连接器基础知识

連接器基礎知識第一章連接器的技術基礎第一課引言什麼是連接器為什麼要使用連接器連接器的分類Molex產品和全球市場1什麼是連接器？連接器是我們電子工程技術人員經常接觸的一種部件。它的作用非常單純：在電路內被阻斷處或孤立不通的電路之間，架起溝通的橋樑，從而使電流流通，使電路實現預定的功能。連接器是電子設備中不可缺少的部件，順著電流流通的通路觀察，你總會發現有一個或多個連接器。連接器形式和結構是千變萬化的，隨著應用物件、頻率、功率、應用環境等不同，有各種不同形式的連接器。例如，球場上點燈用的連接器和硬碟驅動器的連接器，以及點燃火箭的連接器是大不相同的。但是無論什麼樣的連接器，都要保證電流順暢連續和可靠地流通。就泛指而言，連接器所接通的不僅僅限於電流，在光電子技術迅猛發展的今天，光纖系統中，傳遞信號的載體是光，玻璃和塑膠代替了普通電路中的導線，但是光信號通路中也使用連接器，它們的作用與電路連接器相同。由於我們只關心電路連接器，所以，本課程將緊密結合Molex公司的產品，集中介紹電路連接器及其應用。2為什麼要使用連接器？設想一下如果沒有連接器會是怎樣？這時電路之間要用連續的導體永久性地連接在一起，例如電子裝置要連接在電源上，必須把連接導線兩端，與電子裝置及電源通過某種方法（例如焊接）固定接牢。這樣一來，無論對於生產還是使用，都帶來了諸多不便。以汽車電池為例。假定電池電纜被固定焊牢在電池上，汽車生產廠為安裝電池就增加了工作量，增加了生產時間和成本。電池損壞需要更換時，還要將汽車送到維修站，脫焊拆除舊的，再焊上新的，為此要付較多的人工費。有了連接器就可以免除許多麻煩，從商店買個新電池，斷開連接器，拆除舊電池，裝上新電池，重新接通連接器就可以了。這個簡單的例子說明了連接器的好處。它使設計和生產過程更方便、更靈活，降低了生產和維護成本。連接器的好處改善生產過程連接器簡化電子產品的裝配過程。也簡化了批量生產過程易於維修如果某電子元部件失效，裝有連接器時可以快速更換失效元部件便於升級隨著技術進步，裝有連接器時可以更新元部件，用新的、更完善的元部件代替舊的提高設計的靈活性使用連接器使工程師們在設計和集成新產品時，以及用元部件組成系統時，有更大的靈活性。3連接器的分類多年來連接器的分類混亂，各個廠家自有其分類方法和標準。1989年在美國國家電子配銷商協會（NEDA,即NationalElectronicDistributorsAssociation縮寫，它是一個工業教育組織）的支援下，生產連接器的幾大廠家會聚在一起，制訂了一部連接器分類標準和術語。Molex公司曾參加了制訂過程。NEDA標準NEDA主持制訂的這個標準，稱為連接器部件分類等級（LevelsofPackaging）。現摘要敍述於下表：等級描述0IC晶片或晶片到封裝的連接器請注意第1個等級是0級，不是1級。此級實際上並不涉及連接。0級就是積體電路晶片。Molex公司不生產IC晶片。但是生產把晶片連接到電路板的插座。1IC元件或元件到（電路）板的連接器當IC晶片安裝在電路板的插座中時，就是1級連接。2（印製）電路板（PCB）到（印製）電路板的連接器2級連接器用於印製電路板之間的連接。.3導線到電路板或分組合到分組合的連接器3級連接器連接印製電路板和分組合、或是連接兩個分組合。分組合是電子產品的組成部分。依Molex公司的習慣,3級也包括某些導線到導線連接器。4機箱到機箱或輸入/輸出連接器4級連接器提供功率或信號連接。一般的經驗是：當連接涉及到音頻或視頻信號時，或是連接網路和電腦時，要使用4級連接器。關於上述連接器等級，需要注意如下幾點：■某些連接器可以不止用於一個等級，例如3級連接器QF50及MX50都可以用於2級或4級。又如標稱為4級的Molex輸入/輸出用插頭、插座，也可以用於導線到電路板或板到板連接。■實際工作中很少按照上述級別談及連接器，而是按照連接器的外觀形式和連接方式來討論它，如板到板和線到線等。級別是用於學習和分類連接器的。