連接器知識(shí)
一 連接器的技術(shù)基礎(chǔ)
什么是連接器？ 為什么要使用連接器 連接器的分類?Molex產(chǎn)品和全球市場(chǎng)
1?什么是連接器？
連接器是我們電子工程技術(shù)人員經(jīng)常接觸的一種部件。它的作用非常單純：在電路內(nèi)被阻斷處或孤立不通的電路之間，架起溝通的橋梁，從而使電流流通，使電路實(shí)現(xiàn)預(yù)定的功能。連接器是電子設(shè)備中不可缺少的部件，順著電流流通的通路觀察，你總會(huì)發(fā)現(xiàn)有一個(gè)或多個(gè)連接器。連接器形式和結(jié)構(gòu)是千變?nèi)f化的，隨著應(yīng)用對(duì)象、頻率、功率、應(yīng)用環(huán)境等不同，有各種不同形式的連接器。例如，球場(chǎng)上點(diǎn)燈用的連接器和硬盤驅(qū)動(dòng)器的連接器，以及點(diǎn)燃火箭的連接器是大不相同的。但是無論什么樣的連接器，都要保證電流順暢連續(xù)和可靠地流通。就泛指而言，連接器所接通的不僅僅限于電流，在光電子技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，光纖系統(tǒng)中，傳遞信號(hào)的載體是光，玻璃和塑料代替了普通電路中的導(dǎo)線，但是光信號(hào)通路中也使用連接器，它們的作用與電路連接器相同。由于我們只關(guān)心電路連接器，所以，本課程將緊密結(jié)合Molex公司的產(chǎn)品，集中介紹電路連接器及其應(yīng)用。
2?為什么要使用連接器？
設(shè)想一下如果沒有連接器會(huì)是怎樣？這時(shí)電路之間要用連續(xù)的導(dǎo)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(dǎo)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(duì)于生產(chǎn)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(chǎn)廠為安裝電池就增加了工作量，增加了生產(chǎn)時(shí)間和成本。電池?fù)p壞需要更換時(shí)，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(fèi)。有了連接器就可以免除許多麻煩，從商店買個(gè)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(gè)簡(jiǎn)單的例子說明了連接器的好處。它使設(shè)計(jì)和生產(chǎn)過程更方便、更靈活，降低了生產(chǎn)和維護(hù)成本。
連接器的好處
改善生產(chǎn)過程 連接器簡(jiǎn)化電子產(chǎn)品的裝配過程。也簡(jiǎn)化了批量生產(chǎn)過程；
易于維修 如果某電子元部件失效，裝有連接器時(shí)可以快速更換失效元部件；
便于升級(jí) 隨著技術(shù)進(jìn)步，裝有連接器時(shí)可以更新元部件，用新的、更完善的元部件代替舊的提高設(shè)計(jì)的靈活性 使用連接器使工程師們?cè)谠O(shè)計(jì)和集成新產(chǎn)品時(shí)，以及用元部件組成系統(tǒng)時(shí)，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(gè)廠家自有其分類方法和標(biāo)準(zhǔn)。1989年在美國(guó)國(guó)家電子配銷商協(xié)會(huì)（NEDA,?即National Electronic Distributors Association縮寫，它是一個(gè)工業(yè)教育組織 ）的支持下，生產(chǎn)連接器的幾大廠家會(huì)聚在一起，制訂了一部連接器分類標(biāo)準(zhǔn)和術(shù)語(yǔ)。Molex公司曾參加了制訂過程。NEDA標(biāo)準(zhǔn)?NEDA主持制訂的這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)，稱為連接器部件分類等級(jí)（Levels of Packaging）?，F(xiàn)摘要敘述于下表：
等級(jí)描 述
0 IC?芯片或芯片到封裝的連接器請(qǐng)注意第1個(gè)等級(jí)是?“0”?級(jí)，不是?“1”?級(jí)。此級(jí)實(shí)際上并不涉及連接。?0?級(jí)就是集成電路芯片。Molex公司不生產(chǎn)IC?芯片。但是生產(chǎn)把芯片連接到電路板的插座。
1 IC?組件或組件到（電路）板的連接器當(dāng)IC芯片安裝在電路板的插座中時(shí)，就是1級(jí)連 接。
2?（印制）電路板（PCB）到（印制）電路板的連接器?2級(jí)連接器用于印制電路板之間的連接。.
