連接器接觸電阻[1]

1、連接器接觸電阻連接器接觸電阻1引言不論是高頻電連接器，還是低頻電連接器，接觸電阻、絕緣電阻和介質(zhì)耐壓（又稱抗電強度）都是保證電連接器能正?？煽康毓ぷ鞯淖罨镜碾姎鈪?shù)。通常在電連接器產(chǎn)品技術(shù)條件的質(zhì)量一致性檢驗A、B組常規(guī)交收檢驗項目中都列有明確的技術(shù)指標要求和試驗方法。這三個檢驗項目也是用戶判別電連接器質(zhì)量和可靠性優(yōu)劣的重要依據(jù)。但根據(jù)作者多年來從事電連接器檢驗的實踐發(fā)現(xiàn)；目前各生產(chǎn)廠之間以及生產(chǎn)廠和使用廠之間，在具體執(zhí)行有關(guān)技術(shù)條件

2、時尚存在許多不一致和差異，往往由于采用的儀器、測試工裝、操作方法、樣品處理和環(huán)境條件等因素的不同，直接影響到檢驗結(jié)果的準確性和一致性。為此，作者認為：針對目前這三個常規(guī)電性能檢驗項目在實際操作中存在的問題進行一些專題研討，對提高電連接器檢驗可靠性是十分有益的。另外，隨著電子信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，新一代的多功能自動檢測儀正在逐步替代原有的單參數(shù)測試儀。這些新型測試儀器的應(yīng)用必將大大提高電性能的檢測速度、效率和準確可靠性。2.1作用原理在顯微

3、鏡下觀察連接器接觸件的表面，盡管鍍金層十分光滑，則仍能觀察到510微米的凸起部分。會看到插合的一對接觸件的接觸，并不是整個接觸面的接觸，而是散布在接觸面上一些點的接觸。實際接觸面必然小于理論接觸面。根據(jù)表面光滑程度及接觸壓力大小，兩者差距有的可達幾千倍。實際接觸面可分為兩部分；一是真正金屬與金屬直接接觸部分。即金屬間無過渡電阻的接觸微點，亦稱接觸斑點，它是由接觸壓力或熱作用破壞界面膜后形成的。這部分約占實際接觸面積的510%。二是通過接

4、觸界面污染薄膜后相互接觸的部分。因為任何金屬都有返回原氧化物狀態(tài)的傾向。實際上，在大氣中不存在真正潔凈的金屬表面，即使很潔凈的金屬表面，一旦暴露在大氣中，便會很快生成幾微米的初期氧化膜層。例如銅只要23分鐘，鎳約30分鐘，鋁僅需23秒鐘，其表面便可形成厚度約2微米的氧化膜層。即使特別穩(wěn)定的貴金屬金，由于它的表面能較高，其表面也會形成一層有機氣體吸附膜。此外，大氣中的塵埃等也會在接觸件表面形成沉積膜。因而，從微觀分析任何接觸面都是一個污染

5、面。綜上所述，真正接觸電阻應(yīng)由以下幾部分組成；1)集中電阻電流通過實際接觸面時，由于電流線收縮（或稱集中）顯示出來的電阻。將其稱為集中電阻或收縮電阻。2)膜層電阻由于接觸表面膜層及其他污染物所構(gòu)成的膜層電阻。從接觸表面狀態(tài)分析；表面污染膜可分為較堅實的薄膜層和較松散的雜質(zhì)污染層。故確切地說，也可把膜層電阻稱為界面電阻。3)導(dǎo)體電阻實際測量電連接器接觸件的接觸電阻時，都是在接點引出端進行的，故實際測得的接觸電阻還包含接觸表面以外接觸件和引

6、出導(dǎo)線本身的導(dǎo)體電阻。導(dǎo)體電阻主要取決于金屬材料本身的導(dǎo)電性能，它與周圍環(huán)境溫度的關(guān)系可用溫度系數(shù)來表征。接觸件表面一是由于塵埃、松香、油污等在接點表面機械附著沉積形成的較松散的表膜，這層表膜由于帶有微粒物質(zhì)極易嵌藏在接觸表面的微觀凹坑處，使接觸面積縮小，接觸電阻增大，且極不穩(wěn)定。二是由于物理吸附及化學(xué)吸附所形成的污染膜，對金屬表面主要是化學(xué)吸附，它是在物理吸附后伴隨電子遷移而產(chǎn)生的。故對一些高可靠性要求的產(chǎn)品，如航天用電連接器必須要有

7、潔凈的裝配生產(chǎn)環(huán)境條件，完善的清洗工藝及必要的結(jié)構(gòu)密封措施，使用單位必須要有良好的貯存和使用操作環(huán)境條件。4)使用電壓使用電壓達到一定閾值，會使接觸件膜層被擊穿，而使接觸電阻迅速下降。但由于熱效應(yīng)加速了膜層附近區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)，對膜層有一定的修復(fù)作用。于是阻值呈現(xiàn)非線性。在閾值電壓附近，電壓降的微小波動會引起電流可能二十倍或幾十倍范圍內(nèi)變化。使接觸電阻發(fā)生很大變化，不了解這種非線，就會在測試和使用接觸件時產(chǎn)生錯誤。5)電流當電流超過一定值

8、時，接觸件界面微小點處通電后產(chǎn)生的焦耳熱（）作用而使金屬軟化或熔化，會對集中電阻產(chǎn)生影響，隨之降低接觸電阻。2.3問題研討1)低電平接觸電阻檢驗考慮到接觸件膜層在高接觸壓力下會發(fā)生機械擊穿或在高電壓、大電流下會發(fā)生電擊穿。對某些小體積的連接器設(shè)計的接觸壓力相當小，使用場合僅為mV或mA級，膜層電阻不易被擊穿，可能影響電信號的傳輸。故國軍標GJB121791電連接器試驗方法中規(guī)定了兩種試驗方法。即低電平接觸電阻試驗方法和接觸電阻試驗方法。

9、其中低電平接觸電阻試驗?zāi)康氖窃u定接觸件在加上不能改變物理的接觸表面或不改變可能存在的不導(dǎo)電氧化簿膜的電壓和電流條件下的接觸電阻特性。所加開路試驗電壓不超過20mV，而試驗電流應(yīng)限制在100mA，在這一電平下的性能足以滿足以表現(xiàn)在低電平電激勵下的接觸界面的性能。而接觸電阻試驗?zāi)康氖菧y量通過規(guī)定電流的一對插合接觸件兩端或接觸件與測量規(guī)之間的電阻而此規(guī)定電流要比前者大得多，通常規(guī)定為1A。2)單孔分離力檢驗為確保接觸件插合接觸可靠，保持穩(wěn)定的

10、正壓力是關(guān)鍵。正壓力是接觸壓力的一種直接指標，明顯影響接觸電阻。但鑒于接觸件插合狀態(tài)的正壓力很難測量，故一般用測量插合狀態(tài)的接觸件由靜止變?yōu)檫\動的單孔分離力來表征插針與插孔正在接觸。通常電連接器技術(shù)條件規(guī)定的分離力要求是用實驗方法確定的，其理論值可用下式表達。F=FN?μ式中FN為正壓力，μ為摩擦系數(shù)。由于分離力受正壓力和摩擦系數(shù)兩者制約。故決不能認為分離力大，就正壓力大接觸可靠?，F(xiàn)在隨著接觸件制作精度和表面鍍層質(zhì)量的提高，將分離力控制