弾性接触
コネクタは、弾性接点を介して回路間で信号、電源、またはアースなどを送信します。 法線力、つまり接触面に垂直な力も提供され、分離可能なインターフェースの接続と保持に役立ちます。
弾性接触の主要な機械的要件は、挿入および抽出力、接触力、接触保持力、および接触消去力です。 電気的要件は、接触抵抗、定格電流、インダクタンス、静電容量、および帯域幅です。
コネクタの接触部分には、ハウジングとPINピンの2つがあります。 PINピンまたはプラグはほとんどの場合剛性があり、さまざまな挿入を提供します。 ソケットは低い挿入力で接続され、過度のストレスに耐えられる必要があります。
接続に影響を与える材料特性は、弾性率と降伏強度です。 弾性係数は、弾性限界内で生成されたひずみに対するオブジェクトに適用された応力の比率です。 降伏強度は、金属材料が降伏するときの降伏限界です。 降伏強度に達する前に、弾性変形が発生します。 ストレスが解消されると、元の形に戻ります。 これらの特性は、コネクタの柔軟性と、弾性を維持しながらサポートできるたわみの量に影響を与えます。 これは、電気接続に必要な接触力にも影響します。
応力緩和抵抗は材料の特性であり、時間の経過とともに接触法線力が減少します。 したがって、これはコネクタの性能を選択するための基準です。 構造が一定期間同じひずみ状態にあると、応力が低下し、塑性ひずみが発生します。 一般的に使用される銅合金の場合、降伏強度は異なります。 したがって、応力緩和抵抗も異なります。 ベリリウム銅が最も一般的に使用される合金ですが、リン青銅もほとんどの用途に適しています。
メッキ
接触面処理により、コネクタの母材を腐食から保護し、接触面での皮膜形成を制限することができます。 接触面処理は、より効果的にするために接触面を完全に覆う必要があり、耐食性でなければなりません。
接触抵抗を増加させる可能性のある薄膜には、薄い酸化物、硫化物、塩化物、および接触面に金属層を形成する複雑な混合物が含まれます。 接触抵抗を低減するには、薄膜を含まない金属界面を形成する必要があります。 接触仕上げは、貴金属（例えば、金、パラジウム、およびこれらの金属の合金）または非貴金属（例えば、銀およびスズ）でできていてもよい。 めっきの種類によって、接触界面に形成できる表面膜の種類が決まります。 貴金属、特に金は不活性であり、表面に酸化物を形成しません。 ただし、スズ製の非貴金属仕上げの場合、接触面に酸化スズが形成されるため、定期的に除去する必要があります。
分離可能な接触界面で嵌合と分離が繰り返されると、表面フィルムの一部が摩擦によって除去されます。 したがって、通常、ニッケルの層を覆う貴金属の層からなる2層の接触面が下にある金属を保護するために使用されます。
貴金属接触面めっき
金や少量のパラジウムおよびその合金を含む貴金属は、通常のコネクタ動作環境では不活性です。 ただし、塩素または硫黄環境では、貴金属仕上げのコネクタが腐食する可能性があります。 エンクロージャーを保護すると、腐食を防ぐのに役立ちます。 潤滑は保護のもう1つの方法です。
母材の露出によって引き起こされる腐食は特に懸念されます。 貴金属コーティングの厚さが不十分または不連続である場合、床の金属は環境にさらされ、腐食を引き起こします。 高温では、下にある金属原子が接触面に移動し、酸素または汚染ガスと反応して、腐食生成物が細孔から移動する可能性があります。 この現象は細孔腐食と呼ばれます。 したがって、貴金属層が多孔質である場合、貴金属層は銅層の下で細孔腐食を受け、硫化物および塩化物酸性ガスを含む腐食環境に銅をさらす可能性がある。
金は貴金属であるため、薄い金メッキは多孔質になりやすく、金メッキ層が形成された後、金の表面がクリープしやすくなります。 金メッキの前に、ニッケルメッキは腐食クリープを抑制することができます。
非貴金属接触面めっき
非貴金属の接触仕上げは主にスズで構成され、通常は銀、ニッケル、はんだ、鉛が使用されます。 スズ-鉛およびニッケル-スズ合金も使用されることがあります。 スズの表面劣化は主に摩擦腐食によるもので、これはどのような動作環境でも発生する可能性があります。 摩擦腐食は、閉じた接触点間の繰り返しの微動によって引き起こされ、微動によって生成された酸化物または摩耗粉は、接触抵抗を増加させる可能性があります。 フレッチングは、接触材料の振動、衝撃、または熱膨張差によって引き起こされる可能性があります。 コネクタの設計では、摩擦感度率を最小限に抑える必要があります。これにより、接触界面で十分な摩擦を提供することにより、フレッチングの発生を防ぐことができます。
トライボロジーとは、接触面の摩擦、潤滑、摩耗の研究を指します。 接触仕上げは一般的に薄いです。 したがって、母材が腐食性環境にさらされるのを防ぐために、接触仕上げの完全性を維持する必要があります。 接触仕上げを選択する際には、耐食性、耐スミア性、および接触抵抗の熱安定性に注意を払う必要があります。
コネクタシェル（ハウジング）
極端な化学的および温度の影響下で、コネクタは、コネクタの正しい組み立てと嵌合を確実にするために、安定したサイズ、中心線の間隔、平坦度、および平坦度を維持する必要があります。 コネクタハウジングは、電気絶縁と機械的保護によって接点と位置を保護し、動作環境から接点を保護します。
ハウジングの絶縁に影響を与える電気的特性には、表面抵抗率と体積抵抗率、および圧電媒体抵抗率が含まれます。 コネクタハウジングの機械的特性には、曲げ強度/弾性率およびクリープ強度が含まれます。
ほとんどのコネクタハウジングは設計が似ていますが、使用される材料が異なります。 材料は、操作中の環境条件を満たしているだけでなく、製造および組み立て中の条件も満たしている必要があります。 コネクタハウジングの製造に使用される一般的な材料には、PA、PPS、PET、PBT、PCT、LCP、FR-4などがあります。
接続インターフェース
分離可能なオス側とメス側が協力して接続を確立します。 接触インターフェースは、実現に必要な電気的および機械的特性を作成および維持します。
取り外し可能なコネクタが嵌合している場合、表面の高点接触のみがバンプ接触と呼ばれます。 したがって、コネクタ表面全体に接触は発生しません。 バンプは、接触面の形状によって異なります。 バンプのサイズと数は、表面粗さと加えられた荷重によって異なります。 加えられた荷重は、接触領域のサイズも決定します。
