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第一章 连接器的技术基础
第一课 引言
什么是连接器 为什么要使用连接器 连接器的分类 Molex产品和全球市场
1 什么是连接器？ 返回页首
    连接器是我们电子工程技术人员经常接触的一种部件。它的作用非常单纯：在电路内被阻断处或孤立不通的电路之间，架起沟通的桥梁，从而使电流流通，使电路实现预定的功能。连接器是电子设备中不可缺少的部件，顺着电流流通的通路观察，你总会发现有一个或多个连接器。连接器形式和结构是千变万化的，随着应用对象、频率、功率、应用环境等不同，有各种不同形式的连接器。例如，球场上点灯用的连接器和硬盘驱动器的连接器，以及点燃火箭的连接器是大不相同的。但是无论什么样的连接器，都要保证电流顺畅连续和可靠地流通。    就泛指而言，连接器所接通的不仅仅限于电流，在光电子技术迅猛发展的今天，光纤系统中，传递信号的载体是光，玻璃和塑料代替了普通电路中的导线，但是光信号通路中也使用连接器，它们的作用与电路连接器相同。由于我们只关心电路连接器，所以，本课程将紧密结合Molex公司的产品，集中介绍电路连接器及其应用。 
2 为什么要使用连接器？ 返回页首
    设想一下如果没有连接器会是怎样？这时电路之间要用连续的导体永久性地连接在 一起，例如电子装置要连接在电源上，必须把连接导线两端，与电子装置及电源通过某种方法（例如焊接）固定接牢。这样一来，无论对于生产还是使用，都带来了诸多不便。    以汽车电池为例。假定电池电缆被固定焊牢在电池上，汽车生产厂为安装电池
就增加了工作量，增加了生产时间和成本。电池损坏需要更换时，还要将汽车送到维修站，脱焊拆除旧的，再焊上新的，为此要付较多的人工费。有了连接器就可以免除许多麻烦，从商店买个新电池，断开连接器，拆除旧电池，装上新电池，重新接通连接器就可以了。这个简单的例子说明了连接器的好处。它使设计和生产过程更方便、更灵活，降低了生产和维护成本。 
连接器的好处
改善生产过程 连接器简化电子产品的装配过程。也简化了批量生产过程
易于维修 如果某电子元部件失效，装有连接器时可以快速更换失效元部件
便于升级 随着技术进步，装有连接器时可以更新元部件，用新的、更完善的元部件代替旧的
提高设计的灵活性 使用连接器使工程师们在设计和集成新产品时，以及用元部件组成系统时，有更大的灵活性。 

3 连接器的分类 返回页首
    多年来连接器的分类混乱，各个厂家自有其分类方法和标准。1989年在美国国家电子配销商协会（NEDA, 即National Electronic Distributors Association缩写，它是一个工业教育组织 ）的支持下，生产连接器的几大厂家会聚在一起，制订了一部连接器分类标准和术语。Molex公司曾参加了制订过程。NEDA标准     NEDA主持制订的这个标准，称为连接器部件分类等级（Levels of Packaging）。现摘要叙述于下表： 
等级  描 述
0 IC 芯片或芯片到封装的连接器请注意第1个等级是&

nbsp;0 级，不是 1 级。此级实际上并不涉及连接。 0 级就是集成电路芯片。Molex公司不生产IC 芯片。但是生产把芯片连接到电路板的插座。 
1 IC 组件或组件到（电路）板的连接器当IC芯片安装在电路板的插座中时，就是1级连接。
2 （印制）电路板（PCB）到（印制）电路板的连接器 2级连接器用于印制电路板之间的连接。.
3 导线到电路板或分组合到分组合的连接器 3级连接器连接印制电路板和分组合、或是连接两个分组合。分组合是电子产品的组成部分。依Molex公司的习惯, 3级也包括某些导线到导线连接器。 
4 机箱到机箱或输入/输出连接器4级连接器提供功率或信号连接。一般的经验是：当连接涉及到音频或视频信号时，或是连接网络和计算机时，要使用4级连接器。