4Molex產品和全球市場Molex公司創建於1938年，在世界上19個國家中擁有52個製造工廠，在美國、亞洲和歐洲設有若干研究開發中心。Molex在全世界擁有17650名員工（根據2000年統計數位）。是世界排名第二（1999年）的連接器廠商。Molex不斷開發新產品，增添新的服務專案，以滿足各個工業部門的具體需求。Molex產品主要面向如下市場的需要：電腦和電腦周邊設備包括大型電腦、小型電腦和個人電腦以及相關的設備，如印表機、數據機、掃描器、巨量外部存儲設備等使用的連接器。Molex在這部分市場非常活躍，從筆記本電腦到大型電腦需要的連接器一應俱全。它的全球服務機構，提供從設計到承包支援的最優服務。資料通信/電信包括資料通信、電話、無線廣播和電視廣播設備等使用的連接器。Molex在全球範圍加大了在蜂窩電話、無繩電話和尋呼機方面的投入，從而在無線通信市場上獲利頗豐。Molex也供應電纜系統和光纖系統的連接器。在手機市場上，Molex生產的I/O、板到板、FFC和轉換開關等應用方面的小型連接器站領先地位。消費類電子設備包括電視機、錄影機、身歷聲音響、光碟機等。Molex在世界各地積極參與家用娛樂電子設備市場。它為電視機和音響設備提供線到板和板到板連接器，是市場上最受歡迎的產品。它為攝像機和數碼相機提供了具有特殊機械性能和成本要求的最小型的連接器。2000財政年度產品比例拼圖汽車電氣和電子設備轎車、卡車和其他機動車都使用許多連接器。Molex同世界上許多大的機動車製造廠和供應商有業務往來，提供他們機動車上多種多樣應用的連接器，從安全裝置、駕駛作業系統到車體電氣配線系統、汽車發動機和傳動控制系統。Molex生產汽車用連接器的工廠都持有QS9001認證證書。工業電氣和電子設備Molex公司提供各種各樣的用於強電和危險環境的連接器，如機器人使用的快速接通連接器到硬金屬殼連接器。Molex以生產民用產品為主，但是由於它的產品品質優異、可靠性高，適應惡劣環境，所以許多產品已經滿足軍用指標，可以用於軍事和相關工業，如宇航、地勤和艦船。但是，軍用市場不是Molex的目標。Molex把它的全球市場劃分為4個區域，即美洲、歐洲、遠東北和遠東南區。下麵的圓形圖示出了個區的銷售比例。2000財政年度各區銷售百分比第二課連接器的組成和作用導體與連接器連接器的組成部分及術語Molex座體使用的塑膠定位和鍵1導體與連接器為瞭解電子互連部件的工作原理，需要知道一些有關導體的常識。當我們提到導體溝通了電路中的斷接處時，實際上是指連接器把兩個開路端連接在一起。電路是指整個電系統，而導體是電流流通的實際通路。有時你常常看不到實際的導體，因為它被絕緣材料或介電材料包覆著。有了介電材料導體就可以平行排放，而且不會相互干擾。下面的表介紹常用導體。連接器中使用的導體導體應用分立導線單根導線或電纜廣泛用於多種電子設備雙絞線由兩根小號絕緣導線繞絞在一起，覆以外皮而組成的電纜。兩個導線通常良好絕緣。普通電話電纜和家用導線都是雙絞線。電腦網路電信同軸電纜它由直徑較小的銅導線（內導體）同軸地安放在直徑較大的外導體之內，兩者之間由介電體隔離和支撐。它們的最外面在包覆以絕緣材料。視頻帶狀電纜名稱源自於其外觀酷似絲帶。又稱為平面電纜。它是一組平行導體整體覆以絕緣材料組成的。導體有兩種形式，一種是圓形截面的導體，另一種是扁平柔性電纜（請看下面介紹）。電腦和外設印製電路板（PCB）PCB是在敷銅聚合板上，通過蝕刻加工，印製上電路。電腦和外設扁平柔性電纜/扁平平面電路(FFC/FPC)它與帶狀電纜類似，但導體是扁平的，不是圓形的。導體橫截面為矩形且極薄。辦公室設備，保安系統，通信，自動售貨機纖維光纜光纖導體有許多種類和模式，但最常見的是玻璃、塑膠包覆的矽石英或塑膠，光通過它們傳導或傳輸。高速資料傳輸，如電腦網路和通信系統2連接器的組成部分及術語本課介紹連接器的基本組成及有關術語。