MDC1—9PW1 MDC1—9SL5型微矩形電連接器的研制

摘 要：文中主要介紹了MDC1-9PW1，MDC1-9SL5微矩形電連接器的結(jié)構(gòu)原理和性能特點，論述了連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計和裝配過程中采用的關(guān)鍵技術(shù)。

關(guān)鍵詞：1 mm間距；微矩形電連接器；結(jié)構(gòu)原理；性能特點

中圖分類號：TG113；TP21 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2017）02-00-02

0 引 言

由于通用的1.27 mm間距微矩形電連接器結(jié)構(gòu)太大，在一些微型電子設(shè)備上無法應(yīng)用，不能滿足小型化的使用要求，而0.635 mm間距的微矩形電連接器接觸件尺寸很小，其接觸件絞線插針的扭轉(zhuǎn)剛度還不到1.27 mm間距連接器的十分之一，因而它的技術(shù)指標(biāo)偏低，工作可靠性不高，同時還存在成本高等問題，無法滿足重點工程的需要。因此我們研制了MDC1-9PW1，MDC1-9SL5型1 mm間距微矩形電連接器雖然體積很小，但可靠性高，完全能滿足現(xiàn)階段電子設(shè)備小型化的需求。

MDC1-9PW1，MDC1-9SL5型1 mm間距微矩形電連接器的主要技術(shù)指標(biāo)見表1所列。

1 設(shè)計方案

MDC1-9PW1，MDC1-9SL5型微矩形電連接器設(shè)計間距是1 mm。其間距介于1.27 mm和0.635 mm之間。經(jīng)參考國軍標(biāo)GJB2446A-2011《外殼定位超小型矩形電連接器總規(guī)范》的相關(guān)要求和美國1 mm印制電路板電連接器相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)研制而成。MDC1-9PW1產(chǎn)品為安裝在印制板上的彎式焊印制板插針連接器，實物如圖1所示。MDC1-9SL5產(chǎn)品是與其對插的壓接式插孔連接器，實物如圖2所示。

2 研制過程

2.1 接觸件的設(shè)計

插針連接器的接觸件為絞線插針，它由十根銅線絞合而成。該絞線插針內(nèi)圈選用三根Ф0.07 mm的鈹青銅線，外圈選用七根Ф0.10 mm鈹青銅線，內(nèi)外圈反向絞合而成，中間鼓起一鼓包，鼓包處最大直徑為0.5 mm，與套管壓接后成為一體，實物如圖3所示。而與之對應(yīng)的連接器插孔選用黃銅線，插孔最小的內(nèi)徑為0.45mm，實物如圖4所示。

2.2 絕緣基座的設(shè)計

絕緣基座選用聚苯硫醚，它具有耐高溫、耐環(huán)境、強(qiáng)度高等特點。這些特點正好能滿足連接器對高強(qiáng)度和耐高溫等性能的要求。基座孔間距為1 mm，排距為0.866 mm，MDC1-9PW1基座如圖5所示，MDC1-9SL5基座如圖6所示。絕緣基座電性能指標(biāo)主要包括絕緣電阻、耐電壓。絕緣基座的絕緣電阻可通過下式計算：

2.3 外殼設(shè)計

MDC1-9PW1外殼在灌封端出線處設(shè)計向內(nèi)凹0.5 mm，可使外殼與印制板排線絕緣。殼體為一體結(jié)構(gòu)，接線柱能被保護(hù)在殼體內(nèi)，僅露出引腳，引腳網(wǎng)格尺寸為1 mm×2 mm。外殼兩端設(shè)計有水平方向和垂直方向連接的內(nèi)螺紋孔結(jié)構(gòu)，如圖7所示。MDC1-9SL5外殼兩端設(shè)計了臺階孔，孔內(nèi)設(shè)有裝卡環(huán)的凹槽，外殼兩側(cè)平面上設(shè)有防滑槽，用以防止小器件手持時易滑落的情況發(fā)生，MDC1-9SL5插孔連接器如圖8所示。

