連(lian)接(jie)器退(tui)化(hua)機(ji)理對(dui)連(lian)接(jie)器性(xing)能非常(chang)重(zhong)要，對(dui)相關產(chan)品的性(xing)能保證至關重(zhong)要。退(tui)化(hua)機(ji)理是(shi)什(shen)么？哪些(xie)因(yin)數導致連(lian)接(jie)器失(shi)效呢？我(wo)們將持續探討這個問(wen)題。

連接器用于兩個分離系統之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)連接。可分離性是必(bi)要原因(yin)有很(hen)多，從(cong)制造的(de)(de)便利性到性能(neng)的(de)(de)提升等。然而，當匹配時，連接器不(bu)應(ying)增(zeng)加系統之(zhi)間(jian)(jian)任何(he)不(bu)必(bi)要的(de)(de)電阻值。增(zeng)加電阻值可能(neng)使信號失(shi)真或(huo)功(gong)率(lv)損失(shi)而引起系統故障。連接器退化機理之(zhi)所以重要，是因(yin)為(wei)它(ta)們是電阻增(zeng)加的(de)(de)潛在來源，因(yin)此，隨著時間(jian)(jian)的(de)(de)推移，導致(zhi)功(gong)能(neng)失(shi)效(xiao)。

讓我們(men)先簡要回顧一(yi)下(xia)連(lian)接(jie)(jie)器(qi)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)。圖1展示出(chu)了通用信號連(lian)接(jie)(jie)器(qi)的(de)(de)橫截面。圖1中的(de)(de)等(deng)式(shi)表示連(lian)接(jie)(jie)器(qi)內的(de)(de)各(ge)種電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)源。Ro是(shi)連(lian)接(jie)(jie)器(qi)的(de)(de)整體(ti)(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)，是(shi)導體(ti)(ti)(ti)(ti)尾端點(dian)和(he)(he)(he)PCB連(lian)接(jie)(jie)器(qi)腳位焊接(jie)(jie)點(dian)之(zhi)間的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)。兩(liang)個(ge)永 久連(lian)接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)Rp.c是(shi)指(zhi)壓接(jie)(jie)連(lian)接(jie)(jie)點(dian)和(he)(he)(he)相應腳位之(zhi)間的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)。同樣，兩(liang)個(ge)本(ben)體(ti)(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)（Rbulk）是(shi)指(zhi)后觸點(dian)體(ti)(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)和(he)(he)(he)連(lian)接(jie)(jie)器(qi)兩(liang)柱之(zhi)間的(de)(de)并聯體(ti)(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)；還有一(yi)個(ge)接(jie)(jie)口(kou)或分離處的(de)(de)接(jie)(jie)觸電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)Rc。整體(ti)(ti)(ti)(ti)連(lian)接(jie)(jie)器(qi)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)是(shi)各(ge)個(ge)不變連(lian)接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)、后觸點(dian)和(he)(he)(he)腔體(ti)(ti)(ti)(ti)連(lian)接(jie)(jie)體(ti)(ti)(ti)(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)和(he)(he)(he)可分離處接(jie)(jie)觸電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)之(zhi)和(he)(he)(he)，因(yin)為(wei)所(suo)有這些電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)(zu)都是(shi)串聯的(de)(de)。

圖1，連(lian)接器(qi)電阻的示意圖。

為了便于討(tao)論，讓我(wo)們假設(she)測量到的(de)總(zong)電(dian)(dian)阻值Ro為15毫歐。考慮到這一假設(she)，我(wo)們猜測下永 久連接電(dian)(dian)阻、體電(dian)(dian)阻和(he)可分離處接觸電(dian)(dian)阻對整個(ge)連接器電(dian)(dian)阻的(de)相對影響。

在(zai)這個(ge)例(li)子中(zhong)，這些值是典型(xing)的(de)軟殼(ke)式連接器的(de)電(dian)(dian)阻(zu)值，體(ti)電(dian)(dian)阻(zu)將占總電(dian)(dian)阻(zu)的(de)大(da)部分(fen)，接近14毫(hao)歐。永 久連接電(dian)(dian)阻(zu)為幾百微(wei)歐姆，其它為可分(fen)離處的(de)接觸電(dian)(dian)阻(zu)。

雖然連接(jie)器(qi)觸點的體(ti)電阻是連接(jie)器(qi)電阻的最 大貢獻(xian)者，但它也是最穩定的。單(dan)個(ge)(ge)觸點的體(ti)電阻是由(you)觸點的制造材料(liao)及其整體(ti)幾何形狀決定的。在這個(ge)(ge)簡(jian)單(dan)的例(li)子中，考慮導體(ti)長度的電阻，可以由(you)以下公司計(ji)算：Rcond. = r  l/a.

