連接(jie)器(qi)退(tui)(tui)化機理對(dui)連接(jie)器(qi)性能(neng)(neng)非常重要，對(dui)相關產(chan)品的性能(neng)(neng)保(bao)證(zheng)至關重要。退(tui)(tui)化機理是什么？哪些(xie)因(yin)數(shu)導致連接(jie)器(qi)失效呢(ni)？我(wo)們將持續探(tan)討這個問(wen)題。

連接(jie)(jie)器用(yong)于兩個(ge)分(fen)離(li)系統之(zhi)間的連接(jie)(jie)。可分(fen)離(li)性(xing)(xing)是(shi)(shi)必要(yao)原因有很多，從制造的便(bian)利性(xing)(xing)到(dao)性(xing)(xing)能(neng)(neng)的提(ti)升(sheng)等。然而，當(dang)匹配(pei)時(shi)，連接(jie)(jie)器不應(ying)增加系統之(zhi)間任何不必要(yao)的電阻值。增加電阻值可能(neng)(neng)使信號失(shi)真(zhen)或(huo)功(gong)(gong)率損失(shi)而引(yin)起系統故障。連接(jie)(jie)器退(tui)化機理之(zhi)所以(yi)重要(yao)，是(shi)(shi)因為它們是(shi)(shi)電阻增加的潛在來源，因此(ci)，隨著時(shi)間的推移，導致功(gong)(gong)能(neng)(neng)失(shi)效。

讓(rang)我們先簡(jian)要回顧一(yi)下連(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)。圖(tu)1展(zhan)示(shi)出了通用(yong)信號(hao)連(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)橫截面。圖(tu)1中的(de)(de)(de)等式表(biao)示(shi)連(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)(qi)內(nei)的(de)(de)(de)各(ge)種(zhong)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)源。Ro是(shi)(shi)連(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)(qi)的(de)(de)(de)整(zheng)體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)，是(shi)(shi)導體(ti)尾(wei)端點和(he)(he)PCB連(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)(qi)腳位(wei)焊接(jie)(jie)(jie)點之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)。兩個(ge)(ge)永 久(jiu)連(lian)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)Rp.c是(shi)(shi)指壓接(jie)(jie)(jie)連(lian)接(jie)(jie)(jie)點和(he)(he)相應腳位(wei)之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)。同樣(yang)，兩個(ge)(ge)本體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)（Rbulk）是(shi)(shi)指后(hou)觸(chu)點體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)和(he)(he)連(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)(qi)兩柱之(zhi)(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)并聯體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)；還有一(yi)個(ge)(ge)接(jie)(jie)(jie)口或分離(li)處(chu)的(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)Rc。整(zheng)體(ti)連(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)(qi)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)是(shi)(shi)各(ge)個(ge)(ge)不變連(lian)接(jie)(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)、后(hou)觸(chu)點和(he)(he)腔體(ti)連(lian)接(jie)(jie)(jie)體(ti)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)和(he)(he)可分離(li)處(chu)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)之(zhi)(zhi)和(he)(he)，因(yin)為所有這(zhe)些電(dian)(dian)(dian)阻(zu)都是(shi)(shi)串聯的(de)(de)(de)。

圖1，連接(jie)器(qi)電阻(zu)的示意圖。

為(wei)了便于討論，讓我們假設測量到的(de)總電(dian)(dian)阻(zu)值Ro為(wei)15毫歐。考慮到這一假設，我們猜測下永 久連(lian)接(jie)電(dian)(dian)阻(zu)、體電(dian)(dian)阻(zu)和可分(fen)離處(chu)接(jie)觸(chu)電(dian)(dian)阻(zu)對整個(ge)連(lian)接(jie)器(qi)電(dian)(dian)阻(zu)的(de)相對影響(xiang)。

在這個例(li)子中，這些值是典型的(de)軟殼式連接器(qi)的(de)電阻值，體(ti)電阻將占總電阻的(de)大部分，接近14毫歐(ou)。永 久連接電阻為幾百微歐(ou)姆(mu)，其(qi)它(ta)為可分離處的(de)接觸電阻。