关于上述连接器等级，需要注意如下几点：
■ 某些连接器可以不止用于一个等级，例如3级连接器QF50及MX50都可以用于2级或4级。又如标称为4级的Molex输入/输出用插头、插座，也可以用于导线到电路板或板到板连接。■ 实际工作中很少按照上述级别谈及连接器，而是按照连接器的外观形式和连接方式来讨论它，如板到板和线到线等。级别是用于学习和分类连接器的。 
4 Molex产品和全球市场 返回页首
    Molex公司创建于1938年，在世界上19个国家中拥有52个制造工厂，在美国、亚洲和欧洲设有若干研究开发中心。Molex在全世界拥有17650名员工（根据2000年统计数字）。是世界排名第二（1999年）的连接器厂商1999年世界排名前10名的连接器供销厂商
Tyco (AMP/Thomas & Betts/Augat)
Molex
FCI/Berg
Foxconn (Hon Hai)
Amphenol
JST
Hirose
3M
ITT Cannon
JAE

    Molex不断开发新产品，增添新的服务项目，以满足各个工业部门的具体需求。Molex产品主要面向如下市场的需要：
计算机和计算机周边设备
    包括大型计算机、小型计算机和个人计算机以及相关的设备，如打印机、调制解调器、扫描仪、巨量外部存储设备等使用的连接器。Molex在这部分市场非常活跃，从笔记本计算机到大型计算机需要的连接器一应俱全。它的全球服务机构，提供从设计到承包支持的最优服务。
数据通信/电信
    包括数据通信、电话、无线广播和电视广播设备等使用的连接器。Molex在全球范围加大了在蜂窝电话、无绳电话和寻呼机方面的投入，从而在无线通信市场上获利颇丰。Molex也供应电缆系统和光纤系统的连接器。    在手机市场上，Molex生产的I/O、板到板、FFC和转换开关等应用方面的小型连接器站领先地位。 
消费类电子设备
    包括电视机、录像机、立体声音响、光盘机等。Molex在世界各地积极参与家用娱乐电子设备市场。它为电视机和音响设备提供线到板和板到板连接器，是市场上最受欢迎的产品。它为摄像机和数码相机提供了具有特殊

机械性能和成本要求的最小型的连接器。
2000财政年度产品比例拼图

汽车电气和电子设备
    轿车、卡车和其它机动车都使用许多连接器。Molex同世界上许多大的机动车制造厂和供货商有业务往来，提供他们机动车上多种多样应用的连接器，从安全装置、驾驶*作系统到车体电气配线系统、汽车发动机和传动控制系统。Molex生产汽车用连接器的工厂都持有QS9001认证证书。
工业电气和电子设备
    Molex公司提供各种各样的用于强电和危险环境的连接器，如机器人使用的快速接通连接器到硬金属壳连接器。    Molex以生产民用产品为主，但是由于它的产品质量优异、可靠性高，适应恶劣环境，所以许多产品已经满足军用指标，可以用于军事和相关工业，如宇航、地勤和舰船。但是，军用市场不是Molex的目标。    Molex把它的全球市场划分为4个区域，即美洲、欧洲、远东北和远东南区。下面的饼图示出了个区的销售比例。 
2000财政年度各区销售百分比

