射頻連接器用開槽插孔的可靠性設(shè)計(jì)與制造

　　開槽插孔接觸件的設(shè)計(jì)

　　在設(shè)計(jì)插孔接觸件時(shí)，為了保證可靠性，重點(diǎn)關(guān)注以下幾個(gè)方面。

　　(1)確保指狀接觸部分的強(qiáng)度足夠，即增大模型中梁的E和Z?？梢酝ㄟ^選用性能優(yōu)良的材料、增大指狀接觸部分的厚度和減小開槽寬度等來實(shí)現(xiàn)。例如，最典型的標(biāo)準(zhǔn)SMA射頻同軸連接器，其開槽插孔接觸件的指狀接觸部分很薄(受結(jié)構(gòu)尺寸所限)，強(qiáng)度較差，往往是失效的主要模式。(2)注意設(shè)計(jì)和控制開槽的長(zhǎng)度和數(shù)量。開槽的長(zhǎng)度直接決定著模型中梁的長(zhǎng)度;開槽的數(shù)量直接決定著梁的數(shù)量和梁的尺寸。

　　(3)設(shè)計(jì)插孔接觸件必須滿足射頻同軸連接器的電氣性能要求。

　　插孔接觸件“指狀”接觸部分強(qiáng)度設(shè)計(jì)步驟

　　在設(shè)計(jì)插孔接觸件時(shí)，可以按以下步驟進(jìn)行：

　　(1)根據(jù)要達(dá)到的插入和拔出力(F )要求，依據(jù)公式(4)確定在插孔的每個(gè)“指狀”接觸片的端部應(yīng)產(chǎn)生的正壓力(W )。

　　其中：F—要達(dá)到的插入和拔出力;

　　n —“指狀”接觸片數(shù)量;

　　μ—插孔與插針之間的摩擦系數(shù);

　　W—“指狀”接觸片的端部應(yīng)產(chǎn)生的正壓力。

　　(2)確定每個(gè)“指狀”接觸片的端部應(yīng)產(chǎn)生的正壓力(W )后，選擇材料(同時(shí)還要考慮材料的傳導(dǎo)性、工藝性等因素)，根據(jù)選用材料的許用應(yīng)力σb ，確定每個(gè)“指狀”接觸片所能達(dá)到的最大正應(yīng)力σmax，在確定最大正應(yīng)力σmax時(shí)，應(yīng)考慮安全系數(shù)，一般取2～3.5，即：σb =(2～3.5)σmax 。

　　(3)確定最大正應(yīng)力σmax后，根據(jù)公式(5)，確定出單個(gè)“指狀”接觸片的截面模量Z 和開槽長(zhǎng)度。

　　(4)根據(jù)公式(3)，結(jié)合公式(1)、(2)計(jì)算出插孔接觸件的內(nèi)徑、外徑(應(yīng)根據(jù)射頻同軸連接器的阻抗和使用頻率要求先確定外徑，然后再確定內(nèi)徑)。在設(shè)計(jì)時(shí)，由于一般開槽較窄，而且在第二步中考慮了安全系數(shù)，所以槽寬引起的作用計(jì)算時(shí)可忽略。

　　(5)用計(jì)算得到的插孔接觸件的內(nèi)徑、外徑尺寸，驗(yàn)算能否實(shí)現(xiàn)射頻同軸連接器的電氣性能(阻抗是否為50Ω、上限截止頻率是否達(dá)到要求等)，如果不能實(shí)現(xiàn)，則應(yīng)從第二步開始重新選擇材料或在第三步中重新確定接觸片的截面模量Z 和開槽長(zhǎng)度，或者同時(shí)改變。

　　插孔接觸件開槽設(shè)計(jì)

　　“指狀”接觸片斷裂是開槽插孔接觸件最常見的失效形式，因此如何設(shè)計(jì)槽的結(jié)構(gòu)、提高其疲勞強(qiáng)度是設(shè)計(jì)開槽結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。對(duì)于大多數(shù)射頻連接器生產(chǎn)廠家來說，通常將槽設(shè)計(jì)成平底式，如圖9中的(a)所示，這種結(jié)構(gòu)容易加工。一些人會(huì)認(rèn)為該結(jié)構(gòu)容易在槽底存在應(yīng)力集中點(diǎn)，容易斷裂，而采用(b)或(c)所示的圓弧底形式的結(jié)構(gòu)。從機(jī)械方面分析，(b)或(c)所示結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度是優(yōu)于(a)，但從工藝實(shí)現(xiàn)方面來看，(b)或(c)對(duì)刀具、工藝方法的要求更高，尤其是超小型射頻同軸連接器的插孔接觸件。