電子製品の接触不良——コネクタ（コネクタ）を例にとると

   電子製品の接触不良には、コンポーネント自体の接触不良、コンポーネントが相互接続されているときの接触不良、はんだ付け不良 (通常はコンポーネントと PCB) が含まれます。以下では、接触不良の問題を分析するための例として、最も一般的なコネクタ (コネクタ) 間の接触を取り上げます。

    コネクタとは、一般的にピンコンタクトとメスコンタクトを接続するものです。一般的に部品のピンや端子には、鉛錫合金メッキ、純錫メッキ、ニッケルメッキ、銀メッキ、銀パラジウム合金メッキ、金メッキなどのメッキ層が施されています。これらのメッキ金属間の接触。

   もちろん、異なるメッキ金属の導電率は異なり、対応する接触抵抗も異なります。一般的に電気伝導率は金が高く、銀がそれに続きます。

   溶接工程において、溶接は実際には合金を形成する工程であるため、合金自体が良導体であるため、溶接自体の信頼性は、溶接不良でない限り比較的高いものとなります。しかし、コネクタ同士の接続は面同士の接触に依存するため、接触不良を起こしやすいです。より具体的な理由は次のように分析されます。

2 つの金属表面間の接触が良好かどうかは、主に材料 (金属が異なれば導電率も異なります)、接触圧力、および実際の接触面積に依存します。材料の種類については、前述のとおり、一般的なデバイスのコーティング材料は基本的に良導体でできており、接触不良への影響はほとんどありません。

コネクタの接触圧に関しては、コネクタはホールコンタクトの弾性力に依存して、ピンコンタクトに一定の圧力を与えます。一般に、圧力が高いほど接触が良くなります。もちろん、一般的に小さくて薄い穴の接点は、過度の圧力を提供する可能性は低いです。また、ホールコンタクトピース自体の弾力性が良くないと、圧力が小さくなり、接触があまり良くありません。

同時に、ホールコンタクトやピンコンタクトが変形すると、実際の接触面積が小さくなり、接触不良につながる可能性があります。同時に、もちろん、コネクタのホールコンタクトまたはピンコンタクトは、一般にプラスチックに接続されます。ピンが多すぎると、プラスチックに取り付けられた 1 つまたは複数の接点の位置がずれることがあります。そのため、コネクタを挿入する際に、これらの接触がずれていると、良好な接触が得られない場合があります。

以上をマクロな視点で分析。次に、接触の問題をミクロレベルで理解します。

接点の表面は、肉眼では滑らかに見えます。実際、これらの接点の表面は滑らかではありません。したがって、２つの接触要素の表面が接触している場合、それは実際には凹凸面の間の互い違いの接触である。接している凸と凸、接している凹と凹があり、もちろん相手の凹の中に凸が埋め込まれているのですが、一般的には凸と凹の形状や大きさが完全に一致するわけではないので、埋め込まれたときに部分的にしか接しないこともあります。 .

そのため、表面で密着しているように見える金属面は、実は凹凸面同士の接触なのです。実際の有効接触面積が大幅に減少しました。もちろん、2つの面が接触している場合、接触面間の圧力が接触状態に影響します。圧力が高い場合、2 つのサーフェスは互いに深く埋め込まれます。同時に、一部の突起は圧力によって変形し、目立たなくなり、周囲の低い場所が互いに接触することが可能になります。したがって、圧力 のサイズは、実際には、最終的にサーフェス間の実際の有効接触面積のサイズに影響します。

一方で、金属表面の酸化や不純物も接触不良の原因となります。ピンや端子が酸化していないと言い、肉眼で確認できます。実際、空気にさらされた金属はさまざまな程度に確実に酸化されます。酸化の程度は、金属の材質、環境条件、および保管時間と密接に関係しています。

一般的な意味で肉眼で判断する「酸化なし」は、酸化がそれほど深刻ではないことを意味します。実際、酸化は客観的に存在します。金属酸化物は導電性ではありません。したがって、これらのピンまたは端子の表面の特定の領域には特定の酸化物層が分布しており、これらの酸化物層は実際の有効接触面をさらに減少させます。

一方で、不純物の影響も無視できません。金属表面は、他の物質と接触すると不純物を拾います。例えば、人間の手の皮膚には、汗ジミや皮脂など、実はたくさんの物質が付着しています。人間の手がピンや端子に触れると、これらの不純物が表面に付着します。

また、空気中には、ちり、ちり、さまざまな物質が摩擦してできた粒子、排気ガス、煙、人造繊維のちり、塩水噴霧、人体のくずや唾液、微生物など、大量のちりが含まれています。の上。空気にさらされた金属は、これらの粒子を拾うことになります。これらの不純物は肉眼では見えないため、これらのコンポーネントのピンまたは端子は「クリーン」と見なされる場合があります。誰もが知っているように、これらの不純物は原子にとって「怪物」です。不純物が金属表面を覆い、2 つのデバイスの金属原子間の直接接触に影響を与えるため、実際の有効接触面がさらに減少します。

