符合VITA74標(biāo)準(zhǔn)的國內(nèi)外連接器對(duì)比分析

尚興榮 程成 曹永泉

摘要：針對(duì)符合VITA 74標(biāo)準(zhǔn)的連接器，結(jié)合目前國內(nèi)外連接器的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，對(duì)國內(nèi)外產(chǎn)品進(jìn)行了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、接觸方式、性能指標(biāo)、使用方法等方面的對(duì)比分析研究。

關(guān)鍵詞：VITA 74標(biāo)準(zhǔn);連接器;對(duì)比

0 引言

ANSI/VITA 74.0—2017標(biāo)準(zhǔn)介紹了一種專門為惡劣環(huán)境所設(shè)計(jì)的小型嵌入式計(jì)算平臺(tái)架構(gòu)，定義了機(jī)械和電氣標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)小型化模塊系統(tǒng)，提供快速的串行結(jié)構(gòu)互連。該標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)于3U及6U模塊能夠在設(shè)備尺寸、重量、功耗和成本方面實(shí)現(xiàn)較大的節(jié)省。該標(biāo)準(zhǔn)提供了在模塊級(jí)（電氣、機(jī)械和熱）定義和固定的所有接口，使熱和機(jī)械接口簡單而統(tǒng)一。該標(biāo)準(zhǔn)定義了兩種結(jié)構(gòu)的子卡類型，分別為19 mm和12.5 mm標(biāo)準(zhǔn)，并規(guī)定了連接器的位置、裝配孔的位置和組件的外形。

1 研究主要內(nèi)容

本文針對(duì)符合VITA 74標(biāo)準(zhǔn)的國內(nèi)外連接器產(chǎn)品進(jìn)行了產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、接觸方式、性能指標(biāo)、使用方法等方面的對(duì)比分析研究。

2 國外產(chǎn)品與國內(nèi)產(chǎn)品對(duì)比分析

2.1 ? ?外形尺寸及基本結(jié)構(gòu)對(duì)比

國外連接器產(chǎn)品外形尺寸如表1所示。

國內(nèi)連接器產(chǎn)品外形尺寸較國外產(chǎn)品相當(dāng)，均滿足國外產(chǎn)品外形尺寸要求，滿足VITA 74標(biāo)準(zhǔn)接口要求。

國外連接器產(chǎn)品由注塑成型的基座、沖壓成型的接觸件、定位附件及導(dǎo)向附件組成，如圖1所示。

國內(nèi)連接器產(chǎn)品由金屬外殼、注塑成型的基座、沖壓成型的接觸件、定位附件及導(dǎo)向附件組成，如圖2所示。國內(nèi)產(chǎn)品相對(duì)于國外產(chǎn)品，采用整體金屬外殼、導(dǎo)向件外殼一體化設(shè)計(jì)等加固方式，提升產(chǎn)品耐環(huán)境性能、機(jī)械性能，使其滿足軍用產(chǎn)品使用要求。而且金屬外殼具有較強(qiáng)的堅(jiān)固性，同時(shí)對(duì)于外界干擾信號(hào)的屏蔽具有明顯優(yōu)勢。

2.2 ? ?接觸形式對(duì)比

國外連接器的接觸件為一端剛性針、一端彈片式結(jié)構(gòu)，均采用金屬模具沖壓加工成型，如圖3所示。當(dāng)插頭、插座對(duì)接插合時(shí)，插針接觸件與插孔接觸件之間理論上為線接觸（當(dāng)插孔接觸件或插針接觸件有偏斜時(shí)為點(diǎn)接觸），主要是靠插孔接觸件的懸臂梁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的正壓力來實(shí)現(xiàn)接觸。該種接觸方式為單邊接觸形式，雖可滿足民用產(chǎn)品低量級(jí)振動(dòng)、沖擊環(huán)境的使用要求，但是在軍用強(qiáng)振動(dòng)、沖擊環(huán)境下，存在接觸不可靠的風(fēng)險(xiǎn)。

