影響端子壓接性能的因素

影響端子壓接性能的因素

線束壓接端子的功能是實現(xiàn)端子與導(dǎo)線的連通，端子和導(dǎo)線自身的材料、參數(shù)和規(guī)格必定會對壓接端子的性能造成影響，另外在壓接過程中刀模的參數(shù)和端子的壓接高度也會對端子性能造成影響。

一、端子對壓接性能的影響

1.端子材料

選擇端子材料時需要重點考慮以下幾個特性：

（1）材料的機(jī)械性質(zhì)。強(qiáng)度、延展性、屈服強(qiáng)度、硬度等；

（2）材料的電導(dǎo)率和熱傳導(dǎo)率。電導(dǎo)率與熱傳導(dǎo)系數(shù)存在正比的關(guān)系，電導(dǎo)率關(guān)系到端子導(dǎo)電的性能和自身電阻的大小，熱傳導(dǎo)率關(guān)系到端子的散熱性能；

（3）抗應(yīng)力松弛。端子分為壓接部分和連接部分，壓接部分發(fā)生彈塑性變形使端子與導(dǎo)線之間存在應(yīng)力，若發(fā)生應(yīng)力松弛，則端子與導(dǎo)線的接觸將會變得不牢靠，端子的連接部分如果是通過插接形變來連通，則需要考慮應(yīng)力松弛和疲勞的問題。

（４）材料的價格。目前企業(yè)非常注重原材料的成本，這也是一個考慮的因素。

一般來說，端子常用的材料有黃銅、磷青銅和鈹青銅等銅合金，也有一些高導(dǎo)銅合金材料如K88等。銅的導(dǎo)電性能雖然比銀較高，但機(jī)械性能略差，所以必須加入同樣具有高電電導(dǎo)率的合金元素來提高機(jī)械強(qiáng)度和耐熱特性，因此我們可以得出銅合金具有光澤，不易腐蝕，加工成型性好，是連接器材料的不二選擇這一結(jié)論。

不同的銅合金具有不一樣的材料屬性，要根據(jù)端子的用途和要求來選擇端子的材料。

2. 端子鍍層

在端子表面進(jìn)行電鍍是解決端子表面金屬氧化和腐蝕，加強(qiáng)端子導(dǎo)電性和減小接觸電阻的工藝方法，端子鍍層中最常用的是鍍錫，此外還有鍍金、銀以及鎳或鉻等。

金本身具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，它的耐腐蝕性比較強(qiáng)，且耐高溫和易于焊接，導(dǎo)電性極強(qiáng)，具有一定的耐磨性。但由于金屬于陰極性鍍層，價格也較貴，由于金鍍層較薄和工藝技術(shù)不足的原因，進(jìn)鍍層在實際生產(chǎn)中存在孔隙會發(fā)生微孔腐蝕的情況存在，影響防護(hù)性能，故其常用在端子連接部分，以減小連接的接觸電阻。

鍍金端子

銀本身也具有較高的化學(xué)穩(wěn)定性，在空氣中不容易發(fā)生腐蝕，焊接性能也比較好，具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能。但它的缺點則是，暴露于含鹵化物、硫化物的空氣中會被鹵化或硫化，銀鍍層表面變色，導(dǎo)電性能下降。并且遇潮濕也會發(fā)生微孔腐蝕，所以同金一樣常用于端子連接部分，以減小連接的接觸電阻。

鍍銀端子

錫化學(xué)穩(wěn)定性較好，具有高度的延展性，在大氣中難以變色。且由于錫鍍層較柔軟，對機(jī)械的滑動部位能發(fā)揮改善磨合的作用。因此，鍍錫能改善可焊性，防止氮化，常用在電子產(chǎn)品上，是常見的端子鍍層工藝。

鍍錫端子

此外還有鎳鍍層和鉻鍍層，鎳鍍層厚度小于25微米時，孔隙比較多，另外鎳鍍層因為鈍化而可焊性變差；鉻鍍層的硬度好、耐磨性好、耐熱性好，鉻鍍層主要用于裝飾性電鍍和功能性方面。

可見，端子的鍍層有多種多樣，端子的壓接部分的鍍層一般為鍍錫的，插接端子的連接部分的鍍層有鍍金、鍍銀、也有多鍍層的情況，根據(jù)端子的需求來確定所需的鍍層。

3.端子設(shè)計參數(shù)影響

端子的設(shè)計參數(shù)一般指的是壓接部分的參數(shù)，主要是指端子的內(nèi)外直徑、嚙合長度。

①內(nèi)外直徑。端子的內(nèi)外直徑?jīng)Q定端子的厚度，彎曲半徑越小，外層金屬的相對伸長量越大。當(dāng)外層金屬的相對伸長量達(dá)到材料的極限伸長率時，也就是彎曲半徑達(dá)到了最小值，板料就會產(chǎn)生彎曲裂紋。端子厚度的選擇，需要根據(jù)所壓接導(dǎo)線的線徑來決定。