雖然連(lian)接器觸(chu)點(dian)的(de)(de)(de)體(ti)電(dian)阻(zu)是連(lian)接器電(dian)阻(zu)的(de)(de)(de)最(zui)(zui) 大貢獻者，但它也是最(zui)(zui)穩(wen)定(ding)的(de)(de)(de)。單個觸(chu)點(dian)的(de)(de)(de)體(ti)電(dian)阻(zu)是由觸(chu)點(dian)的(de)(de)(de)制造材(cai)料及(ji)其整體(ti)幾何形狀決定(ding)的(de)(de)(de)。在(zai)這個簡單的(de)(de)(de)例(li)子中，考慮導體(ti)長度的(de)(de)(de)電(dian)阻(zu)，可(ke)以由以下公司計算：Rcond. = r  l/a.

在該方程中(zhong)(zhong)，r是(shi)導體(ti)的電阻率（也可(ke)以是(shi)連(lian)接器(qi)中(zhong)(zhong)彈(dan)簧材料），“l”是(shi)導體(ti)的長度(du)，而“a”是(shi)導體(ti)的橫(heng)截面積（或連(lian)接器(qi)中(zhong)(zhong)彈(dan)簧的幾何(he)(he)形(xing)狀）。對于給(gei)定的材料，例如磷青銅和接觸幾何(he)(he)形(xing)狀，這些參(can)數(shu)是(shi)常數(shu)，因(yin)此連(lian)接器(qi)的整(zheng)體(ti)電阻是(shi)恒定的。

永(yong) 久連接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)和接(jie)(jie)口或可(ke)分(fen)離連接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)是可(ke)變的(de)(de)(de)。這些(xie)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)易(yi)受多(duo)種退化機理的(de)(de)(de)影響(xiang)，這將在(zai)后面(mian)的(de)(de)(de)文章中討論。需要(yao)指出的(de)(de)(de)是，連接(jie)(jie)器(qi)受到(dao)的(de)(de)(de)影響(xiang)很多(duo)，比(bi)如惡劣環境、熱、壽命、振動等(deng)。并(bing)且總的(de)(de)(de)連接(jie)(jie)器(qi)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)可(ke)能從(cong)原(yuan)來的(de)(de)(de)15毫歐變化到(dao)例(li)如100毫歐，電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)變化主要(yao)出現在(zai)可(ke)分(fen)離和永(yong) 久連接(jie)(jie)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)中。可(ke)分(fen)離的(de)(de)(de)界面(mian)電(dian)(dian)(dian)阻(zu)(zu)是最容易(yi)退化的(de)(de)(de)，因(yin)為在(zai)可(ke)分(fen)離處產生(sheng)力和變形等(deng)。

簡單地說，兩個主(zhu)要的(de)(de)(de)可(ke)分離(li)的(de)(de)(de)界面要求產生(sheng)一(yi)定的(de)(de)(de)力和變形。連接器的(de)(de)(de)咬合(he)力是(shi)第 一(yi)種也是(shi)最(zui)明顯(xian)的(de)(de)(de)要求。對于(yu)高(gao)PIN數(shu)連接器，必(bi)須控制單個PIN位的(de)(de)(de)咬合(he)力，而接觸(chu)法向力是(shi)受此要求制約(yue)的(de)(de)(de)主(zhu)要參數(shu)之一(yi)。例如，可(ke)分離(li)的(de)(de)(de)連接接觸(chu)力是(shi)幾(ji)十到幾(ji)百克(ke)(ke)，而絕緣壓接連接，或稱(cheng)IDC，力的(de)(de)(de)數(shu)量級(ji)是(shi)幾(ji)千克(ke)(ke)，相(xiang)應的(de)(de)(de)壓入連接中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)力也是(shi)這(zhe)樣。這(zhe)種永(yong) 久連接中(zhong)(zhong)高(gao)的(de)(de)(de)力提供了更(geng)(geng)大的(de)(de)(de)機械穩(wen)定性和更(geng)(geng)低的(de)(de)(de)電阻值，比可(ke)分離(li)連接的(de)(de)(de)電阻值要低得(de)多。

