射頻連接器用開槽插孔的可靠性設(shè)計(jì)與制造
摘要:本文主要對(duì)射頻同軸連接器用開槽插孔接觸件的結(jié)構(gòu)形式、常見的失效模式進(jìn)行了簡(jiǎn)單論述;按懸臂梁對(duì)“指狀”接觸片進(jìn)行建模分析,簡(jiǎn)單介紹了其強(qiáng)度設(shè)計(jì)步驟、開槽形式、簡(jiǎn)易收口方法所產(chǎn)生的缺陷以及應(yīng)采用的合理的收口方法;介紹了開槽及收口等制造工藝環(huán)節(jié)中應(yīng)注意的問題和方法。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/118095.htm關(guān)鍵詞:射頻同軸連接器;開槽;插孔接觸件;可靠性插孔接觸件形式
在射頻同軸連接器中,插孔接觸件的結(jié)構(gòu)形式多種多樣,但在某些方面的要求是基本相同的,如:插入力和拔出力、接觸電阻以及機(jī)械壽命符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定等。使用最多的還是開槽插孔接觸件。產(chǎn)品系列、規(guī)格、使用條件不同,開槽插孔接觸件的結(jié)構(gòu)、規(guī)格(內(nèi)、外徑)、開槽數(shù)量、開槽寬度、開槽長(zhǎng)度也不同。在結(jié)構(gòu)上,開槽插孔接觸件有直通形式(圖1a)、錐形補(bǔ)償形式(圖1b)和“刷型”形式(圖1c)等;在規(guī)格上,不同系列的射頻同軸連接器,其插孔接觸件規(guī)格基本不同;在開槽數(shù)量上,有2槽、4槽、6槽、8槽,還有3槽及其它開槽數(shù)。部分50Ω軍用射頻同軸連接器的開槽插孔接觸件的情況見表1。
射頻同軸連接器的品種很多,出現(xiàn)失效的狀況也千差萬別,但從可靠性的角度來看,很多失效的機(jī)理和模式是相同的。航天203所的吳秉鈞老師進(jìn)行了總結(jié)、歸納為:連接失效;反射失效;電接觸失效;污染失效。而在射頻同軸連接器的電接觸失效中,開槽插孔接觸件起著至關(guān)重要的作用,尤其是在微小型射頻同軸連接器中,射頻同軸連接器的電接觸失效大多數(shù)是由開槽插孔接觸件結(jié)構(gòu)、材料、工藝方法等不當(dāng)或不過關(guān)而損壞引起的。開槽插孔接觸件引起的產(chǎn)品失效及分析見表2。
在射頻同軸連接器中,尤其是小型、微小型高性能微波連接器中,開槽插孔接觸件的地位舉足輕重,一方面,插孔接觸件的結(jié)構(gòu)、外徑尺寸與外接觸件、絕緣介質(zhì)一起,決定著射頻同軸連接器的工作頻率范圍、阻抗、反射等主要電氣性能指標(biāo);另一方面,插孔接觸件的結(jié)構(gòu)、開槽數(shù)量、開槽長(zhǎng)度,又決定著插入力和拔出力、接觸電阻、機(jī)械壽命等性能。
開槽插孔接觸件設(shè)計(jì)
渴望與實(shí)際
在確定插孔接觸件時(shí),渴望實(shí)現(xiàn)的最理想狀態(tài)(見圖2)為:在與插針插合時(shí),插拔平滑,對(duì)插針、插孔(鍍層)損傷最小;與插針插合后,插針臺(tái)階面與插孔端面緊密接觸、連續(xù);插合后,插孔外徑與插針柄部直徑相同,阻抗連續(xù)、恒定。但在實(shí)際的設(shè)計(jì)、制造中,理想狀態(tài)是很難或根本不可能實(shí)現(xiàn)的,例如,由于難免存在尺寸公差,插針臺(tái)階面與插孔端面緊密接觸就很難實(shí)現(xiàn),在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),為了避免插合時(shí)損壞開槽插孔接觸件,往往故意留出間隙;同樣由于尺寸公差的原因,插合后很難保證插孔外徑與插針柄部直徑相同,往往存在一定的錐度,見圖3。因此在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí),尺寸公差范圍、錐度效應(yīng)和開槽的影響等都是要考慮的因素。
開槽插孔接觸件設(shè)計(jì)原理--接觸片受力及變形分析
插孔接觸件開槽后,其“指狀”接觸片的受力和變形情況可按懸臂梁進(jìn)行建模分析。下面就以開2槽的TNC插孔接觸件為例進(jìn)行分析。
截面形狀及幾何特性
插孔接觸件開槽后,要進(jìn)行收口處理,與插針插合后,其“指狀”接觸片發(fā)生彈性變形,變形量為(見圖4中的右半部分,虛線所示為未插合時(shí)的插孔的輪廓線),這樣才能在接觸部位產(chǎn)生正壓力、形成可靠接觸。
截面形狀,如圖4中的左半部分所示,該截面的幾何特性為:
h—從中性層到x軸的距離,單位為mm,可由公式(1)計(jì)算得到。
J —慣性矩,單位為mm4,可按公式(2)進(jìn)行計(jì)算。
Z—截面模量,單位為mm3,可按公式(3)進(jìn)行計(jì)算。
評(píng)論