מהו המחבר

מחברים, כמרכיבי מפתח לחיבורי זרם או אות, הם גם חלק חשוב מהמערכת התעשייתית. גדולים כמו מטוסים ורקטות, קטנים כמו טלפונים ניידים וטלוויזיות, מחברים מופיעים במגוון צורות שונות, בונים גשרים בין מעגלים או רכיבים אחרים, ומקבלים את התפקיד של חיבורי זרם חשמלי או אותות.

המחבר הוא CONNECTOR. ידועים גם בתור מחברים, תקעים ושקעים בסין. מתייחס בדרך כלל למחברים חשמליים. כלומר, מכשיר המחבר שני מכשירים פעילים להעברת זרם או אות.

המחבר הוא רכיב שההנדסה האלקטרונית והצוות הטכני שלנו מרבים ליצור איתו קשר. תפקידו פשוט מאוד: לבנות גשר של תקשורת בין מעגלים חסומים או מבודדים במעגל, כך שהזרם יוכל לזרום, והמעגל יוכל לממש את הפונקציה שנקבעה מראש. מחברים הם חלק הכרחי בציוד אלקטרוני. בהתבוננות לאורך נתיב זרימת הזרם, תמיד תמצא מחבר אחד או יותר.

צורות ומבנים של מחברים משתנים ללא הרף. ישנם סוגים שונים של מחברים עם אובייקטי יישום, תדרים, עוצמה וסביבות יישום שונות. למשל המחברים לתאורה במגרש והמחברים לכוננים קשיחים והמחברים להצתת רקטות שונים בתכלית. אבל לא משנה איזה סוג של מחבר, יש צורך להבטיח כי הזרם זורם בצורה חלקה, רציפה ומהימנה. באופן כללי, מה שהמחבר מחובר אליו אינו מוגבל לזרם. בפיתוח המהיר של טכנולוגיה אופטו-אלקטרוניקה של היום', הספק של העברת האות הוא קל במערכת הסיבים האופטיים. זכוכית ופלסטיק מחליפים את החוטים במעגל הרגיל, אך מחברי האות האופטי משמשים גם במסלולים, ותפקידיהם זהים למחברי מעגלים.

הולדתו של המחבר נוצרה מטכנולוגיית הייצור של מטוסי קרב. יש לתדלק ולתקן את המטוס בקרב על הקרקע, והזמן שהייה על הקרקע הוא גורם חשוב בניצחון או תבוסה של קרב. לכן, במהלך מלחמת העולם השנייה, רשויות הצבא האמריקאי היו נחושים להפחית את זמן התחזוקה הקרקעית ולהאריך את זמן הלחימה בשל מטוסי קרב.

תחילה הם איחדו מכשירי בקרה וחלקים שונים, ולאחר מכן חיברו אותם למערכת שלמה על ידי מחברים. בעת תיקון יש לפרק את היחידה התקלה ולהחליף אותה בחדשה, והמטוס יוכל לטוס לאוויר מיד. לאחר המלחמה, AT-T Bell Labs פיתחה בהצלחה את מערכת הטלפון של Bell, ואז עלייתם של תעשיות המחשב, התקשורת ותעשיות אחרות נתנה הזדמנויות רבות יותר לפיתוח מחברים שמקורם בטכנולוגיה עצמאית, והשוק התרחב במהירות.

סיווג מחברים

ככל שמבנה המחבר הופך למגוון יותר ויותר, מבנים ושדות יישומים חדשים מופיעים כל הזמן, והניסיון לפתור את בעיות הסיווג והשמות באמצעות מודל קבוע הפך לקשה להסתגל.

1. לפי אופי השימוש

מחבר חיצוני (למארז חיצוני), מחבר פנימי (למארז פנימי).

2. לפי רמת המחבר

●רמה 1. חיבור בין רכיב לחבילה (התקן לאריזה):

מתייחס לחיבור של IC CHIP ופין.

●רמה 2. החיבור בין החבילה למצע (COMPONENT LEAD TO CIRCCUITRY):

מתייחס לחיבור בין COMPONENT ללוח PC.

●רמה 3. חיבור לוח ללוח (לוח ללוח):

מתייחס לחיבור בין לוח המחשב ללוח המחשב.

●רמה 4. חיבור תת-מערכת לתת-מערכת (משנה אל תת-מערכת)

●רמה 5. החיבור בין תת-מערכות ל-I/O (SUBASSEMBLY TO I/O PORT).

●רמה 6. חיבור מערכת למערכת (SYSTEM TO SYSTEM).

3. לפי שיטת העיבוד

סוג קרימפ ו-IDCType נקראים גם סוג פירסינג, סוג הלחמה וסוג החדרה אפס (סוג ZIF).

4. לפי שיטת השימוש

מחברי חוט ללוח, חוטי מחברי לוח ללוח, מחברי חוט ללוח, שקעים, מחברי כניסה ויציאה.

