Cơ chế thoái hóa đầu nối là gì? (1)

Cơ chế suy thoái đầu nối là rất quan trọng đối với hiệu suất của đầu nối và rất quan trọng đối với việc đảm bảo hiệu suất của các sản phẩm liên quan. Cơ chế thoái hóa là gì? Những yếu tố nào khiến đầu nối bị hỏng? Chúng tôi sẽ tiếp tục khám phá vấn đề này. Đầu nối được sử dụng để kết nối giữa hai hệ thống riêng biệt. Khả năng tách rời là cần thiết vì nhiều lý do, từ sự thuận tiện trong sản xuất đến cải thiện hiệu suất. Tuy nhiên, khi phù hợp, các đầu nối không nên tăng bất kỳ giá trị điện trở không cần thiết giữa các hệ thống. Tăng giá trị điện trở có thể làm méo tín hiệu hoặc mất điện và gây lỗi hệ thống. Các cơ chế suy thoái đầu nối là quan trọng vì chúng là nguồn tiềm năng của sự gia tăng điện trở và do đó, theo thời gian, dẫn đến sự hỏng hóc chức năng. Hãy bắt đầu với một đánh giá ngắn gọn về điện trở của kết nối. Hình 1 cho thấy mặt cắt ngang của đầu nối tín hiệu phổ quát. Phương trình trong Hình 1 đại diện cho các nguồn điện trở khác nhau bên trong đầu nối. Ro là điện trở tổng thể của đầu nối, là điện trở giữa điểm cuối đuôi của dây dẫn và điểm hàn của chân đầu nối PCB. Hai điện trở kết nối vĩnh viễn Rp.c là điện trở giữa tiếp điểm kết nối huyệt và chân tương ứng. Tương tự, hai điện trở thân (Rbulk) đề cập đến điện trở thân tiếp điểm phía sau và điện trở song song giữa hai cột của đầu nối; Ngoài ra còn có điện trở tiếp xúc Rc tại giao diện hoặc tách. Điện trở kết nối tổng thể là tổng của các điện trở kết nối không đổi riêng lẻ, điện trở của tiếp điểm phía sau và kết nối khoang và điện trở tiếp xúc có thể tách rời, vì tất cả các điện trở này được kết nối nối tiếp.

---------------------------------------------------------------------------------------------------

