外企眼中的中国连接器工业

　　电接触学在电连接中的重要意义

　　在一个通信系统或电力传输系统中，存在着大量的连接环节，任何一个连接处出现故障，都会影响系统的可靠运行。恼人的通信系统中断，烦人的计算机错码，骇人的控制系统失灵，误事的传输图象失真，人的生活中一系列不愉快的事情，以及多种事故的隐患，重大事故的发生，往往都与接触不良有关。以阿波罗登月飞船为例：该飞船系统大约有一百万个接点，登月成功并保证按期返回地球，表明其接触点是完全可靠的，实际上，美国宇航局NASA为此投入了1亿美元的研究经费。然而，要使电接触可靠并非易事。它与其它电子元件不同，其可靠性不仅取决于其本身的材料、结构与几何尺寸等参数，更由于接触点大多暴露在大气中，大气污染如尘土、腐蚀性气体、湿度、温度，都会直接影响连接可靠性。由于电子结构小型化。连接器的尺寸亦随之减小，外界大气污染，温度影响和电磁干扰都会造成接触不可靠。近年研究表明，电接触故障是数字通信电路系统中产生高误码率的重要原因之一，实际上电接触发生故障相当于在电路系统中介入了一个多变的网络，从而造成误码，这种误码大多无法用电路方法消除。

　　由于接触表面有一定粗糙度，真正的接触点非常小，(大多在微米范围内)，一旦在该处介入尘土颗粒或腐蚀生成物，用宏观方法是无法观察的，只有借助微观检测手段，常用的如扫描电子显微镜(观察形貌)，X射线能谱仪，X射线波谱仪(分析元素成份)，光学显微镜(观察形貌)等。

　　因为腐蚀生成物大多绝缘，故接触表面不能用一般金属。常用的大多为贵金属，如金合金(镍或钴)钯合金(镍)等，价格因此比较昂贵。检验接触表面质量也只能用微观手段，肉眼无法辨别。

　　机电元件(如连接器)的质量比较难鉴别的另一个因素是时延效应。与其它电子元件不同，其它电子元件如集成电路用仪器当场就能鉴别好坏，检验接触点质量却无法当场做到。比如镀金质量，有的金表面微孔甚多，但要出现故障必须经过腐蚀后生成一定的腐蚀物才能造成故障。故鉴别质量有一个时间的滞后效应，这也是人们造成优劣不分的原因。较快的鉴别方法是作适当的加速模拟腐蚀实验，再用微观手段观察和区分。电子连接是一项系统配套工程。在一般情况下，外行人很难看出我国在这方面的落后程度。国内有的生产厂家生产的连接部件，表面上与西门子、AT&T、NEC等著名跨国公司生产的部件相差无几，金光灿灿，光亮照人，但做过腐蚀试验后即可看出其质量与可靠性均远达不到国际标准。把国内生产的产品与进口产品放在同等条件下做暴露试验，　经过半年至一年后进行测试，结果进口产品的质量大大优于国内产品。

　　由此可见，机电元件从设计上虽然仍保持一定的传统机械设计方法，但内容却极其复杂，它包括：压力、温度、腐蚀、尘土、绝缘、电磁干扰、微小型结构，高频分布参数影响等一系列问题。实际上电接触学及其应用是一门交叉科学，涉及到机械、电子、材料、化学等多门学科。从可靠性角度而言，要在恶劣的环境中应用，而又要求价格低廉是很困难的，一位法国通信公司总裁在八十年代末曾作过估算，他说：在通信系统中，仅连接器、继电器、键盘这三种元件大约占整个通信设备成本的15%-20%，仅连接器为例，1999年国际市场的销售额约为270亿美元。

　　国内外研究近况

　　美国阿波罗登月飞船顾问J.B.P.williamson博士曾说：“电接触科学是电子学的一部分，没有可靠的电子连接，就不可能发展先进的电子学。”电接触及其应用是一门涉及多种学科的边缘学科。在发达国家，它已形成独立的理论以及整套的实验体系。目前，从发表的论文水平及从事此专业专家人数比例等方面来看，我国与先进国家(美国西欧发达国家)之间相差甚远，在我们卫星上天的同时，我国在这方面整体水平与西方甚至前苏联，相比落后约20年以上。发达国家对电接触及连接点的高度重视的例子不胜枚举。60年代末，例如在本文前面提到的：美国在发射登月飞船前，曾邀集电接触专家对飞船的100万个接点进行模拟试验，总耗资达1亿美元，以保证万无一失。在惊叹美国国家宇航局对该测试的巨额投入时，世界同行也对其严谨的科学态度深表钦佩。