2022-10-04 08:52:34 来源 : 与非网
在衡量连接器性能优劣的众多指标中，稳定性、可靠性是很重要的一个。一款连接器“很耐用”，通常是指：它能够承受较高的机械冲击和振动应力；暴露于恶劣环境中或是经过很多插拔周期后仍然能够保持机械和电气完整性；以及具有出色的EMI屏蔽性能等。
为了评估连接器是否耐用，人们制订出了各种各样的行业标准。在此基础之上，有些希望将耐用性做到极致的厂商，还定义出了比行业标准更为严苛的企业特有的测试等级，比如Samtec的严苛环境测试（Severe Environment Testing，简称SET）。
作为一个测试规范，SET包括了Samtec之前推出的标准设计资质测试（Design Qualification Testing，DQT）和Extended Life Product™（E.L.P.™）的基本项目，并在此基础上增加了一些在更极端/恶劣的应用或环境中的附加测试，最终超越了通行的行业标准和规范。
(资料图片仅供参考)
SET的测试标准到底有多严格？从下面的一些测试项目就能看出来，如：
在100%相对湿度下插拔250次做耐久性测试
高海拔条件下的耐压（DWV）测试：模拟海拔高度70,000英尺，300VAC持续60秒
在5kV、10kV和15kV下的静电放电（ESD）测试
温度在-65°C至+125°C间循环500次，每次持续30分钟
机械冲击40G，峰值冲击持续11毫秒，半正弦
随机振动12Grms，5Hz至2,000Hz，每轴1小时
不夸张地说，SET可以算是连接器界耐用性测试的“天花板”，这也就让符合SET规范的连接器自带了一圈“光环”。想要了解这些SET连接器，可以参阅我们之前的文章——寻找可靠耐用的连接器？认准Samtec的这个标识就够了！
可以想见，打造这样一款耐用型的连接器，里面肯定有很多门道儿，在触点设计、绝缘体、外壳、锁定机构、EMI屏蔽、PCB装配等方面，都需要有更周全的考虑和针对性的优化，当然也要根据实际应用的约束条件（如成本、外形等）对各种功能、特性做出合理的配置，最终形成满足特定设计所需的解决方案。
在诸多影响连接器耐用性的因素中，触点设计非常重要的要素之一，也是最基础性的一个环节，几乎所有耐用型产品都免不了在这个方面做文章。毕竟，触点是直接影响连接器电气特性的关键。
在触点设计方面，Samtec是个中高手，以高性能、高密度互连所需的微间距板对板连接器为例，Samtec就提供了多个系列的产品，而且每个系列产品在触点的设计上都有自己的独到之处，在确保符合SET耐用性规范的同时，在可靠性、灵活性、高速率、混合信号传输等方面又各具特点，很值得仔细观察。
纵观这些微间距板对板连接器的触点设计，我们会发现，Samtec的着力点主要集中在以下几个方面：
触点材料
通常来讲，铍青铜（BeCu）相较于黄铜、磷青铜这两种成本较低的导体材料，更受耐用型连接器的青睐。这主要是因为其具有更出色的机械弹性，一旦成型和硬化，在复杂环境或是反复插拔的情况下都能够保持形状，这个特点对于提供更高机械强度和电气性能，以及提高连接器的可靠性和耐用性，显然更具优势。
机械结构
耐用型连接器大都会采用多指、多面的触点结构，或者以延长触点端子滑动范围和插入深度的方式，尽可能增大触点接触面积，使得连接器在获得优秀的电气特性同时，也能够确保连接的稳固性和连续性。
电镀层
镀金和镀锡是用户连接器优化耐用性时两个重要的选项。前者是低接触电阻、长寿命、高可靠性应用的不二之选；而后者成本低，具有优异的可焊性，也适用于法向力高的触点。因此在实际应用中，一种两全其美的触点设计方案是：在关乎可靠性的关键配接区域镀金，而在连接器尾部区域镀锡以获得更佳的可焊性和低成本优势。
灵活性
在触点设计优化时，这不是一个典型的“必选项”，不过在这方面做得到位，会给整体系统设计以及后续的操作，带来极大的便利性。
大家也许会觉得，上面归纳的这几点有些“抽象”。别急，下面我们就通过Samtec的几款符合SET标准的微间距板对板连接器，带着大家一起体验优秀的耐用型触点系统的实力和魅力。