2.4 安裝結(jié)構(gòu)的設(shè)計

MDC1-9SL5插孔連接器的鎖緊附件由螺釘和卡環(huán)組成。螺釘上設(shè)計有卡槽，通過在外殼內(nèi)安裝彈性卡環(huán)，使其與螺釘卡槽配合，卡住螺釘，如圖9所示。MDC1-9PW1插針連接器靠外殼兩端垂直方向內(nèi)螺紋孔安裝在印制板上，靠外殼兩端水平方向內(nèi)螺紋孔與插孔連接器連接，如圖10所示。

3 接觸件插拔力及機(jī)械壽命分析

3.1 接觸件插拔力的計算

對于鍍金接觸件而言，通常其最小正壓力為25 gf，本產(chǎn)品的接觸件結(jié)合設(shè)計經(jīng)驗選用1.5倍的安全系數(shù)，最終確定接觸件設(shè)計的最小正壓力為37.5 gf。接觸件插拔力的大小與接觸正壓力和接觸件之間的摩擦系數(shù)有關(guān)，接觸件插拔力G的大小等于摩擦力F，μ為摩擦系數(shù)，即G=F=μN 。

當(dāng)正壓力小于200 gf時，金與金之間的摩擦系數(shù)為0.4，接觸件的最小正壓力為37.5 gf，根據(jù)上式可以計算出接觸件插拔力的最小值為：

G=37.5×0.4=15 gf =0.147（N）

接觸件插拔力的最小值是指在插孔尺寸最大，絞線插針尺寸最小時測出的接觸件插拔力。

3.2 機(jī)械壽命分析

連接器在正常使用時的插入和拔出過程會引起接觸件等零件產(chǎn)生磨損，這些磨損會降低連接器的機(jī)械和電氣性能，因而影響連接器的使用壽命。

一般來說接觸件的磨損是影響連接器壽命的主要因素，我們對MDC1-9PW1，MDC1-9SL5型微矩形電連接器進(jìn)行了插拔壽命試驗，并記錄了接觸電阻的變化情況，如圖11所示。

從圖11可以看出，隨著插拔次數(shù)的增加接觸電阻也隨之變化，但在700次以前變化都很小，沒有超出標(biāo)準(zhǔn)12 mΩ的范圍，本產(chǎn)品的機(jī)械壽命達(dá)到500次，符合設(shè)計要求。

4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)試驗情況

產(chǎn)品研制成功后，我們根據(jù)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)編制了詳細(xì)的結(jié)構(gòu)試驗大綱，主要包括結(jié)構(gòu)和外形尺寸檢查、電性能試驗、機(jī)械性能試驗、環(huán)境試驗、可靠性試驗共五方面的檢測內(nèi)容。經(jīng)過對產(chǎn)品進(jìn)行檢測試驗，產(chǎn)品所有技術(shù)指標(biāo)均符合結(jié)構(gòu)試驗大綱規(guī)定的相關(guān)要求。

5 結(jié) 語

MDC1-9PW1，MDC1-9SL5型1 mm間距微矩形連接器的研制成功，使微矩形產(chǎn)品擴(kuò)展了應(yīng)用領(lǐng)域，不僅其體積只有1.27 mm間距的MDC微矩形電連接器的50%，還具有高可靠性，因此具有廣泛的推廣價值。

參考文獻(xiàn)

[1]章繼高.電接觸理論與設(shè)計技術(shù)[J].電子機(jī)械技術(shù)，1984（8）：36-51.

[2]佘玉芳.機(jī)電元件技術(shù)手冊[M].北京：電子工業(yè)出版社，1992.

[3]左剛強(qiáng)，楊陽.MDC-51PNP，MDC-51SL5型微矩形電連接器的研制[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016，6（5）：52-53.

[4]唐章東，張紅旗，王征，等.宇航用微矩形電連接器評估方法[J].質(zhì)量與可靠性，2014（4）：53-57.

[5]張磊，陳雁.航天器用微矩形電連接器的一種新選擇[J].機(jī)電元件，2012，32（5）：50-53.

[6]包望，孫海航.軍用微矩形電連接器灌封工藝研究與應(yīng)用[J].新技術(shù)新工藝，2016（10）：1-3.

[7]劉陽，王婭孋. MDCF壓接式微矩形型電連接器的研制[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016，6（12）：34-36.

[8]王飛.SDC型微矩形電連接器結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，2016，6 （7）：4-9.