第二课 连接器的组成和作用
[返回课程预览]  
导体与连接器 连接器的组成部分及术语 Molex座体使用的塑料 定位和键 

1 导体与连接器 返回页首
    为了解电子互连部件的工作原理，需要知道一些有关导体的常识。当我们提到导体沟通了电路中的断接处时，实际上是指连接器把两个开路端连接在一起。电路是指整个电系统，而导体是电流流通的实际通路。有时你常常看不到实际的导体，因为它被绝缘材料或介电材料包覆着。有了介电材料导体就可以平行排放，而且不会相互干扰。下面的表介绍常用导体。   
连接器中使用的导体
  导体 应用
  分立导线单根导线或电缆 广泛用于多种电子设备
  双绞线由两根小号绝缘导线绕绞在一起，覆以外皮而组成的电缆。两个导线通常良好绝缘。普通电话电缆和家用导线都是双绞线。 计算机网络电信
  同轴电缆它由直径较小的铜导线（内导体）同轴地安放在直径较大的外导体之内，两者之间由介电体隔离和支撑。它们的最外面在包覆以绝缘材料。 视频
  带状电缆名称源自于其外观酷似丝带。又称为平面电缆。它是一组平行导体整体覆以绝缘材料组成的。导体有两种形式，一种是圆形截面的导体，另一种是扁平柔性电缆（请看下面介绍）。 计算机和外设
  印制电路板（PCB）PCB是在敷铜聚合板上，通过蚀刻加工，印制上电路。 计算机和外设
  扁平柔性电缆/扁平平面电路 (FFC/FPC) 它与带状电缆类似，但导体是扁平的，不是圆形的。导体横截面为矩形且极薄。 办公室设备，保安系统，通信，自动售货机
  纤维光缆光纤导体有许多种类和模式，但最常见的是玻璃、塑料包覆的硅石英或塑料，光通过它们传导或传输。 高速数据传输，如计算机网络和通信系统

2 连接器的组成部分及术语 返回页首
    本课介绍连接器的基本组成及流通的实际通路。有时你常常看不到实际的导体，因为它被绝缘材料或介电材料包覆着。有了介电材料导体就可以平行排放，而且不会相互干扰。下面的表介绍常用导体。   
连接器中使用的导体
  导体 应用
  分立导线单根导线或电缆 广泛用于多种电子设备
  双绞线由两根小号绝缘导线绕绞在一起，覆以外皮而组成的电缆。两个导线通常良好绝缘。普通电话电缆和家用导线都是双绞线。 计算机网络电信
  同轴电缆它由直径较小的铜导线（内导体）同轴地安放在直径较大的外导体之内，两者之间由介电体隔离和支撑。它们的最外面在包覆以绝缘材料。 视频
  带状电缆名称源自于其外观酷似丝带。又称为平面电缆。它是一组平行导体整体覆以绝缘材料组成的。导体有两种形式，一种是圆形截面的导体，另一种是扁平柔性电缆（请看下面介绍）。 计算机和外设
  印制电路板（PCB）PCB是在敷铜聚合板上，通过蚀刻加工，印制上电路。 计算机和外设
  扁平柔性电缆/扁平平面电路 (FFC/FPC) 它与带状电缆类似，但导体是扁平的，不是圆形的。导体横截面为矩形且极薄。 办公室设备，保安系统，通信，自动售货机
  纤维光缆光纤导体有许多种类和模式，但最常见的是玻璃、塑料包覆的硅石英或塑料，光通过它们传导或传输。 高速数据传输，如计算机网络和通信系统

2 连接器的组成部分及术语 返回页首
    本课介绍连接器的基本组成及Molex的座体使用的塑料是热塑性塑料，可以多次熔化和固化。Molex还收集塑造加工过程的剩余塑料，经粉碎再次利用。下面介绍Molex用于高温环境的专用塑料。这种塑料具有优异的耐高温特性。用于表面贴焊安装（SMT, surface mount method of termination）的连接器需要这种塑料。还有一种表面插焊安装（SMC, surface mount compatible）的连接器。两者的差别在于SMC把插针插入过孔后再焊接在PCB板上；而SMT利用焊脚贴焊在PCB板表面上。由于需要焊接，塑料必须能耐高温。也就是说，表面安装用的连接器座体，必须能够承受高温。（见下图例）
SMT, SMC 和高温塑料高温聚酯座体  PCB板
利用SMC端接方法，把小型插合的线到板单列直角底座，装接在PCB板上。   利用SMT端接方法，把1.50 mm的连接器贴焊在PCB上。注意焊脚处。由于它非常靠近座体，所以用高温塑料尼龙 Nylon 4/6 制造，能承受流动焊锡的烧烫。

