Quel est le mécanisme de dégradation du connecteur ?

Les mécanismes de dégradation des connecteurs sont très importants pour la performance des connecteurs et sont essentiels pour l'assurance de la performance des produits connexes. Quels sont les mécanismes de dégradation ? Quels sont les facteurs qui contribuent à la défaillance des connecteurs ? Nous allons continuer à explorer cette question. Les connecteurs sont utilisés pour établir une connexion entre deux systèmes séparés. La séparation est nécessaire pour un certain nombre de raisons, allant de la facilité de fabrication à l'amélioration des performances. Toutefois, lorsqu'ils sont appariés, les connecteurs ne doivent pas ajouter de valeurs de résistance inutiles entre les systèmes. L'ajout de valeurs de résistance peut entraîner une défaillance du système par distorsion du signal ou perte de puissance. Les mécanismes de dégradation des connecteurs sont importants car ils constituent une source potentielle d'augmentation de la résistance et, par conséquent, de défaillance fonctionnelle au fil du temps. Commençons par un bref examen de la résistance des connecteurs. La figure 1 illustre une coupe transversale d'un connecteur de signaux à usage général. Ro est la résistance globale du connecteur et la résistance entre les extrémités du conducteur et les points de soudure des pattes du connecteur sur le circuit imprimé. Les deux résistances de connexion permanente, Rp.c, sont les résistances entre les points de connexion sertis et les emplacements des broches correspondantes. De même, les deux résistances de corps (Rbulk) sont la résistance de corps du contact arrière et la résistance de corps parallèle entre les deux colonnes du connecteur ; et une résistance de contact à l'interface ou à la séparation, Rc. La résistance globale du connecteur est la somme des résistances de connexion invariantes individuelles, des résistances de corps du contact arrière et de la cavité du connecteur, et de la résistance de contact à l'endroit séparable, étant donné que toutes ces résistances sont connectées en série. Par exemple, un diagramme de la résistance d'un connecteur

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Pour les besoins de la discussion, supposons que la valeur de la résistance totale mesurée Ro est de 15 milliohms. En gardant cette hypothèse à l'esprit, évaluons l'impact relatif de la résistance de la connexion permanente, de la résistance du corps et de la résistance du contact au niveau du séparable sur la résistance globale du connecteur. Dans cet exemple, ces valeurs sont typiques de la résistance d'un connecteur à enveloppe souple, et la résistance du corps représentera la majeure partie de la résistance totale, qui est proche de 14 milliohms. La résistance de la connexion permanente est de quelques centaines de microohms, et le reste est la résistance de contact aux emplacements séparables. Bien que la résistance du corps des contacts du connecteur soit celle qui contribue le plus à la résistance du connecteur, c'est aussi celle qui est la plus stable. La résistance du corps d'un contact individuel est déterminée par le matériau utilisé pour fabriquer le contact et sa géométrie globale. Le bronze phosphoreux et la géométrie des contacts, par exemple, sont des paramètres constants et, par conséquent, la résistance globale du connecteur est constante. La résistance de la connexion permanente et la résistance de l'interface ou de la connexion séparable sont variables. Ces résistances sont susceptibles de subir divers mécanismes de dégradation, qui seront abordés plus loin dans cet article. Il est important de noter que les connecteurs sont affectés par de nombreux facteurs, tels que les environnements difficiles, la chaleur, la durée de vie, les vibrations, etc. La résistance totale du connecteur peut passer de 15 milliohms à 100 milliohms, par exemple, le changement de résistance se produisant principalement dans les résistances de connexion séparables et permanentes. La résistance de l'interface séparable est la plus susceptible de se dégrader en raison des forces et des déformations, etc. qui se produisent au niveau du séparable. En d'autres termes, les deux principales interfaces séparables requièrent une certaine quantité de force et de déformation pour être générées. La force de morsure du connecteur est la première exigence et la plus évidente. Pour les connecteurs à nombre élevé de PIN, la force de morsure des PIN bits individuels doit être contrôlée, et la force normale de contact est l'un des principaux paramètres soumis à cette exigence. Par exemple, la force de contact pour les connexions séparables est de l'ordre de quelques dizaines à quelques centaines de grammes, alors que la force pour les connexions à sertir isolées, ou IDC, est de l'ordre de plusieurs kilogrammes, tout comme la force correspondante exercée sur la connexion. Les forces élevées de cette connexion permanente assurent une plus grande stabilité mécanique et des valeurs de résistance plus faibles, bien inférieures à celles d'une connexion séparable. Dans la même situation, une force de connexion permanente plus élevée permet une plus grande déformation des surfaces de contact par rapport à une connexion séparable. Les connexions serties en sont l'exemple le plus évident, par exemple la déformation importante des bornes serties, ainsi que la déformation importante des conducteurs individuels. La force de la connexion sertie et les pieds PIN correspondants permettent une plus grande déformation de la surface de contact. Comme pour les forces plus élevées, la déformation plus importante de la surface des connexions permanentes réduit leur résistance par rapport à la résistance des contacts séparables. La déformation des surfaces des connexions séparables est également limitée par une autre exigence de l'interface séparable : la durabilité de l'accouplement. Une forte déformation de la surface entraîne généralement une forte usure de la surface, qui peut à son tour entraîner la perte des revêtements de contact, tels que l'or ou l'étain, sur les surfaces de contact. Cette perte de revêtement augmente la sensibilité à la corrosion de la surface de contact, ce qui fera l'objet d'un article ultérieur. La combinaison de la force occlusale et de la durabilité occlusale des interfaces séparables limite la déformation et la stabilité mécanique des interfaces séparables par rapport aux connexions permanentes et explique la stabilité électrique plus faible des interfaces séparables. En général, plus la surface de contact entre deux surfaces est grande, plus la résistance de l'interface est faible. Comme les connexions séparables ont une surface de contact plus faible que les connexions permanentes, elles ont une résistance plus élevée. En résumé, la force plus faible d'une connexion séparable se traduit par une stabilité mécanique plus faible et la surface de contact plus faible se traduit par une résistance plus élevée par rapport à une connexion permanente.

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