产生的热量最小化。从选材的角度来说，当然是选择高导电率或是横截面积较大的端子以减小电阻，另外，增高传输电压或增加接触面积亦可减小接触部分的电阻。
图1.13关于开放端子领域（a图）和接地平面连接器（b图）的例子。（AMP公司许可)
更高的交叉部分、多余的接触端子，都暗示提高接触压力下连接器的尺寸。也就是说，实际上，有一个限制在贡献电接触上，包括接触媒体和接触的尺寸。在使用贡献电接触上，电力线缆的路径，线缆大电力接触的终点及电接触的尺寸会成为限制因素。
随着在连接器设计上提倡附加的限制，并行多讯号接触允许更多传统的连接器被用来分配电能。这些限制首先直接针对保证通过接触的电流的分配，同时，它们的热环境尽可能一致。其中以下三个因素是主要的﹕
1．电路应是平行的电子流；也就是说，如果可能的话，经过所有的接触电压降应该是相同的。如果不同的电压降对用途来说是根本性的，则这些电路将被区别对待。 2．如果可能的话，接触时的热效应会被减至最低，尤其指一大束的电流接触将被避免。
3．接触的阻抗或是在全部讯号分配里一起计算的任意偏差必须相同。例如，依靠在接触时存在的排列方式，在适当角度连接器独立接触的巨大阻抗会有差异。在设计分配的接触时，这些差异应当被考虑。
认识到所有考虑的结果是一个明确的关于接触的电流的影响能力的讨论。降低到50%可能会被意识到。换句话说，为分配100A的讯号到PWB，如以1A的电流接触速率，那么合适的接触应当是接近200A而不是100A，这表明，大量接触是相当依赖于单位接触电流速率。 ．概述．
大体上，由于受终点、路线和尺寸考虑的限制，电流分配经由贡献高电流能力是明显的。考虑到大范围接触和连接器的用途，多数电流分配的讯号接触的用途需要更多的详细分析，这些分析关于连接器要求和它们在本体中位置的接触分配。
1.6 连接器测试 讨论到这个程度，也就牵涉到自身在连接器设计及材料、用途的考虑。现在把注意力
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转向如何测试性能；也就是说，连接器测试可从两个方面来评估﹕即做什么和如何做，为什么测试。
1.6.1 连接器测试的类型 首先考虑做什么测试和如何做测试。在本书中的一些叙述中，一项连接器测试包括露天条件和设定条件的操作，由此也将定义这类操作，接下来是测试手段。例如，暴露在腐蚀性环境下的接触阻抗测试一般被认为是一种环境测试。以上这些牵涉到做什么和如何做，这表明选择和如何定义这些条件，测试哪些性能和如何做测试。至少有三类测试和测试手段﹕环境测试、机械性能测试、电气性能测试。实例见表1.1。 通过介绍测试术语，接下来考虑测试原因。
1.6.2 连接器测试的原因 连接器测试的基本原因是鉴定连接器性能。除设计鉴定测试外，原型或试验型产品做测试可使连接器设计有充分依据，大部分连接器测试被引入每一个特定或合格测试程序用来鉴定产品性能。对于本次讨论目标，特定的或合格测试不同于那种特殊的由连接器生产厂商定义的作为每一个检测项目的测试。就条件测试而言，它是由消费者、产业界、国家的、国际标准来共同定义每一测试程序。在每个例子里，测试程序将包括大量测试项目﹕环境测试、机械性能测试、电气性能测试。测试项目和测试手段及认可的判断标准都与连接器设计必须满足的使用或市场要求有关。通常，这种露天条件和测试手段判断标准是有一些一般代表性，在种意义上覆盖了一个市场或一个使用范围而不是针对某一个特殊使用。
当一项特别使用成为测试程序项目时，测试可能被指定为性能鉴定测试。在这样的一个例子里，暴露条件常常是更特别的。根据环境和暴露时间
表1.1 连接器测试类型 类型 暴露条件 测试手段 环境测试 混合的流动性气体 渗水性 温度／湿度 温度升高 热老化性 潮气吸收 机械性能 热振动 抗拉强度
17测试 振动 摩擦系数 耐久周期 适配力 电气性能 过载电流 接触阻抗 测试 电流循环 转换阻抗
长度可更适当地反映对条件及特殊使用的需求。这同样是一个真实的测试手段及认可的判断标准。这样的测试是一个介于条件与性能测试的中间环节。
可靠性测试伴随着一个相似于用在别的合格或性能测试上的测试表。然而有两个主要区别。首先，可靠性测试要求在暴露测试和操作环境间存在一个比合格测试更严格的已知的联系，换句话说，测试可靠性必须在测试与使用上有一个加速因素是已知的。这也就是说，暴露在测试A中X天要等同于在使用B中Y年。这种要求通常无法满足，并限制了做可靠性测试的。第二点不同在重要程度和统计处理上的认可判断标准。条件测试认可判断标准，例如暴露条件中阻抗的最大变化是一般性的，所以它们的价值在于，通过广泛使用，提供可接受的性能。考虑到使用，可靠性认可判断标准将反映特殊要求，这将在很多案例中明显超过合格价值。但可靠性认可判断标准还将被运用去满足更严格的统计要求——在特定的相同尺寸和数据分析——超过那些用在合格测试程序中的要求。
1.7 结论 本节叙述的目的是介绍术语，并对于每个将在以下章节所提到的更详尽的主题讨论提供一个上下文背景。
第二章 接触界面及接触过程