同(tong)樣的(de)情(qing)形(xing)，相對于(yu)可分離連(lian)接(jie)，較高的(de)永 久連(lian)接(jie)力(li)允(yun)許(xu)接(jie)觸表(biao)面更大(da)的(de)變(bian)形(xing)。壓接(jie)連(lian)接(jie)是最明顯的(de)例子，比如壓接(jie)端子的(de)顯著變(bian)形(xing)，以及單個導體的(de)明顯變(bian)形(xing)等。壓接(jie)連(lian)接(jie)的(de)力(li)和(he)相應的(de)PIN腳都(dou)允(yun)許(xu)更大(da)的(de)變(bian)形(xing)接(jie)觸表(biao)面。與較高的(de)力(li)一樣，與可分離的(de)接(jie)觸電阻相比，永 久連(lian)接(jie)的(de)較大(da)表(biao)面變(bian)形(xing)降低了它們的(de)電阻。

可分離(li)連接(jie)(jie)面的(de)變形也受到另一種可分離(li)界面要求的(de)限制：配合耐久性。高的(de)表(biao)面變形通常導(dao)致(zhi)高的(de)表(biao)面磨損，這(zhe)反過來可能導(dao)致(zhi)接(jie)(jie)觸(chu)涂層的(de)損失，例如(ru)在(zai)接(jie)(jie)觸(chu)表(biao)面上的(de)金或錫。這(zhe)種涂層的(de)損失將增加(jia)接(jie)(jie)觸(chu)表(biao)面的(de)腐蝕敏(min)感性，這(zhe)將在(zai)以(yi)后的(de)文(wen)章中討論。

與永 久連接相(xiang)比，可分(fen)離(li)(li)的(de)(de)(de)接口咬(yao)合(he)力(li)和(he)咬(yao)合(he)耐久性(xing)的(de)(de)(de)結合(he)限制了(le)可分(fen)離(li)(li)界面(mian)的(de)(de)(de)變形和(he)機械(xie)穩(wen)定(ding)性(xing)，也是可分(fen)離(li)(li)界面(mian)的(de)(de)(de)較低電穩(wen)定(ding)性(xing)的(de)(de)(de)原因。

一般(ban)來說(shuo)，兩(liang)個(ge)表(biao)面(mian)(mian)之間的(de)接觸面(mian)(mian)積越(yue)大，界(jie)面(mian)(mian)的(de)電阻(zu)就越(yue)低(di)。實(shi)際上(shang)，對于導體長度(du)的(de)電阻(zu)，兩(liang)個(ge)表(biao)面(mian)(mian)之間的(de)接觸面(mian)(mian)積類似于方程Rcond. = r l/a。由于可分離(li)連接的(de)接觸面(mian)(mian)積比(bi)永 久連接低(di)，所(suo)以(yi)它們具有較高的(de)電阻(zu)。

總之，與永 久連(lian)接相比(bi)，可分(fen)離連(lian)接的力降(jiang)低導致(zhi)機(ji)械穩定性降(jiang)低，接觸面積減小導致(zhi)更高的電阻。