下表中介绍Molex座体具体应用的塑料：
Molex座体使用的塑料
塑料 商品名称 连接器产品 优点 缺点
尼龙 CelaneseZytelVydyne KKSPOX 高强度，柔韧性好。化学耐受性优异。可用多种技术和成本较低 易吸潮湿造成尺寸不稳定及机械和电气性能下降。塑造时易溢料（mold flash）
高温尼龙 Stanyl Milligrid高温插头座模块 适合SMT 。高强度，高韧性和优异的延展性。优异的化学耐受性 易吸潮湿造成尺寸不稳定及机械和电气性能下降。塑造时易溢料。成本比普通尼龙高
聚酯-PBT CelanexCrastinValox QF-50MX-50小型DIN 41612 尺寸稳定（不易吸潮）。优异的化学耐受性。高强度 不适于 SMT 。成本较尼龙稍高。
聚酯-PCT ThermxValox SL 底座Intel 的插卡 适于SMT。尺寸稳定。优异的化学耐受性。高强度 可能会碎。塑造时易溢料。比PBT成本高
PPS FortronSupecRytron PLCC 插座 适于SMT。优异的化学耐受性。尺寸稳定（不易吸潮） 易碎。塑造时易溢料。成本比多数热塑性塑料都高。颜色少
LCP ZeniteVectraXydar SIMM（内存条）DIMM（内存条）LFH 强度与韧性的超级组合。适于SMT 。能够塑铸出薄壁。优异的化学耐受性。尺寸稳定（不易吸潮）。无塑造时溢料 成本高。比其它热塑性塑料柔性差。颜色少

接触部份（Contacts）
连接器中的接触部分把要相连接的两部份导体（或导线）结合在一起。结合后，电路就被接通，电流流过连接器。接触部份有两种主要类型：端子（terminal）和插针（pin）。实物的具体形状则变化多端。下面出示了两者的图例。 
端子   插针
端子（或插针）具有两个端部：前端和后端。前端总是结合端，它同另一端子交合形成接触。后端总是起端接作用，或是压接或接连导线（导体）（请见下图）。

下表中摘要列出了Molex连接器接触部份采用的金属，以及它们各自的优缺点。注意接触部分所用的基体金属中都有铜合金，借以保证良好的导电性、导热性、机械性能和可工艺性。
金属 成分 优点  缺点
黄铜 铜和锌 最便宜强度与弹性好成形质量好 受应力和腐蚀易裂损
磷青铜 铜和锡 比黄铜弹性好比黄铜更坚固 比黄铜导电率低价格比黄铜贵得多
铍铜(Be-Cu) 铜和铍 优异的导电率强度和弹性异常好良好的抗腐蚀和抗磨损性能 价格昂贵具有高硬度，额外磨损冲压和加工设备

镀层
把连接器的接触部份电镀，是为了改善导电性、抗腐蚀和抗磨损性，提高可焊性。具有良好机械性能（如可成形性，弹性）的金属，常常不具备优良的导电性、抗腐蚀和抗磨损性以及可焊接性。Molex公司把这些金属材料全部或有选择地电镀，以改善性能。下表摘要介绍Molex主要采用的镀层金属及其特性。
镀层金属 特性
锡和锡铅合金 是Molex多数产品的标准涂覆层改善抗腐蚀性和可焊接性用于较低档次产品
金 用于高档次产品极好的抗腐蚀性价格昂贵 (有选择地电镀在接触区域的关键部位)
钯镍(表面镀薄层金) 比金便宜极好的抗腐蚀性薄镀金改善抗磨损性能比金难电镀
镍 用作电镀的屏障层

定位和键  返回页首
连接器往往是多插针和座孔的，因此必须保证插脚对号入座，如果*作人员疏忽，应不能插进去，以防插错或插反，造成电路事故。这个问题通过所谓的定位装置或键可以解决。这两种方法在技术上是有差别的，但Molex不区分两个术语。下面具体介绍一下塑料座体保证唯一地对号插接的例子（见下图）。

从技术上说，方法1是定位，方法2是键，而方法3是定位和键的组合。但Molex不区分。都是为保证连接器的两半部正确对接。 接触腔孔的斜角保证 保证了只有一种插入交合方式。

电路标识
因为连接器总是有许多的电路引脚，必须有办法使用户能够正确认出电路的引脚号码。下图介绍两种常用的电路引脚号码识别方法。

左侧的座体用一个三角形指明电路引脚计号起点。此方法非常通用。右侧的座体用标注电路引脚具体编号1指明计号起点。