐久性。高(gao)的表(biao)(biao)面(mian)(mian)變形(xing)通常導致高(gao)的表(biao)(biao)面(mian)(mian)磨損，這(zhe)反(fan)過來可(ke)能導致接(jie)(jie)觸涂(tu)層(ceng)的損失，例如在接(jie)(jie)觸表(biao)(biao)面(mian)(mian)上的金或錫。這(zhe)種涂(tu)層(ceng)的損失將(jiang)增(zeng)加接(jie)(jie)觸表(biao)(biao)面(mian)(mian)的腐蝕敏(min)感性，這(zhe)將(jiang)在以(yi)后的文章中討論。

與永(yong) 久(jiu)連接相比，可分(fen)(fen)離(li)的接口咬(yao)合(he)力和咬(yao)合(he)耐(nai)久(jiu)性的結(jie)合(he)限(xian)制了可分(fen)(fen)離(li)界面(mian)的變(bian)形和機械穩(wen)定性，也是可分(fen)(fen)離(li)界面(mian)的較(jiao)低電穩(wen)定性的原因。

一般來說，兩個表面(mian)(mian)之間的接(jie)(jie)觸(chu)面(mian)(mian)積越大，界面(mian)(mian)的電阻(zu)就(jiu)越低。實際(ji)上，對于(yu)(yu)導體長度的電阻(zu)，兩個表面(mian)(mian)之間的接(jie)(jie)觸(chu)面(mian)(mian)積類似于(yu)(yu)方程Rcond. = r l/a。由于(yu)(yu)可分離連接(jie)(jie)的接(jie)(jie)觸(chu)面(mian)(mian)積比永 久連接(jie)(jie)低，所以它們具有(you)較(jiao)高的電阻(zu)。

總之，與永 久連接相比，可分離連接的(de)(de)力降低導(dao)致(zhi)機械(xie)穩定(ding)性(xing)降低，接觸面積(ji)減小導(dao)致(zhi)更高(gao)的(de)(de)電(dian)阻。

這(zhe)些問題，即接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)力的(de)(de)(de)(de)減(jian)小和接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)面(mian)(mian)積(ji)的(de)(de)(de)(de)減(jian)小，直(zhi)接(jie)(jie)(jie)(jie)影(ying)響(xiang)了(le)可分離接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)界(jie)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)退化(hua)敏感性。圖(tu)2顯示(shi)了(le)可分離接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)界(jie)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)放大(da)示(shi)意圖(tu)。圖(tu)中顯示(shi)說(shuo)明，在(zai)(zai)這(zhe)種接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)界(jie)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)微觀尺度上，所(suo)有表(biao)面(mian)(mian)都是(shi)粗(cu)糙的(de)(de)(de)(de)。這(zhe)意味著接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)界(jie)面(mian)(mian)本身將由一個稱(cheng)為(wei)a點或凹凸不平的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)點的(de)(de)(de)(de)分布組成，而不是(shi)一個完(wan)整的(de)(de)(de)(de)區(qu)域接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)。這(zhe)種凹凸不平的(de)(de)(de)(de)結構(gou)是(shi)導致接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)界(jie)面(mian)(mian)電(dian)(dian)阻(zu)增(zeng)大(da)的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)。減(jian)少的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)面(mian)(mian)積(ji)，包括a點在(zai)(zai)某一幾何(he)區(qu)域上的(de)(de)(de)(de)分布，取決于(yu)(yu)接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)幾何(he)形狀。一種稱(cheng)為(wei)收縮電(dian)(dian)阻(zu)的(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)，是(shi)由于(yu)(yu)電(dian)(dian)流(liu)被擠(ji)壓到流(liu)過(guo)單個a點而產生(sheng)的(de)(de)(de)(de)。通過(guo)各(ge)種方法增(zeng)加接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)面(mian)(mian)積(ji)可以(yi)降低收縮電(dian)(dian)阻(zu)，但消(xiao)除不了(le)。因(yin)此，連接(jie)(jie)(jie)(jie)器總是(shi)會給電(dian)(dian)氣(qi)系統增(zeng)加一些電(dian)(dian)阻(zu)值。從這(zhe)個角度出(chu)發，連接(jie)(jie)(jie)(jie)器設計的(de)(de)(de)(de)首要目(mu)標是(shi)控制電(dian)(dian)阻(zu)的(de)(de)(de)(de)大(da)小和穩定性。

圖2：從微觀上看接(jie)觸界(jie)面(mian)的固(gu)有表面(mian)粗糙度。

如前所述，界(jie)面(mian)電阻(zu)的(de)(de)大(da)小取決于當插頭(tou)和(he)插座觸點(dian)相互接(jie)觸時產生(sheng)的(de)(de)接(jie)觸區域。影響接(jie)觸電阻(zu)穩定性(xing)的(de)(de)主(zhu)要因素(su)有(you)兩種：接(jie)觸界(jie)面(mian)的(de)(de)擾動和(he)a點(dian)的(de)(de)腐蝕。這(zhe)些(xie)因數如何(he)影響連(lian)接(jie)器退化(hua)機(ji)理將在以后(hou)討(tao)論。總(zong)之(zhi)，這些機(ji)理包括：

1 ，在接觸界面及(ji)其周圍發(fa)生腐蝕(shi)，從而減少接觸面積。有兩種腐蝕(shi)機理： 表(biao)面腐蝕(shi)，直接影響(xiang)接觸面積；誘導或微動，這可以提高接觸界面對腐蝕(shi)的敏感性。

2，由于電鍍(du)不足或(huo)電鍍(du)磨損而喪(sang)失(shi)接觸(chu)電鍍(du)的(de)完整性(xing)，從而增加了腐蝕(shi)的(de)敏感性(xing)。大(da)多數連接器觸(chu)點(dian)都是(shi)鍍(du)有(you)貴金(jin)屬的(de)表面(mian)層，如黃金(jin)；或(huo)普通電鍍(du)表面(mian)，一(yi)般是(shi)錫。這些鍍(du)層的(de)主要目的(de)之一(yi)是(shi)保護接觸(chu)基體（通常是(shi)銅合金(jin))免受腐蝕。貴金屬和非貴金屬的腐蝕敏感性是不同的，后(hou)面將分別討論.

3，接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)力(li)損(sun)失，導致機械穩定性降低，接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)界面(mian)易(yi)受微動影響。導致連(lian)接(jie)(jie)(jie)(jie)器接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)力(li)降低的主要(yao)機理是接(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)應力(li)過(guo)大和應力(li)松弛。由(you)于時間(jian)/溫度的影響，應力松弛是指接觸力隨時間變化而損失.

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