5. לפי הטופס

מחבר לוח PCB, מחבר כבל שטוח, מחבר כבל קואקסיאלי, מחבר מוטבע, מחבר צביטה, מחבר עגול, מחבר זווית, מחבר ללוח חיווט מודפס.

6. לפי המבנה

מחברים כלליים, מחברים עמידים לחות ועמיד למים, מחברים עמידים בסביבה, מחברים אטומים לאוויר, מחברים עמידים באש ומחברים עמידים במים.

7. לפי תדירות העבודה

תדר נמוך ותדר גבוה (עם 3MHz כגבול).

8. מתוך הרבגוניות והסטנדרטים הטכניים הקשורים אליו, ניתן לחלק מחברים לקטגוריות הבאות (קטגוריות):

① מחבר עגול בתדר נמוך;

②מחבר מלבני;

③ מחבר מעגל מודפס;

④ מחבר RF;

⑤ מחבר סיבים אופטיים.

ביצועים בסיסיים של המחבר

ידע מחברים ניתן לחלק את הביצועים הבסיסיים של מחברים לשלוש קטגוריות: כלומר

ביצועים מכניים, ביצועים חשמליים וביצועים סביבתיים.

1. התנהגות מכנית

בכל הנוגע לפונקציית החיבור, כוח ההחדרה הוא תכונה מכנית חשובה. כוח ההכנסה והחילוץ מתחלק לכוח החדרה וכוח החילוץ (כוח החילוץ נקרא גם כוח הפרדה), הדרישות של השניים שונות. בתקנים הרלוונטיים, ישנן הוראות לכוח החדרה גדול של Z וכוח הפרדה קטן Z, מה שמראה שמנקודת המבט של השימוש, כוח ההחדרה צריך להיות קטן (יש מבנה LIF עם כוח החדרה נמוך ומבנה ZIF ללא כוח החדרה). ואם כוח ההפרדה גדול מדי קטן, זה ישפיע על מהימנות המגע. כוח ההחדרה והחילוץ והחיים המכניים של המחבר קשורים למבנה המגע (לחץ חיובי), לאיכות הציפוי (מקדם חיכוך הזזה) של חלק המגע, ולדיוק הממדים של סידור המגע (יישור).

2. ביצועים חשמליים

המאפיינים החשמליים העיקריים של המחבר כוללים התנגדות למגע, התנגדות בידוד וחוזק דיאלקטרי.

① מחברים חשמליים בעלי התנגדות מגע איכותית צריכים להיות בעלי התנגדות מגע נמוכה ויציבה. התנגדות המגע של המחבר נעה בין כמה מיליאוהם לעשרות מיליאוהם.

②התנגדות בידוד היא מדד לביצועי הבידוד בין מגעי מחברים חשמליים ובין המגעים למעטפת, וגודלה נע בין מאות מגאוהם לאלפי מגאוהם.

③ חוזק דיאלקטרי, או עמיד במתח, מתח עמידה דיאלקטרי, הוא היכולת לעמוד במתח הבדיקה המדורג בין מגעי המחבר או בין המגעים למעטפת.

④ תכונות חשמליות אחרות.

הנחתה של דליפת הפרעות אלקטרומגנטיות נועדה להעריך את אפקט מיגון ההפרעות האלקטרומגנטיות של המחבר, והיא נבדקת בדרך כלל בטווח התדרים של 100MHz ~ 10GHz.

עבור מחברים קואקסיאליים בתדר רדיו, ישנם מחוונים חשמליים כגון עכבה אופיינית, אובדן הכנסה, מקדם השתקפות ויחס גל עומד מתח (VSWR). עקב התפתחות הטכנולוגיה הדיגיטלית, על מנת לחבר ולשדר אותות פולסים דיגיטליים במהירות גבוהה, הופיע סוג חדש של מחבר, כלומר מחבר אותות במהירות גבוהה. בהתאם לכך, מבחינת ביצועים חשמליים, בנוסף לעכבה אופיינית, הופיעו גם כמה מחוונים חשמליים חדשים. , כגון הצלבה (הצלבה), השהיית שידור (השהיה), השהיית זמן (הטיה) וכו'.

3. ביצועים סביבתיים

תכונות סביבתיות נפוצות כוללות עמידות בטמפרטורה, עמידות ללחות, עמידות להתזת מלח, עמידות בפני רטט וזעזועים וכו'.

