【doc】用微D型连接器整体端接0.025英寸中心距的带状电缆

【doc】用微D型连接器整体端接0.025英寸中心距的带状电缆 用微D型连接器整体端接0.025英寸中心距 的带状电缆 增机电元:件 用微D型连接器整体端接 0.025英寸中心距的带状电缆 摘要最近用采整体端接30AWG(美国线规)带状电缆的微D型连接器已经研制 出来了.这种连接器设计采用0.025蔸寸中心距的错位的绝缘位移接触体.与常规的同样 结构的超小型连接器相比,它的尺寸显着缩小,重量大大被轻,密度增加了一倍.这一研 制成果产生了一种两件式连接器的设计,这种连接器可在带状电缆上进行快动装配,可与 垒塑的微D型产品互换.本着重讨论接触体,绝缘体设计特性,对带状电缆的 以及在环境试验中得到的性能数据. 引言 自从二十年前麻花插针接触体出现以 来,各种连接器设计逐渐形成,它们由于 尺寸小而用于高密度应用场合.其中某些 产品在连接器行业中已经成为常用产品, 人们把它们简称作微D型连接器. 微D型系列产品采用麻花插针接触 体,接触体可用来压接单股导线或含有供 印制板通孔端接用的引出端.端接单股导 线所需的工艺水平很高,劳动强度大.连 接器制造商常常自己进行精密的背部封装 加工,以固定住导线和接触体,他们再控 供作为最终产品的配线组件. 在较大的连接器中已有可用来与带状 电缆进行整体端接的接触体设计.连接器 安装时所用的工装不多,不需要专门技 能,安装成本可大大降低.然而这些优点 也是有限度的.一般来讲,接触侔尺寸的 实际极限.它们的中心距密度和现有的柑 ?E.I?DupontDeNcmour'=甚帕商标 状电缆把电缆导线中心距限制在0.05英寸或大于0.05英寸.然而,主要是由于下列 原因我们有可能把这一经过时闻考验的技 术加以改进以供微D型连接器用. 第一,微D型连接器是矩形的,接触 体的中心距均为0.05英寸.接触体错位为 二排或多排.从侧面看,二排连接器的接触 体中心距为0.025英寸.此外,在每一排 中通过把接触体端子交替错位的已经 懈除了阻碍中心距进一步缩小的限制. 第二,,场上现有中心距为0.025英 寸的绞台和实芯线带状电缆.各种结构, 材料和表面处理的选种电缆都可以买蓟. 在传输线用途中用'Tef1on作护套的带状 电缆已经应翊了多年.现有30AWG(羹 周线规)实芯线电缆7或19绞台线电缆. 此外,还有用PVC作护套的的电缆,这 种电缆趣常也采用30AWG实芯线.虽然 绞合结构电缆作为特种规格在市场上也可 买到,但在国内它不作为产品使用. 这种微型的绝缘位移接触体(IDC)已 』42机电元件 经应用在工业上称作为MD的垒塑料插座 连接器系列中.(该系列的军用标准为 MIL,c一83513)该产品的系列标号为 MIDU,有9,I5,21,2,531,37线的 外壳尺寸. 接触体设计 图2(略)所示的阴接触体采用冲制, 弯曲成形结构,它用双厚度铍青铜作为基 础合金. 端子(IDC)束端有一对平行的悬臂 条,悬臂条的中心距可使其在电缆的导线 上形成=个相对的接触点.每个齿尖的形 状可把导线的变形降低到最低限度并止 绞台线切坏.齿在宽度方向上是锥形的, 这样可以确保稳定性并提高根部的强度. 因为从强度角度考虑,根部宽庵要接近接 触体的中心距,以使相邻的端子可充分地 自然分开.对插座体来讲,二个齿可错位 并可交替错位定相地装进绝缘体.于是单 排接触体可使其呈八字形,形成二个错位 的端子排.如图8所示,有二排接触体的 微D型连接器在带状电缆上安装时就有四 个端子排. 接触体的连接端是象有缝管那样加工 成形的,其互连特性与常用的螺钉加工接 触体相同.材料先成形再进行选择电镀, 匪3 (1989) 在镍底镀层上镀30微英寸的盒,选择电镀 接触孔的周围.这可使成形后镀层厚 度比较一致并减少金的总用量.