Vì lợi ích của cuộc thảo luận, chúng ta hãy giả sử rằng tổng giá trị điện trở Ro đo được là 15 milliohm. Có tính đến giả định này, chúng tôi đoán ảnh hưởng tương đối của điện trở kết nối vĩnh viễn, điện trở khối và điện trở tiếp xúc có thể tách rời lên điện trở của toàn bộ đầu nối. Trong ví dụ này, các giá trị này là giá trị điện trở của một đầu nối vỏ mềm điển hình, và điện trở khối sẽ chiếm phần lớn của tổng điện trở, gần 14 milliohm. Điện trở kết nối vĩnh viễn là vài trăm microohm, còn lại là điện trở tiếp xúc ở các vị trí có thể tách rời. Mặc dù điện trở cơ thể của các tiếp điểm kết nối là đóng góp lớn nhất cho điện trở kết nối, nó cũng là ổn định nhất. Điện trở khối lượng của một tiếp điểm riêng lẻ được xác định bởi vật liệu mà tiếp điểm được chế tạo và hình học tổng thể của nó. Trong ví dụ đơn giản này, xem xét điện trở của chiều dài của dây dẫn, có thể được tính toán bởi công ty sau: Rcond. = r l/a. Trong phương trình này, r là điện trở suất của dây dẫn (cũng có thể là vật liệu lò xo trong đầu nối), "l" là chiều dài của dây dẫn và "a" là diện tích mặt cắt ngang của dây dẫn (hoặc hình học của lò xo trong đầu nối). Đối với một vật liệu nhất định, chẳng hạn như đồng phosphor và hình học tiếp xúc, các thông số này là hằng số, do đó điện trở tổng thể của đầu nối là không đổi. Điện trở kết nối vĩnh viễn và điện trở kết nối giao diện hoặc có thể tách rời có thể thay đổi. Những điện trở này dễ bị tổn thương bởi nhiều cơ chế suy thoái, sẽ được thảo luận trong các bài viết sau. Cần chỉ ra rằng đầu nối chịu nhiều ảnh hưởng, chẳng hạn như môi trường khắc nghiệt, nhiệt, tuổi thọ, rung động, v.v. Và tổng điện trở đầu nối có thể thay đổi từ 15 milliohm ban đầu đến ví dụ, 100 milliohm, và sự thay đổi điện trở chủ yếu xuất hiện trong điện trở kết nối vĩnh viễn và có thể tách rời. Điện trở giao diện có thể tách rời là dễ bị suy giảm nhất do lực và biến dạng được tạo ra tại nơi có thể tách rời. Nói một cách đơn giản, hai giao diện có thể tách rời chính đòi hỏi phải tạo ra một lượng lực và biến dạng nhất định. Lực cắn của đầu nối là yêu cầu đầu tiên và rõ ràng nhất. Đối với đầu nối số PIN cao, lực cắn của một bit PIN duy nhất phải được kiểm soát và lực chuẩn tiếp xúc là một trong những thông số chính bị hạn chế bởi yêu cầu này. Ví dụ, lực tiếp xúc kết nối có thể tách rời là hàng chục đến hàng trăm gram, trong khi kết nối uốn cách điện, hoặc IDC, có lực theo thứ tự của một vài kilogram, cũng như lực tương ứng trong kết nối ép. Lực cao trong kết nối vĩnh viễn này cung cấp sự ổn định cơ học lớn hơn và giá trị điện trở thấp hơn, thấp hơn nhiều so với kết nối có thể tách rời. Trong trường hợp tương tự, lực kết nối vĩnh viễn cao hơn cho phép biến dạng bề mặt tiếp xúc lớn hơn so với kết nối có thể tách rời. Kết nối uốn là ví dụ rõ ràng nhất, chẳng hạn như biến dạng đáng kể của các thiết bị đầu cuối uốn và biến dạng đáng kể của các dây dẫn riêng lẻ. Cả lực của kết nối uốn và chân PIN tương ứng cho phép biến dạng lớn hơn của bề mặt tiếp xúc. Như với các lực cao hơn, biến dạng bề mặt lớn hơn của các kết nối vĩnh viễn làm giảm điện trở của chúng so với điện trở tiếp xúc có thể tách rời. Sự biến dạng của bề mặt kết nối có thể tách rời cũng bị hạn chế bởi một yêu cầu giao diện có thể tách rời khác: độ bền khớp. Biến dạng bề mặt cao thường dẫn đến mài mòn bề mặt cao, do đó có thể dẫn đến mất lớp phủ tiếp xúc, ví dụ như vàng hoặc thiếc trên bề mặt tiếp xúc. Sự mất mát của lớp phủ này sẽ làm tăng độ nhạy cảm ăn mòn của bề mặt tiếp xúc, điều này sẽ được thảo luận trong các bài viết sau. Sự kết hợp giữa lực cắn giao diện có thể tách rời và độ bền khớp cắn hạn chế sự biến dạng và ổn định cơ học của giao diện có thể tách rời so với kết nối vĩnh viễn, và cũng chịu trách nhiệm cho sự ổn định điện thấp hơn của giao diện có thể tách rời. Nói chung, diện tích tiếp xúc giữa hai bề mặt càng lớn thì điện trở của giao diện càng thấp. Trên thực tế, đối với điện trở của chiều dài dây dẫn, diện tích tiếp xúc giữa hai bề mặt tương tự như phương trình Rcond. = r l/a. Vì các kết nối có thể tách rời có diện tích tiếp xúc thấp hơn các kết nối vĩnh viễn, chúng có điện trở cao hơn. Tóm lại, lực giảm của một kết nối có thể tách rời dẫn đến sự ổn định cơ học giảm và diện tích tiếp xúc giảm dẫn đến điện trở cao hơn so với một kết nối vĩnh viễn. Những vấn đề này, cụ thể là giảm lực tiếp xúc và giảm diện tích tiếp xúc, ảnh hưởng trực tiếp đến độ nhạy suy thoái của giao diện tiếp xúc có thể tách rời. Hình 2 cho thấy một sơ đồ phóng to của giao diện tiếp xúc có thể tách rời. Hình cho thấy trên quy mô vi mô của giao diện tiếp xúc này, tất cả các bề mặt đều thô. Điều này có nghĩa là bản thân giao diện tiếp xúc sẽ bao gồm một phân phối các điểm tiếp xúc được gọi là điểm A hoặc không đồng đều, thay vì một khu vực tiếp xúc hoàn chỉnh. Cấu trúc không đồng đều này là nguyên nhân khiến điện trở giao diện tiếp xúc tăng lên. Diện tích tiếp xúc giảm, bao gồm sự phân bố của điểm a trên một khu vực hình học nhất định, phụ thuộc vào hình học của bề mặt tiếp xúc. Một loại điện trở được gọi là điện trở co lại, được tạo ra do dòng điện bị ép để chảy qua một điểm A duy nhất. Tăng diện tích tiếp xúc bằng nhiều phương pháp khác nhau có thể làm giảm điện trở co ngót, nhưng nó không thể được loại bỏ. Do đó, các đầu nối sẽ luôn luôn thêm một số giá trị điện trở vào hệ thống điện. Từ quan điểm này, mục tiêu chính của thiết kế đầu nối là kiểm soát kích thước và độ ổn định của điện trở.

