射频连接器用开槽插孔的可靠性设计与制造

　　开槽插孔接触件的设计

　　在设计插孔接触件时，为了保证可靠性，重点关注以下几个方面。

　　(1)确保指状接触部分的强度足够，即增大模型中梁的E和Z。可以通过选用性能优良的材料、增大指状接触部分的厚度和减小开槽宽度等来实现。例如，最典型的标准SMA射频同轴连接器，其开槽插孔接触件的指状接触部分很薄(受结构尺寸所限)，强度较差，往往是失效的主要模式。(2)注意设计和控制开槽的长度和数量。开槽的长度直接决定着模型中梁的长度;开槽的数量直接决定着梁的数量和梁的尺寸。

　　(3)设计插孔接触件必须满足射频同轴连接器的电气性能要求。

　　插孔接触件“指状”接触部分强度设计步骤

　　在设计插孔接触件时，可以按以下步骤进行：

　　(1)根据要达到的插入和拔出力(F )要求，依据公式(4)确定在插孔的每个“指状”接触片的端部应产生的正压力(W )。

　　其中：F—要达到的插入和拔出力;

　　n —“指状”接触片数量;

　　μ—插孔与插针之间的摩擦系数;

　　W—“指状”接触片的端部应产生的正压力。

　　(2)确定每个“指状”接触片的端部应产生的正压力(W )后，选择材料(同时还要考虑材料的传导性、工艺性等因素)，根据选用材料的许用应力σb ，确定每个“指状”接触片所能达到的最大正应力σmax，在确定最大正应力σmax时，应考虑安全系数，一般取2～3.5，即：σb =(2～3.5)σmax 。

　　(3)确定最大正应力σmax后，根据公式(5)，确定出单个“指状”接触片的截面模量Z 和开槽长度。

　　(4)根据公式(3)，结合公式(1)、(2)计算出插孔接触件的内径、外径(应根据射频同轴连接器的阻抗和使用频率要求先确定外径，然后再确定内径)。在设计时，由于一般开槽较窄，而且在第二步中考虑了安全系数，所以槽宽引起的作用计算时可忽略。

　　(5)用计算得到的插孔接触件的内径、外径尺寸，验算能否实现射频同轴连接器的电气性能(阻抗是否为50Ω、上限截止频率是否达到要求等)，如果不能实现，则应从第二步开始重新选择材料或在第三步中重新确定接触片的截面模量Z 和开槽长度，或者同时改变。

　　插孔接触件开槽设计

　　“指状”接触片断裂是开槽插孔接触件最常见的失效形式，因此如何设计槽的结构、提高其疲劳强度是设计开槽结构的关键。对于大多数射频连接器生产厂家来说，通常将槽设计成平底式，如图9中的(a)所示，这种结构容易加工。一些人会认为该结构容易在槽底存在应力集中点，容易断裂，而采用(b)或(c)所示的圆弧底形式的结构。从机械方面分析，(b)或(c)所示结构的疲劳强度是优于(a)，但从工艺实现方面来看，(b)或(c)对刀具、工艺方法的要求更高，尤其是超小型射频同轴连接器的插孔接触件。