①התנגדות לטמפרטורה כיום, טמפרטורת העבודה Z-גבוהה של המחבר היא 200 ℃ (למעט מספר מחברים מיוחדים בטמפרטורה גבוהה), והטמפרטורה Z-נמוכה היא -65 ℃. בזמן שהמחבר פועל, הזרם מייצר חום בנקודת המגע, מה שמוביל לעלייה בטמפרטורה. לכן, מקובל להאמין שטמפרטורת העבודה צריכה להיות שווה לסכום טמפרטורת הסביבה ועליית הטמפרטורה של נקודת המגע. בחלק מהמפרטים, עליית הטמפרטורה הגבוהה המותרת Z של המחבר מתחת לזרם ההפעלה המדורג מוגדרת בבירור.

②חדירת עמידות לחות תשפיע על ביצועי הבידוד של החיבור h ותחליד את חלקי המתכת. תנאי בדיקת חום ולחות קבועים הם לחות יחסית 90%~95% (לפי מפרטי המוצר, עד 98%), טמפרטורה +40±20℃, זמן בדיקה לפי מפרטי המוצר, Z הוא לפחות 96 שעות. בדיקת החום הלח לסירוגין מחמירה יותר.

③כאשר המחבר העמיד להתזות מלח פועל בסביבה המכילה לחות ומלח, שכבת טיפול פני השטח של חלקי המבנה המתכתיים וחלקי המגע שלו עשויה לייצר קורוזיה גלוונית, המשפיעה על התכונות הפיזיקליות והחשמליות של המחבר. על מנת להעריך את יכולתם של מחברים חשמליים לעמוד בסביבה זו, מצוין בדיקת התזת מלח. הוא תולה את המחבר בקופסת בדיקה מבוקרת טמפרטורה, מרסס תמיסת נתרן כלורי בריכוז מוגדר עם אוויר דחוס ליצירת אטמוספרה של תרסיס מלח, וזמן החשיפה שלו מצוין במפרט המוצר, שהוא לפחות 48 שעות.

④רעידות והלם רעידות ועמידות בפני זעזועים הם מאפיינים חשובים של מחברים חשמליים. הם חשובים במיוחד בסביבות יישומים מיוחדות כמו תעופה וחלל, רכבת ותחבורה בכבישים. היא נועדה לבדוק את החוסן של המבנה המכני של המחבר החשמלי והמגע החשמלי האמין. אינדיקטור חשוב למין. ישנן תקנות ברורות בשיטות הבדיקה הרלוונטיות. במבחן ההלם, יש לציין את שיא התאוצה, משך וצורת הגל של דופק ההלם, כמו גם את זמן ההפסקה של המשכיות חשמלית.

⑤ תכונות סביבתיות אחרות בהתאם לדרישות השימוש, תכונות סביבתיות אחרות של מחברים חשמליים כוללים אטימות (דליפת אוויר, לחץ נוזל), טבילת נוזלים (התנגדות לנוזלים ספציפיים), לחץ אוויר נמוך וכו'.

המבנה הבסיסי של המחבר

החלקים המבניים הבסיסיים של המחבר כוללים מגע ①; ② מבודד; ③ מעטפת (בהתאם לסוג); ④ אביזרים.

1. אנשי קשר

זהו חלק הליבה של המחבר להשלמת פונקציית החיבור החשמלי. בדרך כלל, זוג מגע מורכב מחתך מגע זכר ומחתך מגע נקבה, והחיבור החשמלי הושלם על ידי הכנסת חלקי המגע הנשיים והזכרים.

המגע הזכרי הוא חלק קשיח, וצורתו היא גלילית (סיכה עגולה), גליל מרובע (סיכה מרובעת), או שטוחה (חתיכת הכנס). המגע הזכרי עשוי בדרך כלל מפליז או ברונזה זרחנית.

חלק המגע הנשי, כלומר השקע, הוא החלק המרכזי של צמד המגע. הוא מסתמך על המבנה האלסטי שיתעוות בצורה אלסטית כאשר הוא מוכנס לתוך הסיכה כדי ליצור כוח אלסטי וליצור מגע הדוק עם חתיכת המגע הזכר כדי להשלים את החיבור. ישנם סוגים רבים של מבני ג'ק, כולל גלילי (פיצול, צוואר), מזלג, סוג שלוחה (חריץ אורכי), סוג מתקפל (חריץ אורכי, בצורת 9), בצורת קופסה (שקע מרובע) ושקע קפיצי חוט היפרבולואיד וכולי.

2. מבודד

המבודד נקרא לעתים קרובות גם בסיס או מוסיף. תפקידו לסדר את המגעים במיקום ובמרווח הנדרש, ולהבטיח את ביצועי הבידוד בין המגעים ובין המגעים והדיור. התנגדות בידוד טובה, ביצועי מתח ועיבוד קל הם הדרישות הבסיסיות לבחירת חומרי בידוד לעיבוד למבודדים.

3. מעטפת

נקראת גם המעטפת, היא המכסה החיצוני של המחבר. הוא מספק הגנה מכנית ללוחית ההרכבה והפינים המבודדים המובנים, ומספק את יישור התקע והשקע בעת ההזדווגות, ולאחר מכן מתקן את המחבר למכשיר.