3?導(dǎo)線到電路板或分組合到分組合的連接器?3級(jí)連接器連接印制電路板和分組合、或是連 接兩個(gè)分組合。分組合是電子產(chǎn)品的組成部分。依Molex公司的習(xí)慣, 3級(jí)也包括某些導(dǎo) 線到導(dǎo)線連接器。
4?機(jī)箱到機(jī)箱或輸入/輸出連接器4級(jí)連接器提供功率或信號(hào)連接。一般的經(jīng)驗(yàn)是：當(dāng)連接涉及到音頻或視頻信號(hào)時(shí)，或是連接網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)時(shí)，要使用4級(jí)連接器。
關(guān)于上述連接器等級(jí)，需要注意如下幾點(diǎn)：
■ 某些連接器可以不止用于一個(gè)等級(jí)，例如3級(jí)連接器QF50及MX50都可以用于2級(jí)或4級(jí)。又如標(biāo)稱為4級(jí)的Molex輸入/輸出用插頭、插座，也可以用于導(dǎo)線到電路板或板到板連接。
■ 實(shí)際工作中很少按照上述級(jí)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(jí)別是用于學(xué)習(xí)和分類連接器的。
4?連接器知名廠商
1999年世界排名前10名的連接器供銷廠商
Tyco (AMP/Thomas & Betts/Augat)
Molex
FCI/Berg
Foxconn (Hon Hai)
Amphenol
JST
Hirose
3M
ITT Cannon
JAE
二 連接器的組成和作用
導(dǎo)體與連接器 連接器的組成部分及術(shù)語(yǔ)?Molex座體使用的塑料 定位和鍵
1?導(dǎo)體與連接器
為了解電子互連部件的工作原理，需要知道一些有關(guān)導(dǎo)體的常識(shí)。當(dāng)我們提到導(dǎo)體溝通了電路中的斷接處時(shí)，實(shí)際上是指連接器把兩個(gè)開路端連接在一起。電路是指整個(gè)電系統(tǒng)，而導(dǎo)體是電流流通的實(shí)際通路。有時(shí)你常?？床坏綄?shí)際的導(dǎo)體，因?yàn)樗唤^緣材料或介電材料包覆著。有了介電材料導(dǎo)體就可以平行排放，而且不會(huì)相互干擾。下面的表介紹常用導(dǎo)體。
連接器中使用的導(dǎo)體
導(dǎo)體應(yīng)用
分立導(dǎo)線單根導(dǎo)線或電纜 廣泛用于多種電子設(shè)備；
雙絞線由兩根小號(hào)絕緣導(dǎo)線繞絞在一起，覆以外皮而組成的電纜。兩個(gè)導(dǎo)線通常良好絕緣。普通電話電纜和家用導(dǎo)線都是雙絞線。 也應(yīng)用于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)電信；
同軸電纜它由直徑較小的銅導(dǎo)線（內(nèi)導(dǎo)體）同軸地安放在直徑較大的外導(dǎo)體之內(nèi)，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。 應(yīng)用于視頻；
帶狀電纜名稱源自于其外觀酷似絲帶。又稱為平面電纜。它是一組平行導(dǎo)體整體覆以絕緣材料組成的。導(dǎo)體有兩種形式，一種是圓形截面的導(dǎo)體，另一種是扁平柔性電纜（請(qǐng)看下面介紹）。應(yīng)用于計(jì)算機(jī)和外設(shè)
印制電路板（PCB）PCB是在敷銅聚合板上，通過蝕刻加工，印制上電路。計(jì)算機(jī)和外設(shè)；
扁平柔性電纜/扁平平面電路?(FFC/FPC)?它與帶狀電纜類似，但導(dǎo)體是扁平的，不是圓形的。導(dǎo)體橫截面為矩形且極薄。辦公室設(shè)備，保安系統(tǒng)，通信，自動(dòng)售貨機(jī)；
纖維光纜光纖導(dǎo)體有許多種類和模式，但最常見的是玻璃、塑料包覆的硅石英或塑料，光通過它們傳導(dǎo)或傳輸。 高速數(shù)據(jù)傳輸，如計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和通信系統(tǒng)；
2?連接器的組成部分及術(shù)語(yǔ)
本課介紹連接器的基本組成及有關(guān)術(shù)語(yǔ)。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(yáng)和陰
■ 鍍層
