硬件学习笔记--82 连接器的选用原则与流程

连接器的选用是一个系统性工程，需要综合考虑多个方面的因素。选择不当可能导致系统故障、性能下降甚至安全事故。以下是连接器选用的核心原则，您可以根据这些原则来系统地评估和选择适合您项目的连接器。

一、电气性能 - 首要考虑因素

这是连接器最基本的功能，必须满足。

这决定了连接器如何安装、连接以及其物理可靠性。

引脚数与间距：
- 引脚数：需要连接多少路信号或电源。
- 间距：相邻触点中心的距离。常见的有2.54mm， 2.0mm， 1.27mm， 0.5mm等。高密度应用需要更小的间距。
连接方式：
- 板对板 、线对板 、线对线？这决定了连接器的基本形态。
- 插拔方式：直插、弯插、卡扣式、螺扣式（如航插）、推拉自锁式等。空间受限或需要快速插拔的场景需特别注意。
锁紧与定位机制：防止因振动、冲击导致连接器意外脱落。卡扣、锁钩、螺钉辅助锁紧等都是常见方式。
插拔力：
- 插入力：不能过大，否则难以插拔。
- 分离力：不能过小，否则容易松脱；不能过大，否则损坏连接器。需要良好的手感且满足机械寿命要求。
机械寿命（插拔次数）：连接器在失效前能承受的插拔循环次数。测试用连接器要求高（如数千至上万次），设备终身后期不再插拔的可以要求低。
尺寸与占板面积：尤其在便携式和高密度设备中，连接器的体积和高度是关键限制因素。

连接器必须在预期的使用环境中稳定工作。

工作温度范围：必须涵盖设备存储和工作的极限温度。工业、汽车、军工领域要求更宽。
防护等级：
- 防尘防水：用IP等级表示，如IP67（防尘、防短暂浸泡）对户外或恶劣工业环境至关重要。
- 气密性：某些特殊应用（如潜水设备）要求。
耐振动与冲击：在汽车、航空航天、轨道交通等领域是强制性要求。需要有可靠的锁紧机构。
耐化学腐蚀：接触溶剂、燃油、盐雾等环境时，连接器外壳和触点的电镀层必须能抵抗腐蚀。
阻燃性：材料需符合UL94 V-0等阻燃等级，防止火灾蔓延。

对于高速数字电路或高频射频电路，连接器不再是简单的导体。

直接影响电气性能、耐久性和成本。

触点材料：通常为磷青铜、铍铜等，具有良好的弹性和导电性。
电镀层：
- 目的：防止氧化、降低接触电阻、提高耐磨性。
- 常见组合：金（高性能、高成本、低接触电阻）、锡（低成本、易氧化）、银（高导电、易硫化）。
- 厚度：镀金层越厚，耐腐蚀和耐磨性越好，成本越高。高频插拔部位需要更厚的镀金层。
绝缘体与外壳材料：常见有PBT， NYLON， LCP等。LCP具有更好的耐高温性和尺寸稳定性，适用于SMT焊接。

单个成本：在满足所有技术要求的前提下，选择成本最优的方案。
安装成本：是否易于自动化生产（如SMT贴片）？是否需要额外加工（如压接、焊接）？
供应商与供货：
- 品牌与可靠性：知名品牌（如TE Connectivity， Molex， Amphenol， JST等）通常质量可靠，但价格较高。
- 供货周期与库存：是否容易采购？供货周期多长？避免因缺货导致生产中断。
- 二次供应与替代品：是否有其他品牌的兼容产品作为备选？

产品必须符合销售地的法律法规和行业标准。