触点设计对任何连接器的性能都至关重要,特别是对于必须在极端温度、冲击和振动环境下工作的设备。然而,有许多不同的接触方式,每个供应商都将声称自己的优势。本文旨在简明扼要地阐述每种主要风格的优缺点。

双梁

双梁接触。

双梁触点在相反的两侧有两个弹簧指。配合销通常是方形的,但双横梁触点也可以与圆形(圆销)或矩形(刀片端子)触点使用。双光束接触提供了两个接点到引脚,确保电气连续性。这种设计为工业和商业连接器提供了良好的性能水平。它在振动和冲击条件下表现良好,特别是考虑振动方向时。

这种设计的缺点是,如果用磷青铜制造,上限操作温度限制在105°C。此外,如果配合销过大或不对中,它可能导致双梁接触遭受永久性(不可逆变形的形状)设置的不连续的风险。

典型的应用包括在良好环境下的汽车部件、消费电子产品、白色家电电子产品、工业电子产品、医疗电子产品和军事设备。

单波束

单波束接触。

在这种设计下,每个公母连接器上只有一个接触点。分离的配合触点采用滑动连接;设计可以是雌雄同体的,即两个配合的部分具有相同的形状。插头和插座的名称由包含单梁接触的外壳的模制形状决定。

单梁接触最常见的是在间距为1.00毫米或更小的细节距连接器上,这是由薄接触设计实现的。这种设计的优点包括由于冲压工艺而产生的低成本,以及低或零插入力(ZIF)。缺点是抗振动和冲击能力低,这取决于成型设计。

典型的应用包括消费电子、工业电子、测试设备、医疗电子和办公设备。

音叉

音叉接触。

音叉与音叉在外观上的相似使其得名。这个平面,冲压组件有两个接触在相反的一面,提供一个刚性形状接受配合销。配合针通常是方形的,在PC/104兼容连接器上,音叉的方形手柄成为堆叠在上面的连接器的PC尾部。使用这种设计的优点是,由于采用了冲压金属制造工艺,成本较低。

缺点是配合销必须在公差范围内,因为音叉触点在插入销时只有很小的移动。过大的配合销将导致永久性设置,有中断的风险。此外,低弹簧张力使这种设计不适用于极端振动或冲击的环境。

典型的应用是工业控制系统、服务器、通信设备、测试设备、汽车系统、数据记录器、自动售货机、医疗器械、PCI总线适配器和桥接器。

圆形冲压接触夹

圆形冲压接触夹。

这是一个冲压铍铜接触条,有多个弹簧手指,形成一个圈。设备可以有三个、四个或六个弹簧手指。配合销为圆形,允许多点表面接触。这些触点通常用于高可靠性连接系统和单个PCB插座。其主要优点是始终保持接触点;这对信号的连续传输至关重要。夹子在振动和冲击条件下表现非常好。这种设计以低成本提供了高耐久性。工作温度符合MIL-Spec参数-55°C ~ 125°C。夹子可以插入各种外壳,使接触非常多用途。

缺点是对电流处理的限制;因此,它们不适合大电流应用。

通常,圆形冲压触点夹在广泛的应用范围内使用,特别是在需要高可靠性和低成本的情况下。这些设备包括军事设备、民用和军用航空电子设备、关键医疗设备、高性能工业设备和精密测试仪器。

圆形转向多指接触

圆形转向多指接触。

这种触点是在铍铜中加工的,弹簧指(也称为尖)是触点的组成部分,而不是子部件。配合销是圆形的,以确保与所有尖接触。这种单部分设计克服了圆形冲压接触夹的载流限制,同时在较小尺寸的振动条件下保持信号连续性。

这种类型的触点广泛应用于小尺寸和轻重量是先决条件的高可靠性应用,如无人机、军用便携式设备和航空电子设备。

弹簧触点

弹簧触点。

单个弹簧触点(也称为屏蔽手指或接地触点)是一种简单的折叠金属条设计,可以与各种平面相匹配。该设计用于将pcb连接到其他板或组件,传递信号和电流,或连接到机箱接地。其优点是拥有成本低——购买成本低,装配到PCB上成本低。它们通常以磁带和卷轴包装供应,因此可以使用先进的制造工艺,如拾取和放置机器。

缺点是过度压缩的风险可能导致永久设置,尽管有一些设计有“积极停止”,以防止这种情况。

典型的应用包括可穿戴设备、移动设备和天线。

弹簧接触

弹簧接触。

该设计由柱塞、弹簧和筒体组成。柱塞由装在桶里的弹簧承受压力。配合部分通常是一个固定的平面,要么作为连接器的一部分,要么作为单独的PCB板。当需要快速匹配和不匹配连接器时,如果关闭匹配尺寸有变化的风险,则使用这种设计。它还可以用于“盲配”应用,在这种应用中,连接器的接合无法被看到,而且无法实现精确对准。弹簧加载触点也常用作自动测试设备上的探头。设备具有较高的耐用性,操作循环次数可达10,000次以上。这些功能的成本明显高于弹簧触点。

双曲面

这是一种在插座两端之间形成双曲线形状的扭曲电线的布置。配合的圆销钉插入时,会拉伸电线,在销钉上施加张力,形成良好的电接触。主要缺点是触点设计的成本特别高。

这种设计提供了高耐久性,并用于冲击和振动预期的应用,如军事,航空电子,铁路和其他坚固的应用。

总结

如前所述,触点的设计和制造商对触点性能的影响很大。因此,在选择技术和供应商时要非常谨慎和考虑,特别是在恶劣和具有挑战性的环境中使用连接器时。客户应确保充分了解其性能和环境标准,这也可以帮助连接器制造商指导他们使用最合适的连接技术。

本文由Scott Flower撰写,他是新罕布什尔州哈温市高可靠性连接器公司的产品策略经理。有关更多信息,请单击在这里


yabovip16.com科技简报》杂志

本文首次发表于2017年11月号yabovip16.com杂志。

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