射頻連接器用開槽插孔的可靠性設計與制造

　　開槽插孔接觸件的設計

　　在設計插孔接觸件時，為了保證可靠性，重點關注以下幾個方面。

　　(1)確保指狀接觸部分的強度足夠，即增大模型中梁的E和Z。可以通過選用性能優良的材料、增大指狀接觸部分的厚度和減小開槽寬度等來實現。例如，最典型的標準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(受結構尺寸所限)，強度較差，往往是失效的主要模式。(2)注意設計和控制開槽的長度和數量。開槽的長度直接決定著模型中梁的長度;開槽的數量直接決定著梁的數量和梁的尺寸。

　　(3)設計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”接觸部分強度設計步驟

　　在設計插孔接觸件時，可以按以下步驟進行：

　　(1)根據要達到的插入和拔出力(F )要求，依據公式(4)確定在插孔的每個“指狀”接觸片的端部應產生的正壓力(W )。

　　其中：F—要達到的插入和拔出力;

　　n —“指狀”接觸片數量;

　　μ—插孔與插針之間的摩擦系數;

　　W—“指狀”接觸片的端部應產生的正壓力。

　　(2)確定每個“指狀”接觸片的端部應產生的正壓力(W )后，選擇材料(同時還要考慮材料的傳導性、工藝性等因素)，根據選用材料的許用應力σb ，確定每個“指狀”接觸片所能達到的最大正應力σmax，在確定最大正應力σmax時，應考慮安全系數，一般取2～3.5，即：σb =(2～3.5)σmax 。

　　(3)確定最大正應力σmax后，根據公式(5)，確定出單個“指狀”接觸片的截面模量Z 和開槽長度。

　　(4)根據公式(3)，結合公式(1)、(2)計算出插孔接觸件的內徑、外徑(應根據射頻同軸連接器的阻抗和使用頻率要求先確定外徑，然后再確定內徑)。在設計時，由于一般開槽較窄，而且在第二步中考慮了安全系數，所以槽寬引起的作用計算時可忽略。

　　(5)用計算得到的插孔接觸件的內徑、外徑尺寸，驗算能否實現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到要求等)，如果不能實現，則應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 和開槽長度，或者同時改變。

　　插孔接觸件開槽設計

　　“指狀”接觸片斷裂是開槽插孔接觸件最常見的失效形式，因此如何設計槽的結構、提高其疲勞強度是設計開槽結構的關鍵。對于大多數射頻連接器生產廠家來說，通常將槽設計成平底式，如圖9中的(a)所示，這種結構容易加工。一些人會認為該結構容易在槽底存在應力集中點，容易斷裂，而采用(b)或(c)所示的圓弧底形式的結構。從機械方面分析，(b)或(c)所示結構的疲勞強度是優于(a)，但從工藝實現方面來看，(b)或(c)對刀具、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。