¿Cuál es el mecanismo de degradación del conector?

Los mecanismos de degradación de los conectores son muy importantes para su rendimiento y son fundamentales para garantizar el rendimiento de los productos relacionados. ¿Cuáles son los mecanismos de degradación? ¿Qué factores contribuyen al fallo de los conectores? Seguiremos explorando esta cuestión. Los conectores se utilizan para establecer una conexión entre dos sistemas separados. La separación es necesaria por varias razones, desde la facilidad de fabricación hasta la mejora del rendimiento. Sin embargo, cuando se emparejan, los conectores no deben añadir valores de resistencia innecesarios entre los sistemas. Añadir valores de resistencia puede provocar fallos en el sistema al distorsionar la señal o perder potencia. Los mecanismos de degradación de los conectores son importantes porque son una fuente potencial de aumento de la resistencia y, por tanto, provocan fallos funcionales con el paso del tiempo. Empecemos con un breve repaso de la resistencia de los conectores. La figura 1 ilustra una sección transversal de un conector de señal de uso general. Las ecuaciones de la figura 1 representan las distintas fuentes de resistencia dentro del conector.Ro es la resistencia global del conector y es la resistencia entre los puntos extremos de la cola del conductor y los puntos de soldadura de la pata del conector de PCB. Las dos resistencias de conexión permanente, Rp.c, son las resistencias entre los puntos de conexión de crimpado y las ubicaciones de las patillas correspondientes. Del mismo modo, las dos resistencias del cuerpo (Rbulk) son la resistencia del cuerpo del contacto trasero y la resistencia del cuerpo en paralelo entre las dos columnas del conector; y una resistencia de contacto en la interfaz o separación, Rc. La resistencia global del conector es la suma de las resistencias de conexión invariables individuales, las resistencias del cuerpo del conector del contacto trasero y de la cavidad, y la resistencia de contacto en el lugar separable, ya que todas estas resistencias están conectadas en serie. Por ejemplo, un diagrama de la resistencia del conector

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En aras de la discusión, supongamos que el valor medido de la resistencia total Ro es de 15 miliohmios. Con esta suposición en mente, vamos a adivinar el impacto relativo de la resistencia de la conexión permanente, la resistencia del cuerpo y la resistencia de contacto en el separable sobre la resistencia total del conector. En este ejemplo, estos valores son los típicos de la resistencia de un conector de carcasa blanda, y la resistencia del cuerpo representará la mayor parte de la resistencia total, que se aproxima a los 14 miliohmios. La resistencia de la conexión permanente es de unos pocos cientos de microohmios, y el resto es la resistencia de contacto en los puntos separables. Aunque la resistencia del cuerpo de los contactos del conector es la que más contribuye a la resistencia del conector, también es la más estable. La resistencia del cuerpo de un contacto individual viene determinada por el material utilizado para fabricar el contacto y su geometría general. El bronce fosforoso y la geometría del contacto, por ejemplo, son parámetros que son constantes y, por tanto, la resistencia global del conector es constante. La resistencia de la conexión permanente y la resistencia de la interfaz o conexión separable son variables. Estas resistencias son susceptibles a diversos mecanismos de degradación, que se analizarán más adelante en el artículo. Es importante tener en cuenta que los conectores se ven afectados por muchos factores, como los entornos adversos, el calor, la vida útil, las vibraciones, etc. Y la resistencia total del conector puede cambiar de los 15 miliohmios originales a, por ejemplo, 100 miliohmios, produciéndose el cambio de resistencia principalmente en las resistencias de conexión separable y permanente. La resistencia de la interfaz separable es la más susceptible a la degradación debido a las fuerzas y deformaciones, etc. que se producen en la separable. En pocas palabras, las dos principales interfaces separables requieren que se genere una cierta cantidad de fuerza y deformación. La fuerza de mordida del conector es el primer requisito y el más obvio. En el caso de los conectores con un elevado número de PIN, la fuerza de mordida de los PIN individuales debe controlarse, y la fuerza normal de contacto es uno de los principales parámetros sujetos a este requisito. Por ejemplo, la fuerza de contacto de las conexiones separables es del orden de decenas a cientos de gramos, mientras que la fuerza de las conexiones crimpadas aisladas, o IDC, es del orden de varios kilogramos, al igual que la fuerza correspondiente presionada en la conexión. Las elevadas fuerzas de esta conexión permanente proporcionan una mayor estabilidad mecánica y valores de resistencia más bajos, muy inferiores a los de una conexión separable. En la misma situación, una mayor fuerza de conexión permanente permite una mayor deformación de las superficies de contacto en relación con una conexión separable. Las conexiones crimpadas son el ejemplo más obvio de ello, por ejemplo, la importante deformación de los terminales crimpados, así como la importante deformación de los conductores individuales. Tanto la fuerza de la conexión crimpada como los correspondientes pies PIN permiten una mayor deformación de la superficie de contacto. Al igual que ocurre con las fuerzas superiores, la mayor deformación de la superficie de las conexiones permanentes reduce su resistencia en comparación con la resistencia de los contactos separables. La deformación de las superficies de las conexiones separables también está limitada por otro requisito de la interfaz separable: la durabilidad del acoplamiento. Una alta deformación de la superficie suele conducir a un alto desgaste de la misma, lo que a su vez puede provocar la pérdida de recubrimientos de contacto, como oro o estaño en las superficies de contacto. Esta pérdida de recubrimiento aumentará la susceptibilidad a la corrosión de la superficie de contacto, que se tratará en un artículo posterior. La combinación de la fuerza oclusal y la durabilidad oclusal de las interfaces separables limita la deformación y la estabilidad mecánica de las interfaces separables en comparación con las conexiones permanentes y explica la menor estabilidad eléctrica de las interfaces separables. En general, cuanto mayor es el área de contacto entre dos superficies, menor es la resistencia de la interfaz. Dado que las conexiones separables tienen un área de contacto menor que las conexiones permanentes, tienen una resistencia mayor. En resumen, la menor fuerza de una conexión separable se traduce en una menor estabilidad mecánica y la menor superficie de contacto en una mayor resistencia en comparación con una conexión permanente.

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