Tiger Eye™
SFM系列.050"间距针座
这是一款专为坚固型、高可靠、高插拔次数的微型应用而设计的连接器，采用极化的单排和双排多针端子设计（最多可达100个引脚），可与TFM系列针脚料带插配使用。该系列连接器提供垂直、直角和水平方向的通孔或表面贴装形式，还提供对齐引脚、锁定夹、双螺丝固定或焊接片等配置，使其可以灵活地适应各种设计要求。
图2：Tiger Eye™SFM系列.050"间距针座（图源：Samtec）
下面我们重点来看一下SFM系列针座多采用的Tiger Eye™触点系统，它是该连接器实现高耐用性的关键。
图3：Tiger Eye™触点系统（图源：Samtec）
在材料方面，Tiger Eye™触点系统采用的是经过热处理的铍青铜，因此提供了出色的机械和电气性能。
在机械结构设计上，Tiger Eye™触点系统采用了“多指”结构，配接表面位于每个镀金“手指”扁平、光滑的一侧，这有助于延长连接器的寿命，并获得更低的接触电阻。
此外，Tiger Eye™触点系统还在其尾部设计了一个微槽，允许回流焊时的焊膏穿透槽位，增加焊接表面积，以实现更高的接合强度。
所有这些设计，都使得采用Tiger Eye™触点系统的SFM系列针座以及其他连接器，能够在耐用性上更胜一筹。
Edge Rate®
ERM8和ERF8耐用型高速连接器
如果你在追求耐用性的同时，对于数据传输的高速率有特殊的要求，那么ERM8和ERF8 Edge Rate®耐用型高速连接器应该是一个理想的选择。
ERM8和ERF8是0.8mm间距的端子和插座连接器，提供最多200个针位，堆叠高度为7mm至16mm，其支持56Gbps PM4的数据传输速率，并针对信号完整性进行了优化。这些连接器提供卡缘安装和直角版本，同样提供了很好的设计灵活性。
图4：ERM8和ERF8 Edge Rate®耐用型高速连接器（图源：Samtec）
ERM8和ERF8连接器的优异特性很大程度上要归功于其采用了耐用型Edge Rate®️触点系统。该触点系统专为长使用寿命的高速应用而设计，其表面经过抛光，打造出光滑的对接表面区域，而并不是在切割边缘上对接的冲压端子。这种光滑的对接表面减少了触点插配时的磨损，从而提高了端子系统的耐用性和使用寿命。同时，这种设计也降低了插拔力，使得连接器以“拉链”方式拆拔时同样展现出优异的耐用型。
图5：Edge Rate®触点系统的特性（图源：Samtec）
Razor Beam™
LSHM高速连接器
在选择耐用型高速板对板连接器时，Razor Beam™LSHM高速连接器也是一个不错的选项。这种高速、高密度连接器支持25Gbps的传输速率，可提供多达100个I/O口，其插拔力约为普通微间距连接器的4至6倍，配接的稳固性出众。
Razor Beam™LSHM可以提供从5mm至12mm的10种堆叠高度，以及带屏蔽版本，在配接时可听到咔哒声，因此在灵活性和易用性上的用户体验都不错。
图6：Razor Beam™LSHM高速连接器（图源：Samtec）
值得一提的是，Razor Beam™触点系统采用了一种独特的“无公母”设计，也就是说配接两端的组件是不分公母头、完全一样的连接器，这种自动对接系统无疑在提高设计灵活性的同时，有助于简化库存管理（因为只需要一种物料），降低产品或方案的综合成本。
图7：Razor Beam™LSHM高速连接器的特性（图源：Samtec）
显而易见，对更高耐用性、可靠性的追求，驱动Samtec在触点设计上不断创新，打造出了多个系列的微型板对板连接器。这些触点系统虽然各有各的绝活儿，可支持多样化应用设计的需要，而在耐用性方面又是殊途同归，都符合严苛的SET规范要求。
在本文介绍的三款连接器产品中，你觉得哪种触点系统的设计更具匠心、更巧妙？更能够满足你的设计需要？现在就来投它一票吧！
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