它們是：■座體（housing）■底座（header）■接觸部份（contacts）－端子和插針■連接器用的金屬■陽和陰■鍍層■鍵和定位■電路標識■線規（線號）座體（housing）連接器座體具有如下作用：■支撐接觸部份（插針、簧片等），使之牢固正確就位■防塵、防汙和防潮，保護接觸部份和導體■使電路彼此絕緣上圖畫出的連接器是直插式（in-line）連接器。直插式連接器的特點是導線從連接器的一半部份接入，從另一半接出。連接器的這兩部份分別稱為插頭（陽頭）和插座（陰座）。底座（header）安裝在印製電路板上的連接器，其所用的座體稱為底座（header），又稱基座（base）或片座（wafer）。Molex公司採用座體這個名稱。底座和座體的主要差別在於底座總是與電路引腳安裝在一起，而座體只是空殼。底座有兩種形式：有罩的和無罩的。護罩是指連接器的插針和插座，在交合部份周圍用座體或護裙作成的保護罩。底座還有摩擦鎖緊型（frictionlockstyle）的，它是部份有罩的底座，但是具有鎖緊裝置，它使底座與座體的結合更可靠（見下圖）。Molex生產的底座有許多形狀，最常用的是兩種形狀：直針（又稱垂直）和直角。底座的列數也可以不同，可以是單列插針的，也可以是多列插針的（見下圖）。Molex座體使用的塑膠Molex的座體使用的塑膠是熱塑性塑膠，可以多次熔化和固化。Molex還收集塑造加工過程的剩餘塑膠，經粉碎再次利用。下面介紹Molex用於高溫環境的專用塑膠。這種塑膠具有優異的耐高溫特性。用於表面貼焊安裝（SMT,surfacemountmethodoftermination）的連接器需要這種塑膠。還有一種表面插焊安裝（SMC,surfacemountcompatible）的連接器。兩者的差別在於SMC把插針插入過孔後再焊接在PCB板上；而SMT利用焊腳貼焊在PCB板表面上。由於需要焊接，塑膠必須能耐高溫。也就是說，表面安裝用的連接器座體，必須能夠承受高溫。（見下圖例）SMT,SMC和高溫塑膠高溫聚酯座體PCB板利用SMC端接方法，把小型插合的線到板單列直角底座，裝接在PCB板上。利用SMT端接方法，把1.50mm的連接器貼焊在PCB上。注意焊腳處。由於它非常靠近座體，所以用高溫塑膠尼龍Nylon4/6製造，能承受流動焊錫的燒燙。下表中介紹Molex座體具體應用的塑膠：Molex座體使用的塑膠塑膠商品名稱連接器產品優點缺點尼龍CelaneseZytelVydyneKKSPOX高強度，柔韌性好。化學耐受性優異。可用多種技術和成本較低易吸潮濕造成尺寸不穩定及機械和電氣性能下降。塑造時易溢料（moldflash）高溫尼龍StanylMilligrid高溫插頭座模組適合SMT。高強度，高韌性和優異的延展性。優異的化學耐受性易吸潮濕造成尺寸不穩定及機械和電氣性能下降。塑造時易溢料。成本比普通尼龍高聚酯-PBTCelanexCrastinValoxQF-50MX-50小型DIN41612尺寸穩定（不易吸潮）。優異的化學耐受性。高強度不適於SMT。成本較尼龍稍高。聚酯-PCTThermxValoxSL底座Intel的插卡適於SMT。尺寸穩定。優異的化學耐受性。高強度可能會碎。塑造時易溢料。比PBT成本高PPSFortronSupecRytronPLCC插座適於SMT。優異的化學耐受性。尺寸穩定（不易吸潮）易碎。塑造時易溢料。成本比多數熱塑性塑膠都高。顏色少LCPZeniteVectraXydarSIMM（記憶體條）DIMM（記憶體條）LFH強度與韌性的超級組合。適於SMT。能夠塑鑄出薄壁。優異的化學耐受性。尺寸穩定（不易吸潮）。無塑造時溢料成本高。比其他熱塑性塑膠柔性差。顏色少接觸部份（Contacts）連接器中的接觸部分把要相連接的兩部份導體（或導線）結合在一起。結合後，電路就被接通，電流流過連接器。接觸部份有兩種主要類型：端子（terminal）和插針（pin）。實物的具體形狀則變化多端。下麵出示了兩者的圖例。端子插針端子（或插針）具有兩個端部：前端和後端。前