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彈簧連接——一種可靠、無需焊接的電氣連接技術

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彈簧連接——一種可靠、無需焊接的電氣連接技術

發布日期:2017-09-06 作者: 點擊:

什么是彈簧連接?


  用于電氣連接的彈簧技術其實很常見,用于連接移動電話和手持設備的彈出式接口,以及移動電話內部的彈片式SIM卡接口。從廣義上講,那么,連接壓力又是什么呢?舉例來說,用于將電線或者功率母排固定在模塊上的螺栓連接,其壓強約為50N/mm2,對接觸面作微觀檢測,可以發現只在很小的區域內有電流通過,這個區域通常被稱為A點,半徑為10μm,有效電流密度20A。


  此外,彈性連接技術在計算機板卡中也有著廣泛的應用。這里,區域內的接觸壓強通常為10N/mm2。而在半導體模塊中,接觸壓強因彈片形狀的不同從20到100N/mm2不等。為了確保彈性連接系統能夠與各種機械或電氣設備完美結合,塞米控研發出了多款產品。例如,螺旋形彈性接觸系統專為輔助連接和功率連接而設計,其額定電流為3A,而MiniSKiiP?系列產品的額定電流則達到了20A。


  除了彈簧的外形、材料,彈簧的表面也決定其連接特性。在功率模塊中,最為典型的接觸壓力為5N,此時接觸面最好采用鍍銀材料。而在移動電話中,允許的最大接觸壓力僅為2N,因此接觸面最好采用鍍金材料。另外,為了減小磨損,彈簧的頭部應設計為圓形。對于PCB,為保證接觸匹配,可采用任何基于HAL錫、鎳金或化學錫材料的標準無鉛PCB。


  來說,最為重要的是,在變頻器整個壽命期內都應確保彈性接觸的可靠性,即便在極端溫度條件下也應做到這一點。為此,新型接觸系統除了要通過熱循環測試、負載循環測試、倉儲測試等常規品質測試以外,還要接受許多項附加品質測試,以確保其可靠性。


  因為彈簧連接系統拆卸很容易,所以,還應考慮系統遭遇溫度波動和氣體腐蝕時的情況。為了確保在模塊的使用過程中彈簧的性能不減小,因此,彈性接觸系統必須通過根據IEC(國際電工委員會)60068-2-43標準制定的氣體腐蝕測試。測試中采用10ppm的H2S和混合氣體,測試結束后,接觸電阻仍維持在較低數值(每個接觸面約為10mΩ),這是由于在壓力作用下,有電流通過的區域(A點)處于密封狀態,與氣體完全隔離,因此不會被腐蝕。此外,電流還會促使“微焊點”的形成,從而獲得一種非常理想的電氣接觸。當然,在機械力或熱力的作用下,彈性接觸點的位置有可能發生變化,但是巨大的彈性壓力仍足以將之前形成的部分氧化層破壞掉,并再次構造一個良好的接觸面。綜合以上事實,由于特定材料的優良接觸特性和電流作用下的“微焊點”效應,壓力接觸已成為一種趨于完美的電氣接觸方式。為對實際效果加以驗證,賽米控還作了大量的熱循環測試,并在溫變過程中測定接觸電阻。


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