电子产品接触不良问题——以连接器(接插件)为例

2023-05-09

电子产品中的接触不良有很多原因,可能是元器件自身内部的接触不良,也可能是元器件互连时的接触不良,也有虚焊(一般为组件与PCB)导致接触不良。连接器(接插件)之间的接触不良是最常见的原因。



连接器一般是通过针接触件和孔接触件连接。元器件一般在引脚或端子处有一层镀层,像镀铅锡合金、镀纯锡、镀镍、镀银、镀银钯合金、镀金等。所以组件与组件的接触,就相当于镀层金属之间的相互接触。


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因为不同镀层金属的导电率不同,所以对应产生的接触电阻也相对不同。一般来说,金的导电率好于银的导电率。


在焊接工艺时,其实焊接实际是形成合金的过程,该合金本来就是良导体,除非焊接不良,否则焊接本身的可靠性还是比较高的。但是连接器之间,是通过表面之间的接触形成连接,所以容易导致接触不良。


01

 受材料、接触压力、接触面积影响



两个金属表面之间的接触是否良好,主要取决于材料、接触压力与实际接触面积。一般器件的镀层材料基本上都是由良导体做的,因此对接触不良的影响不大。


连接器的接触压力,是通过孔接触件的弹力来给针接触件一定的压力。一般压力越大接触越好。当然,小且薄的孔接触件,一般无法提供很大的压力。如果这个孔接触件本身弹性又不好,压力

变小,接触自然不会很好。


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同时,如果孔接触件或针接触件有变形,也会导致实际接触面积小,从而有可能导致接触不良。同时,连接器的孔接触件或针接触件当然一般是连接在塑料上的,如果脚数多了,有可能导致某一个或数个接触件装在塑料件上的位置有偏差,于是,两个连接器插入时,那些偏位了的接触件就有可能接触不好。


02

受表面光滑度、尘埃、杂质影响



接触件的表面肉眼看起来是光滑的。事实上,这些接触件表面并不光滑。因此,两接触件表面接触时,实际就是凹凸不平的表面之间的犬齿交错接触。由于凸和凹的形状和大小不可能全部吻合,所以嵌入的时候其实也只是部分接触。


所以,表面上看起来接触紧密的金属表面之间,实际并不是完全接触,其真正有效接触面积已经大打折扣。


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另一方面,金属表面的氧化和杂质,也会导致接触不良。【开元体育平台】中国有限公司肉眼判断的“没氧化”只是说氧化不是很严重,并不代表实际没有发生氧化,其实氧化是客观存在的。所以,这些引脚或端子表面,某些区域已经分布了一定的氧化层,使得其实际有效接触面再次减少。


同时,杂质的影响也不可以忽略。金属表面与其他物质接触时,不免会沾上杂质。例如,人的手上实际有大量的汗渍、油脂等物质,当手碰到引脚或端子时,这些杂质就会沾到其表面上。


另外,空气中含有大量的尘埃,暴露在空气中的金属,必定会沾上这些微粒。因为这些杂质【开元体育平台】中国有限公司肉眼很难看到,所以会认为这些元器件的引脚或端子很“洁净”。其实杂质早已覆盖到金属表面,从而影响到两器件金属原子之间的直接接触,导致实际有效接触面进一步减少。


03

 受外力、温度影响



金属接触时,如果有明显的外力作用,接触状况就会发生变化。有的器件内部接触不良,有时敲一敲可能就好了。


很多人以为,没有碰过该器件,这个器件就没有受到新的外力,因此接触状态是不会发生变化的。事实上果真如此么?


【开元体育平台】中国有限公司假设某个器件装在了放在桌子上的某个成品上。这时,这个器件是处于静止状态,它必定是处于受力平衡状态。如果有人拿起了这个成品,那么这里面器件就会受到新的外力作用,接触面就可能变形或位移,于是,以前的接触状态就可能发生了变化。


如果以前的接触刚好处于接触良好与不良的临界点,状态改变的情况下,要么变得更多地方接触不上了,要么变得更多地方接触上了。


这一切都取决于这3个因素:1、表面凹凸程度、氧化物和杂质的分布状况;2、初始接触状态;3、受力或形变(或位移)方向。所以外力的作用后,产生的后果也有无数种可能性。


另外,器件间的热胀冷缩也会会接触面进行影响,使其受力或变形。除了环境温度的变化,机器自身工作时的发热也会造成机器内部温度的变化。


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