連接器可靠性是電子系統(tǒng)中的重要因素,并且可能對(duì)產(chǎn)品性能產(chǎn)生重大影響。作為一個(gè)可拆卸的單元，它的配套連接器接口可以被移除，允許獨(dú)立制造零件以便在中心位置組裝，并且更容易維護(hù)和升級(jí)組件。 連接器的可靠性是電子系統(tǒng)中的一個(gè)重要因素，并且會(huì)對(duì)產(chǎn)品性能產(chǎn)生重大影響。
大部分連接器的可靠性在結(jié)構(gòu)上主要與觸點(diǎn)間的斑點(diǎn)形狀、正向力、匹配方式、接觸平滑度、材料性能有關(guān)。工作環(huán)境主要與環(huán)境溫度、環(huán)境污染和負(fù)載頻率有關(guān)。
_20221114181730_603.jpg "關(guān)于汽車連接器可靠性的影響因素分析")
1.不同形狀的斑點(diǎn)會(huì)導(dǎo)致擴(kuò)散電阻的差異
圓形斑點(diǎn)的電阻值與半徑有關(guān)，矩形斑點(diǎn)的電阻值取決于斑點(diǎn)的縱橫比，環(huán)形斑點(diǎn)的電阻值取決于外環(huán)的半徑和厚度，方形環(huán)形斑點(diǎn)的電阻值與圓形斑點(diǎn)的電阻值相似，其接觸電阻值與環(huán)的厚度和邊長有關(guān)。這些光點(diǎn)的傳輸性能也有好有壞。例如，對(duì)于相同的接觸面積，銅-金屬界面上的方形環(huán)形斑點(diǎn)的接觸電阻最低，其次是圓形斑點(diǎn)，再次是圓形斑點(diǎn)，方形斑點(diǎn)的電阻最高。
2.匹配方式連接器的匹配方式按其形式可分為點(diǎn)接觸方式、線接觸方式和面接觸方式。
根據(jù)霍爾姆定理，接觸斑點(diǎn)越多，接觸電阻越小，點(diǎn)接觸電阻最高，點(diǎn)接觸最多，接觸電阻最小，線接觸斑點(diǎn)和接觸電阻的中間值。大組薄膜電阻與接觸壓力有關(guān)。在壓力相等的情況下，點(diǎn)接觸方式的接觸壓力最大，薄膜最容易損壞。就膜電阻而言，電接觸模式小于線接觸模式，面接觸模式最大。
3.正壓力由于連接器的接觸面粗糙不平，材料在正壓力的作用下會(huì)伴隨一定程度的塑性變形，使接觸面積擴(kuò)大，從而降低接觸電阻。連接器接觸面的污染膜在一定的正向力的作用下會(huì)破裂，使膜的電阻值大大降低。因此，在一定程度上，較大的接觸壓力是保證連接器可靠性的關(guān)鍵。
4.觸點(diǎn)平滑度
接觸平滑度對(duì)接觸電阻的影響本質(zhì)上是接觸次數(shù)的影響。如果相互匹配的平面表面粗糙，則材料表面的微凹陷和凸起容易相互接觸，導(dǎo)致更多的接觸點(diǎn)，從而降低接觸電阻。同時(shí)，這些凹凸不平的凸點(diǎn)也起到了去除氧化膜，降低薄膜電阻的作用。對(duì)于精加工的接觸表面，接觸斑點(diǎn)的數(shù)量往往較低，接觸電阻值高于粗糙表面，但光滑表面在穩(wěn)定性方面表現(xiàn)更好。
5.材料特性材料的電阻率和硬度是決定接觸電阻的關(guān)鍵因素
低電阻率和柔軟的材料是保證低接觸電阻的關(guān)鍵。其化學(xué)性質(zhì)和耐高溫性能決定了其在復(fù)雜外界環(huán)境下的可靠性?；瘜W(xué)穩(wěn)定的金屬表面不易產(chǎn)生污染膜，耐高溫性能好的金屬能抵抗高溫引起的材料軟化和應(yīng)力松弛。
6.環(huán)境工作溫度電流、摩擦和環(huán)境是連接器溫升的熱源
金屬材料在這種高溫的作用下硬度會(huì)降低，實(shí)際接觸面積和接觸次數(shù)會(huì)增加，接觸電阻也會(huì)降低。通常在高溫環(huán)境下，材料的電阻率會(huì)有一定程度的增加，并伴隨著接觸電阻的增加。接觸面積和電阻率在高溫環(huán)境下有增有減，兩者的影響相互抵消，所以對(duì)接觸電阻的影響可以忽略。然而，溫度對(duì)薄膜電阻的影響不容忽視。高溫可以催化金屬表面的化學(xué)反應(yīng)，加速氧化物的生成和金屬擴(kuò)散，使氧化膜變厚，接觸電阻增大。汽車行駛過程中發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，所以需要散發(fā)蒸汽，保證連接器在可接受的范圍內(nèi)運(yùn)行。
7.環(huán)境污染
環(huán)境污染對(duì)連接器的影響表現(xiàn)為化學(xué)腐蝕和電化學(xué)腐蝕。化學(xué)腐蝕主要發(fā)生在受污染的氣體環(huán)境中(例如，氧氣、二氧化硫、氯氣等。)，連接器在這些氣體的化學(xué)作用下產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)，導(dǎo)致電阻增大。與化學(xué)腐蝕不同，電化學(xué)腐蝕通常需要電解質(zhì)溶液的參與。兩種電極電位不同的金屬在導(dǎo)電溶液中產(chǎn)生電位差，正負(fù)離子在電場作用下移動(dòng)，產(chǎn)生電偶反應(yīng)腐蝕金屬。析氫腐蝕和吸氧腐蝕是最常見的電化學(xué)腐蝕類型。
8.負(fù)載頻率和DC電流傳輸?shù)膮^(qū)別在于，連接器傳輸交流電流時(shí)會(huì)產(chǎn)生集膚效應(yīng)(電流聚集在導(dǎo)體表面)，限制了電磁場的穿透深度，使收縮群增長。這種影響在大負(fù)載頻率下更加明顯。
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