在第一章已说过，接触界面的微观结构决定了电连接器的电子性能和机械性能。例如，可分离接触界面和永久性接触界面的电阻值和插接力以及耐久性都依赖于接触界面的微观结构。因些，有关接触界面的的基本结构和接触界面形成的过程的知识对了解接触界面对连接器的一些重要性能特征的影响是很必要的。这些知识，反过来，又会帮助理解界面的设计和制造界面的材料对创造和维护确实可靠的连接器特性的影响。下面的讨论将主要针对可分离接触界面，但是，这些相似的讨论也与永久性机械接触界面有关。
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2.1接触界面的形状 如前所述，当把插头插入插座孔时，接触界面就产生了。威廉先生提供了一份说明界面产生过程的详细数据。
有时候，根据连接器和地球外表的相似点，使连接器接触点(a-spots)具体化是很有益的。事实上，乡村确实提供了一种非常有用的典型连接器接触界面的拓朴模型。山丘高度与山丘间距离的比例和连接器接触表面的微观拓朴模型是相当相似的。两者之差异大约在1%至10%之间。根据轮廓测定法(profilometric)和语义学(SEM)原理绘出的详细的连接器表面图与普通的地球轮廓图是相当相似的，而且把两个导体压在一起，就象把美国的佛蒙特州翻过来盖在英国的汉普夏郡，比例是1：3，000，000。
这个模拟例子阐述了关于接触界面构形的凸凹面的重要性，并且介绍了微观接触界面的形状，图2.1描绘了这种微观接触界面的形状。实际上，只有接触界面的高点，即微观凸面，能够相互接触。这些微观凸面被称为接触点。虽然它还受其它因素的影响，但是接触点的数量取决于接触面的粗糙度，这一点以后将详述。由于尺寸太小(微米数量级)；即使在“板对板”阶段，在一克力的作用下，这些接触点也会因发生塑性变形而被破坏。这个破坏要持续到一个足够承受施加负荷的接触表面形成时。威廉和格林针对这一问题作了详细的讨论。
从应用的角度看，上述讨论暗指实际接触界面的大小仅取决于施加的负荷。对于一个连接器来说，该负荷对应于接触正压力。对于典型的连接器，接触界面仅有一小部分(1﹪左右)是接触的。
接触正压力决定接触面积，但如何分配这些接触区域则取决于接触界面的几何形状。如图2所示，球面接触将形成无数个圆形接触点。
因些，接触界面的构形依赖于接触界面的粗糙度，该接触界面的粗糙度又影响接触点的数量、施加的负荷(该负荷影响接触面积)和接触界面的几何形状(该几何开关又影响接触点的分布)。
接触点的数量与接触界面的依赖关系是合理的，下面将作进一步说明。按照威廉和格林的观点，初始表面粗糙度决定接触点的数量，但是有多少接触点能接触却依赖于施加的负荷。连接器表面开始接触时，只有最高的接触点能接触导通。这些一开始就接触的接触点的变形使得接触界面越来越相互靠近，这样，其它比一开始就接触的接触点稍低的接触
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点也逐渐实现接触导通。随着负荷的增加，这样的接触点将依次变形。当足够数量的接触点变形到某一程度，即，当所有接触点面积之和足够支承施加的负荷时，这种变形便停止了。如果引用一个硬度的概念，那么，对这个过程就可进行直观的描述了。材料的硬度是用力和单位面积比来定义的，例如克力每平方厘米。也就是说，如果某材料的硬度是10克力每平方厘米，那么一个10克力的负荷或力将产生1平方厘米的接触面积。那么，接触点的数量就依赖于表面接触点和施加的负荷。
接触界面的宏观几何外形(例如球面与平面平面接触)决定了机械接触面积在整个接触面积中的分配方式。图2.3描述了影响的过程，该图用实例说明了当外载荷增加时，接触点的尺寸和数量也相应地变化。
摘自Green Wood的图2.4提供了一个上述观点的实验依据，该实验显示，当一个钢球分别用两种不同的载荷，如20克力和80克力去挤压一平面时，两者的接触界面就产生了。该实验表明，在载荷作用下，接触点的数量、单个接触点的尺寸，以及由无数接触点组成的宏观接触区域面积都将相应地增加，这一结果与上面的论述完全相符。 接触界面的粗糙度或接触点模型可以描述如下：
接触界面是由分布于宏观接触区域上的接触点组成的。宏观接触区域的大小取决于接触界面的几何外形。接触点的数量和大小处决于表面粗糙度和负荷。负荷也决定了接触界面的光洁度。
这种模型描述了接触界面上的机械构形，但是它仅仅从微观上描述了接触界面的外形。然而，考虑精炼炉的细微表面，甚至其表面的原子或分子结构都是非常重要的。所有的金属表面都覆盖着一层原子数量级的薄膜。图2.5简要地表达了几种可能覆盖于金属表面的薄膜。在金属表面的最外层可能是大量的化合物薄膜。氧化物是最常见的一种，其它物质(如：硫化物、氯化物以及复合膜)也可能存在，这是由金属材料和金属暴露环境条件决定的。不同金属的热力学性能和运动学性能差异很大，热力学性能决定生成何种薄膜，运动学性能则影响薄膜的生成快慢。
如果考虑接触界面镀层的话(这一点将在第三章论述)，那么上述薄膜对连接器性能的影响就显得相当明显了。事实上，如第一章所述，接触界面的镀层可以分为贵重元素(不易发生化学反应的元素，如，金)和非贵重元素(如，锡，该元素表面通常有一层薄薄的氧化物层)。因此，可以认为：生成化学膜的类型以及生成速度都依赖于基材金属和环境中的化学物质。除了化学物质以外，环境温度和湿度也在薄膜生成时扮演了重要的角色。
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连接器手册 - 中文版 -