在(zai)該方程中(zhong)，r是導(dao)體的(de)電阻率（也可以是連(lian)(lian)接器中(zhong)彈(dan)簧材料(liao)），“l”是導(dao)體的(de)長度，而“a”是導(dao)體的(de)橫截(jie)面積（或連(lian)(lian)接器中(zhong)彈(dan)簧的(de)幾何(he)形狀）。對于(yu)給定(ding)的(de)材料(liao)，例如磷青銅和接觸幾何(he)形狀，這(zhe)些參數是常數，因此連(lian)(lian)接器的(de)整體電阻是恒(heng)定(ding)的(de)。

永(yong) 久連接(jie)電阻和接(jie)口或可(ke)分離連接(jie)電阻是可(ke)變(bian)的(de)。這些電阻易受多種退(tui)(tui)化(hua)(hua)機理的(de)影響(xiang)，這將在(zai)后面的(de)文(wen)章中討論(lun)。需要指出(chu)的(de)是，連接(jie)器(qi)受到(dao)的(de)影響(xiang)很多，比如惡劣環境、熱、壽命、振動(dong)等(deng)。并且總的(de)連接(jie)器(qi)電阻可(ke)能(neng)從原來(lai)的(de)15毫歐(ou)變(bian)化(hua)(hua)到(dao)例如100毫歐(ou)，電阻的(de)變(bian)化(hua)(hua)主(zhu)要出(chu)現(xian)在(zai)可(ke)分離和永(yong) 久連接(jie)電阻中。可(ke)分離的(de)界面電阻是最(zui)容易退(tui)(tui)化(hua)(hua)的(de)，因為在(zai)可(ke)分離處產生力和變(bian)形等(deng)。

簡單(dan)地說，兩個主(zhu)要(yao)(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)可分(fen)離的(de)(de)(de)(de)(de)界面要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)產(chan)生一(yi)定的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)和變形。連(lian)接(jie)(jie)(jie)器的(de)(de)(de)(de)(de)咬(yao)合力(li)是第 一(yi)種也是最明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)。對(dui)于高(gao)PIN數(shu)(shu)連(lian)接(jie)(jie)(jie)器，必須控制單(dan)個PIN位的(de)(de)(de)(de)(de)咬(yao)合力(li)，而(er)接(jie)(jie)(jie)觸法向力(li)是受此要(yao)(yao)求(qiu)(qiu)制約的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)(yao)參(can)數(shu)(shu)之(zhi)一(yi)。例如，可分(fen)離的(de)(de)(de)(de)(de)連(lian)接(jie)(jie)(jie)接(jie)(jie)(jie)觸力(li)是幾(ji)十(shi)到幾(ji)百(bai)克(ke)，而(er)絕緣壓接(jie)(jie)(jie)連(lian)接(jie)(jie)(jie)，或稱(cheng)IDC，力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)數(shu)(shu)量(liang)級是幾(ji)千克(ke)，相(xiang)應的(de)(de)(de)(de)(de)壓入連(lian)接(jie)(jie)(jie)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)也是這樣。這種永 久連(lian)接(jie)(jie)(jie)中(zhong)高(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)力(li)提供了更(geng)大的(de)(de)(de)(de)(de)機械(xie)穩(wen)定性(xing)和更(geng)低的(de)(de)(de)(de)(de)電阻(zu)值，比可分(fen)離連(lian)接(jie)(jie)(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)電阻(zu)值要(yao)(yao)低得(de)多。