這些問題，即(ji)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)力的(de)(de)(de)(de)減(jian)小(xiao)和接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)面(mian)(mian)(mian)積的(de)(de)(de)(de)減(jian)小(xiao)，直接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)影響了(le)可(ke)分(fen)離(li)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)界(jie)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)退(tui)化敏感性。圖2顯示了(le)可(ke)分(fen)離(li)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)界(jie)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)放(fang)大示意(yi)圖。圖中顯示說明，在這種(zhong)(zhong)(zhong)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)界(jie)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)微觀(guan)尺度(du)上(shang)，所有表面(mian)(mian)(mian)都是(shi)(shi)粗糙的(de)(de)(de)(de)。這意(yi)味著(zhu)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)界(jie)面(mian)(mian)(mian)本身(shen)將由一個稱為(wei)a點(dian)或凹凸(tu)不平(ping)的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)點(dian)的(de)(de)(de)(de)分(fen)布組成，而不是(shi)(shi)一個完整的(de)(de)(de)(de)區(qu)域(yu)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)。這種(zhong)(zhong)(zhong)凹凸(tu)不平(ping)的(de)(de)(de)(de)結(jie)構是(shi)(shi)導致(zhi)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)界(jie)面(mian)(mian)(mian)電阻(zu)(zu)增大的(de)(de)(de)(de)原(yuan)因(yin)。減(jian)少的(de)(de)(de)(de)接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)面(mian)(mian)(mian)積，包括a點(dian)在某一幾何區(qu)域(yu)上(shang)的(de)(de)(de)(de)分(fen)布，取決于接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)表面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)幾何形狀。一種(zhong)(zhong)(zhong)稱為(wei)收(shou)縮(suo)電阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)電阻(zu)(zu)，是(shi)(shi)由于電流被擠壓到流過(guo)單個a點(dian)而產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)(de)。通過(guo)各(ge)種(zhong)(zhong)(zhong)方法(fa)增加接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)觸(chu)(chu)面(mian)(mian)(mian)積可(ke)以(yi)降低收(shou)縮(suo)電阻(zu)(zu)，但(dan)消除不了(le)。因(yin)此，連接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)器總是(shi)(shi)會給電氣系(xi)統增加一些電阻(zu)(zu)值。從這個角度(du)出(chu)發(fa)，連接(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)(jie)器設計(ji)的(de)(de)(de)(de)首(shou)要(yao)目標是(shi)(shi)控(kong)制(zhi)電阻(zu)(zu)的(de)(de)(de)(de)大小(xiao)和穩定性。

圖2：從微(wei)觀上看(kan)接觸界面(mian)的固有表面(mian)粗(cu)糙度。

如前(qian)所(suo)述，界(jie)面(mian)電阻(zu)的(de)大小取(qu)決于當插頭和插座觸點(dian)(dian)相(xiang)互接觸時產生(sheng)的(de)接觸區(qu)域。影響接觸電阻(zu)穩定性(xing)的(de)主要因素有兩種：接觸界(jie)面(mian)的(de)擾動和a點(dian)(dian)的(de)腐蝕。這些(xie)因數(shu)如何影(ying)響連(lian)接(jie)器(qi)退化機(ji)(ji)理將在以后討論。總之，這些機(ji)(ji)理包括：

1 ，在接觸界面(mian)及其周圍發生(sheng)腐蝕，從而(er)減(jian)少接觸面(mian)積(ji)。有兩種腐蝕機理： 表面腐蝕(shi)，直(zhi)接(jie)影響接(jie)觸面積；誘導(dao)或微動，這可以(yi)提高接(jie)觸界面對腐蝕(shi)的敏感性(xing)。

2，由于(yu)電鍍(du)(du)不足或電鍍(du)(du)磨損而(er)喪失(shi)接觸(chu)(chu)(chu)電鍍(du)(du)的(de)(de)完整性，從(cong)而(er)增(zeng)加了腐蝕的(de)(de)敏感性。大(da)多數連接器(qi)觸(chu)(chu)(chu)點都是(shi)鍍(du)(du)有貴(gui)金(jin)屬的(de)(de)表面(mian)層，如黃金(jin)；或普通(tong)(tong)電鍍(du)(du)表面(mian)，一般是(shi)錫。這些(xie)鍍(du)(du)層的(de)(de)主要目的(de)(de)之一是(shi)保(bao)護接觸(chu)(chu)(chu)基體（通(tong)(tong)常是(shi)銅合金(jin))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.

3，接(jie)(jie)(jie)觸(chu)力(li)(li)損失，導致機械(xie)穩定性降低，接(jie)(jie)(jie)觸(chu)界面(mian)易受微動(dong)影響。導致連(lian)接(jie)(jie)(jie)器(qi)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)力(li)(li)降低的主要機理是(shi)接(jie)(jie)(jie)觸(chu)應(ying)力(li)(li)過大和應(ying)力(li)(li)松(song)弛。由于時間/溫度的影響，應力松弛是指接觸力隨時間(jian)變化而損(sun)失(shi).

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