4. אביזרים נלווים

האביזרים מחולקים לאביזרים מבניים ואביזרי התקנה. אביזרים מבניים כגון טבעות מהדק, מפתחות מיקום, פיני מיקום, פיני הדרכה, טבעות חיבור, מהדקי כבלים, טבעות איטום, אטמים ועוד. התקנת אביזרים כגון ברגים, אומים, ברגים, טבעות קפיצים וכו'. לרוב האביזרים יש תקן סטנדרטי חלקים וחלקים משותפים.

מאפייני מחבר

1. או המגע הגברי או המגע הנשי גמיש. ניתן להשתמש בחיבור ההדדי של המגעים כדי להבטיח את חיבור המעגל.

2. לחלק המסוף של המגע יש מבנה חיווט שקל ליישם חוטים או לוחות חיווט מודפסים. זה מיועד ליישום ריתוך, עטיפה, החזקה, ריתוך דרך חור ומבנים אחרים.

3. המגע קבוע במיקום הנכון של המבודד, וניתן להשתמש במבודד לשמירה על התנגדות בידוד המתח בין המגעים.

4. יש לו מבנה צימוד, נוח להכנסת או ניתוק המגע, והוא אינו משנה את מיקומו גם לאחר רטט או פגיעה.

מגמת הפיתוח העתידית של טכנולוגיית מחברים אלקטרוניים

מחברים, כמרכיבי מפתח לחיבורי זרם או אות, הם גם חלק חשוב מהמערכת התעשייתית. עם ההתפתחות המהירה של מסופים ניידים אישיים, מכשירי חשמל ביתיים חכמים, תעשיית תקשורת מידע, תעשיית אנרגיה חדשה לתחבורה, מדע וטכנולוגיה אווירית וחלל, בינה מלאכותית, ציוד אלקטרוני רפואי ותחומים אחרים, הפונקציה, המראה, הביצועים וסביבת השימוש של מחברים שופרו. דרישות גבוהות.

1. מגמת הפיתוח של מיקרו-מזעור ואינטגרציה

על מנת לעמוד בדרישות של מכשירים אלקטרוניים ניידים, דיגיטליים ורב תפקודיים, כמו גם אוטומציה של ייצור והרכבה, מחברים אלקטרוניים חייבים לעבור התאמות של מבנה המוצר. המוצרים מפותחים בעיקר בכיוון של גודל קטן, גובה נמוך, מגרש צר, רב תכליתי, חיים ארוכים, הרכבה על פני השטח וכו'.

מזעור אומר שהמרווח המרכזי של מחברים אלקטרוניים (מחברים) קטן יותר, וצפיפות גבוהה היא להשיג מספר רב של ליבות. המזעור של מוצרי צריכה אלקטרוניים מצריך רכיבים לשילוב מזעור, דקיקות וביצועים גבוהים, מה שמקדם גם את הפיתוח של מוצרי מחברים בכיוון של מזעור וגובה קטן. למזעור רכיבים יש דרישות טכניות גבוהות יותר. כל זה דורש בסיס דפוס תעשייתי חזק כדי לתמוך בו ביעילות.

2. מגמת פיתוח אינטליגנטי

היום הוא עולם עם התפתחות מהירה של מידע, לא משנה איזה סוג של מידע או טכנולוגיה, הדרישות של אנשים הולכות וגדלות. מההתפתחות המהירה של נתוני תקשורת מידע, החיבור האלחוטי הגיע לכל אחד מאיתנו. החל מיישום טלפונים חכמים, ציוד לביש חכם, רחפנים, נהיגה בלתי מאוישת, מציאות VR, רובוטים חכמים וטכנולוגיות אחרות, הוספת שבבי IC ופיתוח מושכל של המחבר האלקטרוני של מעגל הבקרה הוא מגמה בלתי נמנעת, מכיוון שהיא תאפשר המחבר האלקטרוני כדי לתפוס בצורה חכמה יותר את השימוש בציוד אלקטרוני, ולשפר את הביצועים של המחבר עצמו כדי להשיג גישור אלחוטי חכם.

3. מגמת פיתוח של ביצועים גבוהים

שידור מהיר פירושו שמחשבים מודרניים, טכנולוגיית מידע וטכנולוגיית רשת דורשים שקצב טווח הזמן של שידור האותות יגיע לפס התדרים מגה-הרץ, וזמן הפולס מגיע לתת-מילישניות. לכן, נדרשים מחברים אלקטרוניים (מחברים) מהירים.

התדר הגבוה נועד להתאים להתפתחות טכנולוגיית גלי המילימטר, והמחברים האלקטרוניים הקואקסיאליים בתדר רדיו (מחברים) נכנסו כולם לרצועת תדר העבודה של גלי המילימטר.