同樣(yang)的(de)情形(xing)(xing)，相對于(yu)可分離連接(jie)(jie)(jie)(jie)，較高的(de)永(yong) 久連接(jie)(jie)(jie)(jie)力(li)允許(xu)接(jie)(jie)(jie)(jie)觸表(biao)面更大的(de)變(bian)形(xing)(xing)。壓(ya)接(jie)(jie)(jie)(jie)連接(jie)(jie)(jie)(jie)是最明顯的(de)例子，比(bi)如壓(ya)接(jie)(jie)(jie)(jie)端(duan)子的(de)顯著變(bian)形(xing)(xing)，以及單個(ge)導(dao)體(ti)的(de)明顯變(bian)形(xing)(xing)等(deng)。壓(ya)接(jie)(jie)(jie)(jie)連接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)力(li)和相應的(de)PIN腳都(dou)允許(xu)更大的(de)變(bian)形(xing)(xing)接(jie)(jie)(jie)(jie)觸表(biao)面。與(yu)(yu)較高的(de)力(li)一樣(yang)，與(yu)(yu)可分離的(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)觸電阻(zu)相比(bi)，永(yong) 久連接(jie)(jie)(jie)(jie)的(de)較大表(biao)面變(bian)形(xing)(xing)降(jiang)低(di)了它們的(de)電阻(zu)。

可(ke)分離連接(jie)(jie)面(mian)的(de)(de)變(bian)形(xing)也(ye)受到另一(yi)種可(ke)分離界面(mian)要求的(de)(de)限制(zhi)：配(pei)合耐久性。高(gao)的(de)(de)表面(mian)變(bian)形(xing)通(tong)常導致高(gao)的(de)(de)表面(mian)磨損，這(zhe)反過來(lai)可(ke)能(neng)導致接(jie)(jie)觸涂(tu)(tu)層(ceng)的(de)(de)損失，例如在接(jie)(jie)觸表面(mian)上的(de)(de)金(jin)或(huo)錫。這(zhe)種涂(tu)(tu)層(ceng)的(de)(de)損失將增加接(jie)(jie)觸表面(mian)的(de)(de)腐蝕敏感性，這(zhe)將在以后(hou)的(de)(de)文章中討論。

與(yu)永 久(jiu)(jiu)連接相比，可(ke)分(fen)離的(de)接口咬合(he)力和(he)(he)咬合(he)耐久(jiu)(jiu)性的(de)結合(he)限制了可(ke)分(fen)離界面的(de)變形和(he)(he)機械(xie)穩(wen)定(ding)性，也(ye)是可(ke)分(fen)離界面的(de)較(jiao)低(di)電穩(wen)定(ding)性的(de)原(yuan)因(yin)。

一般來說，兩(liang)個(ge)表(biao)面之間的(de)(de)接(jie)觸(chu)面積(ji)越大，界面的(de)(de)電(dian)阻(zu)就(jiu)越低(di)。實際上，對(dui)于(yu)導(dao)體長度的(de)(de)電(dian)阻(zu)，兩(liang)個(ge)表(biao)面之間的(de)(de)接(jie)觸(chu)面積(ji)類(lei)似于(yu)方程(cheng)Rcond. = r l/a。由于(yu)可分離連(lian)接(jie)的(de)(de)接(jie)觸(chu)面積(ji)比永 久(jiu)連(lian)接(jie)低(di)，所以它們具有較高的(de)(de)電(dian)阻(zu)。

總之，與(yu)永 久(jiu)連接(jie)(jie)相(xiang)比，可分離連接(jie)(jie)的力(li)降低(di)導(dao)致(zhi)機(ji)械穩定(ding)性降低(di)，接(jie)(jie)觸(chu)面(mian)積減小(xiao)導(dao)致(zhi)更高的電阻。