上記の圧力、変形、酸化、および不純物の問題はすべて、金属表面部品の接触に影響します。肉眼で考える金属同士の「良好な接触」の実態は、人々が想像するほど完璧ではありません！第二に、誰もが悩まされているもう 1 つの問題があります。なぜ、コンタクトには良い時間と時差ぼけがあるのでしょうか。

金属が接触しているとき、明らかな外力があると接触状態が変化します。たとえば、コネクタの接触が悪い場合は、手で押しても問題ない場合があります。一部のデバイスは内部の接触が悪く、このデバイスをノックすると、再び正常になる場合があります。しかし、表面上は奇妙に見える接触不良現象がまだいくつかあります。

たとえば、一部の人々は、私は明らかにそのデバイスに触れていませんが、どのようにして良好な接触から不良な接触に変化したのでしょうか (または、不良な接触から良好な接触に変化したのでしょうか? ここでの「良い」と「悪い」は実際には接触抵抗を指します。小さいか大きいか、または開回路でさえありますか？

一般的に「触れない」とは、デバイスに直接触れないことを意味します。そのため、デバイスに新たな外力がかからない、接触状態が変化しない、と考えている方も多いと思います。これは本当にそうですか？

完成品に何らかの装置が取り付けられ、完成品がテーブルに置かれることを想定しています。このとき、デバイスは静的な状態にあり、力の平衡状態にある必要があります。すると、誰かが完成品を手に取りました。この時、内部の部品は新たな外力を受けましたか？新たな外力を受けたことは確実に言えます。

簡単に言えば、デバイスが静的から可動に変化し、運動の状態が変化したため、新しい外力の影響を受けているに違いありません。物理学のバックグラウンドが少しあれば、誰でもこの問題を理解できます。デバイスは力を受けるため、反作用、接触面間の変形または変位が発生し、以前の接触状態が変化する可能性があります。上記の理論をもう一度思い出してみましょう。金属表面間の接触は凹凸のある犬歯の接触であり、これらの表面にも酸化層と不純物があります。

前回のコンタクトが丁度良い（または悪い）コンタクトの臨界点だった場合、考えてみましょう、この状態が変化した場合、いくつかの可能性があります。 .

これはすべて、次の3つの要因に依存します。1.表面の凹凸の程度、酸化物と不純物の分布。 2. 初期接触状態。 3. 力または変形 (または変位) の方向。上記の 3 つの要因のいずれにも、無数の可能性があります。したがって、外力の作用の後、その結果には無数の可能性があります。

たとえば、接触不良から良好接触へ、または接触良好から接触不良へ。もちろん、外力を受けて接触が悪くなり、接触が良くなった後はまだ良いということもありえます。また、良好な (または不良な) 境界線上の接触状態にある表面が、場合によっては良くなったり悪くなったりすることに継続的にさらされる可能性もあります。

もちろん、この変化は通常の行動では元に戻せない場合があります。例えば、外力が作用する前の接触不良の場合、外力が作用した後は、互いに一致するバンプがたくさんあるだけです。次に、隆起が互いに「噛み合う」ため、一般的な外力を受けた場合でも、隆起はよりよく閉塞します。 OK、それでも「良好な接触」と表示されます。もちろん、この種の接触の間の圧力が十分に強くなく、不純物が多い場合、短期間で接触不良が発生しなくても、長い間、さまざまな要因が影響し続けます。 、 日があるかもしれません。つながりにくくなります。

また、機器間の熱膨張・収縮も接触面に影響を与え、応力や変形の原因となります。周囲温度の変化に加えて、マシン自体が発生する熱もマシンの内部温度の変化を引き起こします。動きは絶対です。上記の様々な変化と動きは、接触面間の状況に常に影響を与えています。表面上、人々はこれらのデバイスが「移動」されておらず、表面が滑らかではないと考えていますが、実際にはこれらの接触面に外的要因が作用し続けており、接触面の接触状態は「壮大」になっています変化します。

一部のデバイスは内部で破損していますが、セクションはまだ互いに接触しています。したがって、外部からテストしても導電性があります。しかし、この連絡先は非常に信頼できません。ブレイク後、断面を拡大してみると凹凸が多いからです。再度接触した際に若干のズレがあります（上記の説明によると、皆さん「動く」という印象が強いと思います）。ちょうど壊れたときのようにはめ込むことができないため、接触面積が大幅に減少します。同時に、それらの間の接触、表面間の圧力は非常に小さいです（単に「接触」するだけです）。したがって、このような表面的な接触は良いことであり、外の世界がある程度機能すると、いつか完全に道が開かれます。