 ②嚙合長度

（１）嚙合長度對端子拉脫力的影響

嚙合長度越長，端子與導(dǎo)線的接觸面積越大，同等壓接程度下，端子與導(dǎo)線接觸越牢靠，拉脫力越大。

不同嚙合長度的端子拉脫力

（２）嚙合長度對端子接觸電阻的影響

嚙合長度越長，端子與導(dǎo)線的接觸面積越大，同等壓接程度下，壓接端子的接觸電阻越小。

③凹痕的深度、數(shù)量和排列方式

端子壓接部分的內(nèi)表面一般會存在凹痕，這是為了增加端子的機(jī)械性能和電氣性能的一種方法。而凹痕的深度、數(shù)量和排列的方式對端子的性能影響的程度不一樣。

 二、導(dǎo)線對壓接性能的影響

導(dǎo)線是端子壓接的重要組成部分，對導(dǎo)線的選取通常需要考慮的主要因素有：導(dǎo)體材料、絕緣皮材料、載流量。

 1.導(dǎo)體的材料

相同線徑，銅質(zhì)導(dǎo)線的載流量比鋁質(zhì)的大，但銅質(zhì)導(dǎo)線的重量也比較大。一般導(dǎo)體為裸銅或裸鋁，但根據(jù)需要導(dǎo)體外面可能會有鍍層，常見的鍍層材料為錫和銀。在含硫的環(huán)境下，導(dǎo)線的鍍層應(yīng)選擇鍍錫，在對導(dǎo)線的接觸電阻要求比較高的情況下，可選用鍍銀來減少接觸電阻。

2.絕緣皮材料

絕緣皮的電阻和電阻率越大越好。在高頻和高壓的情況下，要使用介質(zhì)損耗角正切小的絕緣材料。

3.導(dǎo)線載流量

選用導(dǎo)線往往是根據(jù)目標(biāo)的載流量來選取導(dǎo)線的。選用導(dǎo)線時，導(dǎo)線的載流量通常是第一要素。

三、刀模對壓接性能的影響

刀模的高寬度指壓接后端子所能達(dá)到的最小壓接高寬度，如果再小則上下刀?；ハ嗯鲎矔p壞刀模，如果發(fā)現(xiàn)端子己經(jīng)壓到最小的壓接高寬度，其性能還不合格，則需要更換刀模。

刀模的厚度決定了端子嚙合長度，也就是壓接變形的部分的長度，嚙合長度越長，機(jī)械和電氣性能就越好，但是在現(xiàn)在行業(yè)情況來看，在滿足性能的前提下要求端子越小越好，一方面是小型化，另一方面是成本問題。

刀模的設(shè)計參數(shù)

 四、壓接高度對端子性能的影響

1.對端子的機(jī)械性能影響

端子抗拉力主要取決于端子與導(dǎo)線之間的接觸壓力，端子與導(dǎo)線的接觸壓力主要是因為端子和導(dǎo)線的彈性變形和塑性變形提供的，而決定端子和導(dǎo)線彈性和塑性變形的一個重要因素是壓接高度。

壓接高度越小，下壓的越深，端子和導(dǎo)線的彈塑性變形越大，接觸力越大，抗拉力越大。壓接高度越大，下壓的越小，端子和導(dǎo)線的彈塑性變形越小，接觸力越小，抗拉力也越小。

2.對端子電氣性能影響

端子與導(dǎo)線的接觸并非是完全接觸的，而是散布在接觸面上一些點的接觸，實際接觸面積與理論接觸面積之間的差距可能達(dá)幾千倍，導(dǎo)體與導(dǎo)體接觸而形成的電阻叫接觸電阻，接觸電阻分為收縮電阻和膜層電阻。

 接觸壓力對接觸電阻的影響很大。對于壓接端子來說，端子與導(dǎo)線之間的接觸力是通過端子與導(dǎo)線的彈性變形和塑性變形而形成的。壓接高度直接影響到端子和導(dǎo)線的變形，也就是影響端子與導(dǎo)線之間的接觸力。

 在電接觸理論里，接觸壓力越大，接觸電阻越小。足夠大的接觸壓力可以使端子和導(dǎo)線的接觸表面發(fā)生塑性變形，接觸點數(shù)增多，收縮電阻較??；同時可以壓破端子和導(dǎo)線表面可能存在薄膜，減小膜層電阻。

 接觸壓力的增大，可以減小接觸電阻，使端子與導(dǎo)線的電氣性能很好。但是并不是接觸壓力越大，接觸電阻越小，因為存在材料塑流，所以壓接高度也不是越小越好。

綜合上面所述，壓接高度對端子的性能起著至關(guān)重要的作用，壓接高度對端子性能的影響可用下圖來說明。

端子的機(jī)械性能隨著壓接高度的減小而快速提高，當(dāng)壓接高度小于某一值時，端子的機(jī)械性能又快速下降；端子的電性能隨著壓接高度的減小先是快速上升再緩緩上升并趨于穩(wěn)定，最后逐漸降低。一個良好的端子壓接的壓接高度同時需要保證端子的機(jī)械性能和電氣性能。