---------------------------------------------------------------------------------------------------

Như đã đề cập trước đó, kích thước của điện trở giao diện phụ thuộc vào diện tích tiếp xúc được tạo ra khi các tiếp điểm phích cắm và ổ cắm tiếp xúc với nhau. Có hai yếu tố chính ảnh hưởng đến độ ổn định của điện trở tiếp xúc: sự nhiễu loạn của giao diện tiếp xúc và sự ăn mòn của điểm a. Các yếu tố này ảnh hưởng như thế nào đến cơ chế thoái hóa đầu nối sẽ được thảo luận sau. Tóm lại, các cơ chế này bao gồm: 1. Ăn mòn xảy ra trong và xung quanh giao diện tiếp xúc, do đó làm giảm diện tích tiếp xúc. Có hai cơ chế ăn mòn: ăn mòn bề mặt, ảnh hưởng trực tiếp đến diện tích tiếp xúc; cảm ứng hoặc fretting, có thể làm tăng độ nhạy của giao diện tiếp xúc với sự ăn mòn. 2. Mất tính toàn vẹn của mạ tiếp xúc do mạ điện không đủ hoặc mài mòn mạ điện, do đó làm tăng độ nhạy cảm với ăn mòn. Hầu hết các tiếp điểm kết nối là lớp bề mặt được mạ bằng kim loại quý, chẳng hạn như vàng; Hoặc bề mặt mạ điện thông thường, thường là thiếc. Một trong những mục đích chính của các lớp phủ này là bảo vệ chất nền tiếp xúc (thường là hợp kim đồng) khỏi ăn mòn. Độ nhạy cảm ăn mòn của kim loại quý và kim loại không quý là khác nhau và sẽ được thảo luận riêng biệt sau. 3, mất lực tiếp xúc, dẫn đến giảm ổn định cơ học và giao diện tiếp xúc dễ bị ảnh hưởng bởi fretting. Cơ chế chính dẫn đến giảm lực tiếp xúc của đầu nối là ứng suất tiếp xúc quá mức và thư giãn ứng suất. Do ảnh hưởng của thời gian/nhiệt độ, thư giãn ứng suất đề cập đến sự mất mát của lực tiếp xúc theo thời gian.

---------------------------------------------------------------------------------------------------

2. Giới thiệu về nền tảng Mạng lưới sản phẩm điện tử Shimao và mô tả ngắn gọn các sản phẩm được bán: Mạng lưới sản phẩm điện tử Shimao-đại lý chuyên nghiệp/sản xuất/bán các {sản phẩm dây nịt kết nối và cáp} khác nhau; Nếu bạn có nhu cầu mua sắm/mua [Sản phẩm dây nịt và cáp kết nối] liên quan hoặc muốn mua/tìm hiểu những giải pháp sản phẩm dây nịt và cáp kết nối mà chúng tôi có thể cung cấp, vui lòng liên hệ với nhân viên kinh doanh của chúng tôi bên dưới; Nếu bạn có nhu cầu bán hàng/tài nguyên và quảng bá liên quan đến [Sản phẩm cáp và dây nịt đầu nối], vui lòng nhấp vào "→ Hợp tác kinh doanh ←" để đàm phán với người tận tâm!