一旦成形 后,接触体可进行热处理以提高其机械性 能,并在整个接触体上再镀一层薄盒. 绝缘体设计 连接器采用二件式绝缘体设计,绝缘 体采用不加填充物的聚醚亚胺模压成形. 此材料是阻燃的,在0.025英寸壁厚时得 到UL94一V0的认可.它的高温连续工 作指数为338甲(UL74613公报暂定的额 定值),这一工作温度使它可和许多正在 使用的高温电缆兼容. 第一件绝缘体是图4(略)所示的装有 接触体的绝缘体.它的安装和连接特性与 现有的微D型连接器相同.接触体采用机 械装置固定,不需使用封装材料.位于后 面的凸出部分有=个作用.第一,它们可 为带状电缆提供边缘导向,以使接触体在 端接时与电缆完垒对准.这些凸出部分还 可在安装时为第二件绝缘体即电缆固定盖 导向并把它固定住. 把图4(略)所示的电缆固定盖按下就 位,以使绝缘位移连接器端子同时刺破电 缆护套并跨接在各个导线上.盖上的凹摺 可使凸的接触齿保持稳定井使它们一, 分开.图5所示的截面详细介绍了这一细 节.在两端的快动锁紧装置可把绝缘体内 键槽相连接以形成不可分离的组件 性能 所有绝缘位移连接器的端子为了维持 其长期的电气性能,需要机械柔量.机械 增刊用微D型连接器整体端接0.0,25英寸中心距的带状电缆143 图 柔量可使导线和端子的结合力保持不变以 解决电缆和接触体制造中的公差问题.然 而它不是始终由端子本身控制的.例如, 绞合线在相对齿之间受压时会产生股线倾 斜并会受到要加重倾斜的长期蠕变的影 响.对微D型绝缘位移连接器端子(以及 实际上大多数绝缘位移端子设计)来说, 机械柔量也会随导线位置而变化,这个位 置与齿根或齿的其它支持特性有关.最佳 配置即柔量配合是在实现电连接所需的足 够的力和会gI起股线切断或接触体损坏的 过大力之间的一种折衷.微D型绝缘位移 连接器接触体选用的标称导线位置会产生 l密耳,磅的端子柔量(双齿).如果我们 作一比较的话,30AWG绞合线的柔量范 围在从Tel10n护套的密耳,磅到PVC 护套的1,2密耳/磅之间.因此,我们 可以看到电缆结构和连接器设计对端接后 存在的力具有同样的影响. 在微D型绝缘位移连接器端子的不同 齿的位置上接触力各有其特点,详见 图6.当端子与带Teflon护套的30AWG 绞合电缆端接时,在为本产品选择的导线 位置上接触力在2一磅左右.接触力会 Z 发生变化,这几乎垒部是由于股线倾斜引 起的,虽然变化的最不大,但是这些变化 1 会产生最低为1:一磅左右的结合力(3cr极 限).这种变化是可以接受的,因为在环 境暴露试验后接触电阻比较低.对采用 PVC护套的绞合电缆的力的变化正在进 行调查,除了锡熔台的绞合线以外,力的 变化往往比较大.不用说,实芯电缆的力 的变化最小,不管它的护套采用什么材 料. 正常接触力 懈]/=;:I』 奈 '二/一 畦计择怔 基茬酌{缚自聋. 巨6 图 图7所示的是乒雪的30AWG7 股导线的端子截面,电缆护套材料是 Tef1O13.股线倾斜用高宽比来表示(倾斜 高度除以压缩宽度).在这一实例中,高 觉比为1.5t1,标准偏离为0.06.股线倾 斜,接触力和最终接触电阻是相互关联 4机电元中} 的,因此,如要保持稳定的接触电阻的 话,倾斜要控制在最低限度. 在评价许多具独特结构的导线时, 人们已经发现了一会盘按响接触电燃 的特性.股线应同轴拧绞,而不是并束状 的,30AWG的拧绞数(每英寸的绞合数) 至少应为四个.这样,单一股线往往会紧 密的拧套在一起,导线之间没有任何空 隙.同样,护套材料应紧压在导线上,在 每股线之间的谷内填充进塑料.股线倾斜 是塑性的,这取决于与端予直接相邻的绝 缘护套可提供的导线支承的程度.较硬, 较韧性的绝缘材料往往能加强支承作用. 