■ 鍵和定位
■ 電路標(biāo)識(shí)
■ 線規(guī) （線號(hào)）
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、防污和防潮，保護(hù)接觸部份和導(dǎo)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(diǎn)是導(dǎo)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(yáng)頭）和插座（陰座）。
底座（header）
安裝在印制電路板上的連接器，其所用的座體稱為底座（header），又稱基座（base）或片座（wafer）。Molex公司采用座體這個(gè)名稱。底座和座體的主要差別在于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(hù)罩是指連接器的插針和插座，在交合部份周圍用座體或護(hù)裙作成的保護(hù)罩。底座還有摩擦鎖緊型（friction lock style）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(jié)合更可靠（見下圖）。
Molex生產(chǎn)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(shù)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座體使用的塑料
Molex的座體使用的塑料是熱塑性塑料，可以多次熔化和固化。Molex還收集塑造加工過程的剩余塑料，經(jīng)粉碎再次利用。下面介紹Molex用于高溫環(huán)境的專用塑料。這種塑料具有優(yōu)異的耐高溫特性。用于表面貼焊安裝（SMT, surface mount method of termination）的連接器需要這種塑料。還有一種表面插焊安裝（SMC, surface mount compatible）的連接器。兩者的差別在于SMC把插針插入過孔后再焊接在PCB板上；而SMT利用焊腳貼焊在PCB板表面上。由于需要焊接，塑料必須能耐高溫。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?和高溫塑料高溫聚酯座體?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1.50 mm的連接器貼焊在PCB上。注意焊腳處。由于它非常靠近座體，所以用高溫塑料尼龍?Nylon 4/6?制造，能承受流動(dòng)焊錫的燒燙。
下表中介紹Molex座體具體應(yīng)用的塑料：
Molex座體使用的塑料
接觸部份（Contacts）
連接器中的接觸部分把要相連接的兩部份導(dǎo)體（或?qū)Ь€）結(jié)合在一起。結(jié)合后，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(shí)物的具體形狀則變化多端。下面出示了兩者的圖例。
端子 插針
端子（或插針）具有兩個(gè)端部：前端和后端。前端總是結(jié)合端，它同另一端子交合形成接觸。后端總是起端接作用，或是壓接或接連導(dǎo)線（導(dǎo)體）。
下表中摘要列出了Molex連接器接觸部份采用的金屬，以及它們各自的優(yōu)缺點(diǎn)。注意接觸部分所用的基體金屬中都有銅合金，借以保證良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、機(jī)械性能和可工藝性。
鍍層
把連接器的接觸部份電鍍，是為了改善導(dǎo)電性、抗腐蝕和抗磨損性，提高可焊性。具有良好機(jī)械性能（如可成形性，彈性）的金屬，常常不具備優(yōu)良的導(dǎo)電性、抗腐蝕和抗磨損性以及可焊接性。Molex公司把這些金屬材料全部或有選擇地電鍍，以改善性能。下表摘要介紹Molex主要采用的鍍層金屬及其特性。
電路標(biāo)識(shí)
因?yàn)檫B接器總是有許多的電路引腳，必須有辦法使用戶能夠正確認(rèn)出電路的引腳號(hào)碼。下圖介紹兩種常用的電路引腳號(hào)碼識(shí)別方法。
左側(cè)的座體用一個(gè)三角形指明電路引腳計(jì)號(hào)起點(diǎn)。此方法非常通用。右側(cè)的座體用標(biāo)注電路引腳具體編號(hào)“1”指明計(jì)號(hào)起點(diǎn)。