國內(nèi)系列產(chǎn)品存在雙面接觸的接觸件形式、三觸點(diǎn)的接觸件形式以及單面雙觸點(diǎn)形式，如圖4所示，國內(nèi)3種接觸形式均在產(chǎn)品的對(duì)接和抗振動(dòng)、抗沖擊等方面具有較好的效果，在強(qiáng)振動(dòng)和沖擊條件下接觸壓力穩(wěn)定，不會(huì)發(fā)生瞬斷。

2.3 ? ?植球?qū)Ρ?/p>

國外連接器產(chǎn)品采用單側(cè)鉚接錫塊結(jié)構(gòu)，錫塊與接觸件采用機(jī)械沖壓鉚接方式實(shí)現(xiàn)固定，如圖5所示。國內(nèi)連接器產(chǎn)品目前也有采用國外相似結(jié)構(gòu)——單側(cè)鉚接錫塊結(jié)構(gòu)，如圖6所示;國內(nèi)連接器產(chǎn)品的另一種鉚接形式采用了雙側(cè)鉚接錫塊結(jié)構(gòu)，焊錫量高于國外產(chǎn)品，且錫塊與針體保持力更大，不易掉落，其與印制板焊盤所形成的焊點(diǎn)也更大，連接可靠性更高，如圖6所示。

2.4 ? ?主要性能指標(biāo)對(duì)比

國內(nèi)產(chǎn)品及國外產(chǎn)品主要性能指標(biāo)對(duì)比如表2所示。

根據(jù)表2所示，國內(nèi)產(chǎn)品能夠滿足國外產(chǎn)品對(duì)傳輸速率、特性阻抗、機(jī)械壽命方面的要求;國內(nèi)連接器較國外產(chǎn)品在介質(zhì)耐壓、絕緣耐壓、隨機(jī)振動(dòng)及鹽霧項(xiàng)目指標(biāo)方面均有提高，能夠適用于嚴(yán)苛的軍用環(huán)境。

2.5 ? ?焊接對(duì)比

國外連接器產(chǎn)品采用單側(cè)鉚接錫塊結(jié)構(gòu)，焊接時(shí)鋼網(wǎng)設(shè)計(jì)開孔較國內(nèi)產(chǎn)品推薦略有增加，以確保產(chǎn)品焊接時(shí)的錫量，保證產(chǎn)品與印制板的可靠接觸。國內(nèi)系列產(chǎn)品1針腳兩側(cè)均有錫料，即使推薦鋼網(wǎng)開孔較國外較小，也可保證焊接足量的錫料，保證產(chǎn)品焊接可靠性。表3和圖7為國外產(chǎn)品及國內(nèi)產(chǎn)品焊接對(duì)比情況。

國外產(chǎn)品可靠自重在產(chǎn)品焊接過程中自由下落，最終與印制板貼平;國內(nèi)產(chǎn)品需在焊接前貼裝產(chǎn)品時(shí)將產(chǎn)品與印制板預(yù)鎖緊，保證針腳錫塊與錫膏充分接觸。

2.6 ? ?對(duì)比小結(jié)

2.6.1 ? ?產(chǎn)品主要相同點(diǎn)

對(duì)國外產(chǎn)品、國內(nèi)產(chǎn)品進(jìn)行對(duì)照，二者相同點(diǎn)如表4所示。

2.6.2 ? ?產(chǎn)品主要不同點(diǎn)

國外產(chǎn)品、國內(nèi)產(chǎn)品的主要不同點(diǎn)如表5所示。

3 結(jié)語

通過以上分析可知，國內(nèi)連接器采用了金屬殼體加固、多點(diǎn)接觸的接觸件形式及錫塊鉚接結(jié)構(gòu)，提高了產(chǎn)品耐環(huán)境性能和抗振動(dòng)、抗沖擊能力以及錫塊在針腳處的保持力，同時(shí)產(chǎn)品外形尺寸和印制板開孔尺寸兼容國外產(chǎn)品，可以原位替換。

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收稿日期：2021-04-25

作者簡介：尚興榮（1992—），女，上海人，助理工程師，研究方向：高速連接器。