股线之间和齿之间的桥接会引起氧化 并增加接触电阻,在选择电镀时应注意这 一 因素.当你采用1g股线结构时,这一因 素显得更重要,这是因为有许多把股线结 合在一起的导电线路.因此,最佳性能要 求连接器和电缆完垒相配. 至夸正式的定型试验只限于一种型号 的带状电缆.所用的电缆是7股30AWG 镀银线,绝缘层为Telloll.试验程序见 表I,表?. 在一批连接器中,要按顺序进行环境 暴露试验后要在125oC温度中再放置1000 小时.其接触电阻可用作性能的标准,此 性能的平均值见图8. 在整个试验过程中接触电阻增加很 少,在1000d~时的温度暴露试验后,只有 2的接触体的按触电阻上升到20毫欧的 区域.这些数值与较大的绝缘位移连接器 接触体设计相比是不错的.较大接触体的 接触电阻最大范围一般为20~50毫欧. 结论 (I989) 这一研制项目的重要性在于它开辟了 供0.025英寸中心距的带状电缆使用的进 行整体端接的连接器设计新领域.其研究 成果已应用在称作为MIDu系列之一的微 D型连接器产品上.由此产生的优点归纳 如下: ? 它可提供一种既讲成本又讲效果 的新方法把导线端接到微D型连接器上. 它不需要特殊的工艺工装.在进行安装 时,连接器本身就是工具,此外只要一台 小冲床. ? MIDu系列可与现有的垒塑料微 D型连接器相互连,其安装装置和附属金 属件,诸如螺钉与后者的完垒相同. ? 所用的垒部材料都是阻燃的,可 经受住高温暴露. ? 由于连接器采用了按微型接触体 比侧缔小的常规双悬臂端予结构,连接器 的接触电阻很低,很稳定. ? 连接器可与导线中心距为0.025 英寸的绞合或实芯30AWG带状电缆相兼 容.我们推荐使用ITTCanonElectrie 和Gore公司的Tellon护套电缆.目前对 其它来源和材料正在进行评价. 谱刊设D型连接整体端接0.025英寸中心距的帮状缆j5 表1环境试验四个25线试样 试验或环境要求实际数据 在标准温度和压力下的静负荷>600伏>600傲 在70000英足下的洚负荷>2OO傲>2D0伏 在标准温度和压力下的绝缘电阻>5000~殴17,50O京欧 在125?下的绝缘电阻>1O0兆欧74,4OO京欧 接触电阻>1O毫欧3.6,4.2毫欧 插拔力8盎司最大10.5盎司最小5.3盎司平均值,4.O盎 司平均值 ? 温度(5十周期+125?,一55?) 在标准温度和压力下的静负荷 在标准温度和压力下的绝缘电阻 ? 湿度(g6小时,40?,95相对湿度) 在标准温度和压力下的静负荷 在标准温度和压力下的绝缘电阻 ?振动(12g,10,2O0O正弦扫描,12小时) 在标准温度和压力下的静负荷 ? 冲击(50g,11毫秒半正弦,18次冲击) 在标准温度和压力下的静负荷 ? 耐久性(500次插拔) 接触电阻 插拔力 ? 盐雾(48小时稳态) 1察触电阻 >6O0伏 >5OO兆欧 >600优 >1000~欧 不连续性<1馘秒 >6O0侠 不连续性<1微秒 >600嵌 >1O毫欧 8盎司最大/5盎司最小 >BO0伏 35~40000京欧 >600伏 5~1300o京欧 不连续性<1微秒 >600代 不连续性<1敛秒 >600傲 不连续性<l擞秒 3.7,6.3毫欧 4.8盎司平均值/3.O盎司 平均值 >l5毫欧4.0,14.2毫欧 表2机械试验一个25线试样 试验要求实际敏据 接触俸夹持力 未安装的(6盎司,推出力) 安装过的(5磅推出力) 电埋央持力 (25磅拉力/英寸电缆宽度) 在标准温度和压力下的静负荷 接触电阻 <0.Ol英寸接触体位移 <O.02英寸接触体位移 }b境没滑动,接触体没损坏 >600侠 <10毫欧 o,0.ooo8英寸 o.o176,O.02oo英寸 电缆没滑动,接触俸没损 坏 >600伏 3.6,3.g毫欧 范雪瑞译徐洪校