這(zhe)(zhe)些(xie)(xie)問(wen)題(ti)，即接(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)(chu)力的(de)(de)(de)(de)(de)減小(xiao)和(he)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)(chu)面(mian)積(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)減小(xiao)，直接(jie)(jie)影響了可分(fen)(fen)離接(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)(chu)界(jie)(jie)(jie)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)退化敏感性(xing)(xing)。圖(tu)(tu)2顯(xian)示了可分(fen)(fen)離接(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)(chu)界(jie)(jie)(jie)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)放大示意(yi)圖(tu)(tu)。圖(tu)(tu)中(zhong)顯(xian)示說明，在這(zhe)(zhe)種(zhong)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)(chu)界(jie)(jie)(jie)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)微觀(guan)尺度(du)上，所有表面(mian)都是粗糙的(de)(de)(de)(de)(de)。這(zhe)(zhe)意(yi)味著接(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)(chu)界(jie)(jie)(jie)面(mian)本(ben)身將由一個稱(cheng)為a點(dian)或凹凸不(bu)平的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)(chu)點(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)布組(zu)成，而(er)不(bu)是一個完整(zheng)的(de)(de)(de)(de)(de)區(qu)域(yu)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)(chu)。這(zhe)(zhe)種(zhong)凹凸不(bu)平的(de)(de)(de)(de)(de)結構(gou)是導致接(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)(chu)界(jie)(jie)(jie)面(mian)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)增(zeng)(zeng)大的(de)(de)(de)(de)(de)原因(yin)。減少的(de)(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)(chu)面(mian)積(ji)，包括(kuo)a點(dian)在某一幾(ji)(ji)何區(qu)域(yu)上的(de)(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)布，取決于接(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)(chu)表面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)幾(ji)(ji)何形狀。一種(zhong)稱(cheng)為收(shou)縮電(dian)(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)，是由于電(dian)(dian)流被擠壓到流過單(dan)個a點(dian)而(er)產生的(de)(de)(de)(de)(de)。通(tong)過各種(zhong)方法增(zeng)(zeng)加接(jie)(jie)觸(chu)(chu)(chu)(chu)面(mian)積(ji)可以降(jiang)低收(shou)縮電(dian)(dian)阻(zu)(zu)，但消除不(bu)了。因(yin)此，連接(jie)(jie)器總是會給電(dian)(dian)氣系統增(zeng)(zeng)加一些(xie)(xie)電(dian)(dian)阻(zu)(zu)值。從這(zhe)(zhe)個角度(du)出(chu)發，連接(jie)(jie)器設計的(de)(de)(de)(de)(de)首要目標是控制電(dian)(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)(de)大小(xiao)和(he)穩定性(xing)(xing)。

圖(tu)2：從微觀上看接觸(chu)界面(mian)的固有(you)表(biao)面(mian)粗糙度(du)。

如(ru)前所述(shu)，界(jie)面電阻的(de)大小取決(jue)于當插(cha)頭和(he)插(cha)座觸(chu)點相互接觸(chu)時產生(sheng)的(de)接觸(chu)區域。影(ying)響接觸(chu)電阻穩定(ding)性的(de)主要因素(su)有兩(liang)種：接觸(chu)界(jie)面的(de)擾動和(he)a點的(de)腐蝕。這些因(yin)數如(ru)何(he)影響連接器退(tui)化機理將在(zai)以后討(tao)論。總之，這(zhe)些機理包括：

1 ，在(zai)接(jie)觸(chu)界面(mian)及其周圍發(fa)生腐(fu)蝕(shi)，從(cong)而減少接(jie)觸(chu)面(mian)積。有兩種腐(fu)蝕(shi)機理： 表(biao)面(mian)腐(fu)蝕，直接影響接觸面(mian)積；誘導或微動，這可以(yi)提高接觸界(jie)面(mian)對(dui)腐(fu)蝕的敏(min)感性。

2，由于電鍍不足或電鍍磨(mo)損而喪失接(jie)觸(chu)電鍍的(de)(de)完整性，從而增加(jia)了腐(fu)蝕的(de)(de)敏(min)感性。大多數連接(jie)器觸(chu)點都是(shi)鍍有貴金屬的(de)(de)表(biao)面層，如(ru)黃金；或普通電鍍表(biao)面，一(yi)(yi)般(ban)是(shi)錫(xi)。這些(xie)鍍層的(de)(de)主(zhu)要目(mu)的(de)(de)之一(yi)(yi)是(shi)保護接(jie)觸(chu)基體（通常是(shi)銅合金)免受腐蝕。貴金屬和非貴金屬的腐蝕敏感性是不同的，后面將分別討論(lun).

3，接(jie)觸力(li)(li)損失(shi)，導致(zhi)機械穩定性降低(di)，接(jie)觸界面(mian)易(yi)受微動影響。導致(zhi)連接(jie)器接(jie)觸力(li)(li)降低(di)的(de)主要機理是接(jie)觸應(ying)力(li)(li)過(guo)大和應(ying)力(li)(li)松弛(chi)。由于時間/溫度的影響，應力松弛是指接(jie)觸力隨時間變化而損失.

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