连接器之接触设计

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1、新的導電指標連接器之接觸設計工業技術研究院/工業材料研究所綱要簡介導電指標的回顧導電指標的新觀念實驗結果與討論結論簡介連接器設計的要求電氣性能接觸設計結構完整性彈臂設計先進接觸設計之需求接觸型態的影響細間距->小尺寸->微觀效應的影響增加目標->合理有效的導電指標導電指標的回顧正向力(NormalForce)或接觸力一般工業界所接受赫茲應力(HertzStress)或接觸力E.A.Kantneretal.(IBM)接觸型態的影響(GeometryEffect)IreneSawchynandE.S.Sproles(AT&T)正向力(NormalFor

2、ce)為一般工業界所採用一般準則–例如：100gfforAu+Niplating未考慮接觸型態在設計上的影響赫茲應力(Hertzstress)結論“High-stressconnectorsexistinthemarketplaceandshouldbepreferredoverlow-stressconnectorsandtheusermustbeconcernedthatthelow-stressdesignsencounteredinthisanalysisarebeingcarriedintothenextgenerationofconne

3、ctorsystem”Mroczkowski(AMP)的實驗證明赫茲應力不適合作為導電指標接觸型態的影響(Geometryeffect)實驗計劃熱老化及熱疲勞大氣腐蝕溼熱條件下的嚴苛塵污未提出導電指標結論“Ingeneral,theresultsshowthatthevariationincontactgeometryandnormalforcehadlittleeffectonperformance.”導電指標的新觀念新的導電指標(Ie)以A-spot模型為基礎巨觀+微觀的觀念所定義之指標影響因素正向力型態(拓樸-Topology)電接觸理論假設

4、接觸力形成巨觀接觸面積微觀A-spot接觸面的機率與赫茲應力成正比導電指標之定義赫茲應力與巨觀接觸面積的乘積Ie=s×A赫茲計算公式接觸型態(拓樸)IesA球對平板1.499F0.918(F/K2g2)1/3p(0.721)2(FKg)2/3圓柱對平板1.274F0.798(F/tKg)1/22(0.798)(FtKg)1/2圓柱對平行圓柱1.274F0.798(F/tKg)1/22(0.798)(FtKg)1/2圓柱在圓形凹槽1.274F0.798(F/tKg)1/22(0.798)(FtKg)1/2圓柱對正交圓柱1.503F0.579nc(F/

5、K2g2)1/3p(0.909)2nanb(FKg)2/3K與接觸型態有關，而g與材料有關。接觸型態(拓樸-Topology)圓柱對平行圓柱圓柱對正交圓柱休息一下連接器接觸電阻測試設備與試片導電指標Ie與正向力的關係由理論推論接觸電阻與接觸面的曲率半徑無關!實驗結果(1/3)實驗結果(2/3)實驗結果(3/3)赫茲應力(Hertzstress)與導電機制的關係預測曲線的產生預測曲線型式R=Cf/(1.274F)+Rk只採用穩定區資料進行迴歸分析結論(1/2)新的導電指標(Ie=A×s)可以解釋導電機制正向力仍是決定導電度的主要因素導電度~F或電阻~

6、1/F赫茲應力決定導電的穩定性與導電度關聯性低赫茲應力顯示導電機制低應力微觀控制不穩定高應力巨觀控制穩定結論(2/2)無論從理論或實驗，可以推論在高接觸應力下，接觸型態(拓樸)影響導電度而尺寸的影響很小。接觸型態以圓球對平面及圓柱對正交圓柱較佳過去只以正向力為指標與赫茲應力之關係不清楚缺乏理論依據未來的研究方向赫茲應力的範圍下限穩定度上限磨耗、結構完整性謝謝各位!