一、汽车连接器的电触摸失效原因剖析

（1）电触摸压力不足。

连接器经过插针和插孔触摸导电，插孔为弹性元件，其质量优好坏对电连接的可靠性至关重要，插针插入插孔插孔发生弹性变形，进而对插针发生触摸压力，触摸压力的不稳定或减小会影响触摸电阻的不稳定，在一定的振荡、冲击应力效果下，弹性原件发生发生恢复性弹性变形，振荡、冲击应力满足大，效果时刻满足长，就会造成瞬断故障。插针插孔长期受效果力和反效果力，插孔弹性元件逐步发生永久行变形，呈现应力疲劳松懈现象，尤其在触摸点及环境温度的效果下，插孔会呈现蠕变现象，触摸压力减小，触摸电阻增大。

（2）触摸磨损。

插拔磨损：汽车连接器插合分开时，插针与插孔之间在一定的触摸压力效果下，因为相对运动而发生冲突，在冲突过程中，会呈现触摸外表的光洁度损害，几何形状改动、擦伤、粘连、发生磨屑，资料转移等，同时还随同有热量发生。跟着插拔次数的添加，插针插孔的外表镀层金属被磨损，显露基底金属，在周围环境效果下发生腐蚀，构成触摸不良。触摸对外表磨损的程度与触摸压力的巨细，触摸冲突部位外表光洁度，触摸对外表镀层品种、硬度、质量、触摸对导向部位圆角是否润滑以及插孔触摸部位几何形状等因素有关。在触摸压力大，插针头部及插孔内孔口部圆角连接差，触摸部位粗糙度高，镀层资料硬度低，镀层质量差的情况下，触摸对磨损更为严重。连接器的插拔寿数也低，触摸稳定性也差。

微动磨损：微振是发生在两个具有小幅振荡的相对运动的两个外表的磨损现象，其振幅为1—100um，主要是温度循环引起的热胀冷缩和布景的振荡，汽车连接器因其作业工况中，振荡及热冲击同时存在，因此微动频繁发生。例如电连接器依照5℃／h波动，循环20次，插针(黄铜制造)的热膨胀系数为2x10-5/℃，插针长度为5mm，则其微振幅度可达5um。实验标明，这种微振达到数百万次以后，就有或许严重影响电触摸的可靠性。比如汽车运转5h，振荡频率1000Hz，相当于发生1800万次的微振。

美国的MichealBryant于1994年提出了下述微振失效模型，将失效划分了7个阶段。

（1）洁净的微观突起的触摸；

（2）微振运动使微观突起触摸露出于锈蚀效果之下，构成锈蚀膜层；

（3）微振的反向运动刮削膜层，一部分落入“谷”中，同时有一部分压入触摸

部分；

（4）一步的微振再次将触摸部分露出于锈蚀效果之下；

（5）微振运动使微观突起发生塑性变形，使锈蚀膜层碎裂，并使碎末与突起的

金属混合：

（6）微观突起逐步被锈蚀物污染，触摸电阻添加；

（7）最终锈蚀碎末填满“谷”中，在两触摸外表之间构成厚度至少为20nm的绝缘层，连接彻底失效。

微振失效模型图见图3

 

相比较而言，电子连接器在低电压、小电流的作业场合，微动过程中触摸表面上的绝缘，物质的损害较大，而在大功率电力电路中，绝缘物可能因为电冲击而被去除，对电路的影响。

 

二、电触摸可靠性规划

汽车连接器电触摸可靠性规划重点是以下参数的规划：触摸电阻、插拔力、触摸正压力。

触摸电阻规划

根据电触摸理论，触摸电阻R=RC+Rf+Rp,式中：

Rp—为导体电阻，它是端子和引出线的奥姆电阻之和,其大小决定于端子和引出线所选用的材料、截面形状及长度尺度。

RC—会集电阻，当两个端子互相触摸时,其表面不可能完整地触摸，微观上是点与点的触摸。当电流由一个触摸件流向另一个触摸件时，电流线就遭到缩短而发生阻力，因此发生的电阻就称为缩短电阻。

Rf—膜层电阻，它是触摸件表面上的粘着膜、表面晦暗膜及薄膜所发生的电阻。

触摸电阻的影响因素：材料本身的特性，触摸压力、生产工艺能力等。

端子材料选用

下表为典型金属的电阻率

 

下表为铜合金的性能

 

选用高导电率或低电阻率的端子资料（黄铜的导电率约为13﹪,磷青铜导电率约为26﹪，铍铜可大达40﹪）,是下降触摸电阻最有效的办法。

端子资料挑选的基本要求：

导电性－高导电率、低电阻率，下降触摸电阻；

延展性-有助于端子成型；

硬度-进步机械磨损能力及增大触摸面积，减小触摸电阻；

降伏強度-屈服强度，在机械与资料科学的界说是资料开端发生塑性变形(永久变形)的应力值，在弹性范围内有大的位移；

弹性模数-较高的弹性模数表面膜简单破坏，有利于下降表面膜触摸电阻，较低的弹性模数则可增大弹性变形的触摸面积；

应力松懈-端子长时间受力或高温，抵抗负载能力仍能维持；

硬度(Hardness)－減少端子金属的磨損。

触摸件插拔力设计

在影响触摸电阻的要素中，触摸压力的影响最大，但触摸压力一般是无法测量的。

触摸件在刺进和拔出时为战胜弹性触摸发生的阻力所需求的力，称为触摸件刺进力和拔出力，根据胡克定律，当触摸压力越大，为战胜弹性触摸发生的阻力所需求的力也越大，也就是插拔力越大，因而从某种意义上来说插拔力就是在弹性触摸件正压力作用下，触摸件间发生的摩擦力。

 

插拔力在必定区间改变时，触摸电阻的改变较显着，除此之外的区域，触摸电阻的改变相对钝化，即使插拔力添加很多，触摸电阻也并未显着减小。从经济性角度考虑，超越必定限度，再要求经过增大插拔力来减小触摸电阻，没有实际意义。所以，为减小触摸电阻，不应仅从插拔力去考虑。

触摸件的触摸压力

触摸压力是互相触摸的外表产生并垂直于触摸外表的力，影响着电触摸性能，

因为机械或环境应力而使正压力减少，会引起触摸电阻的添加，若超出规定值将引起电路失效。

在连接器smart化的趋势下，触摸压力的设计必須十分精准。

坚持力太大的缺陷：

(1)添加端子插入力，易形成端子变形；

(2)添加housing內应力，易形成housing变形。

坚持力太小的缺陷：

(1)触摸压力不夠，形成触摸电阻大，触摸不良；

(2)端子易松脱。

下图为触摸压力与触摸电阻的改变剖析