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对于USB母座设计需要考虑的因素浅析

作者:超级管理员时间:2021-10-29 17:17:5595次浏览

信息摘要:

遇到恶劣环境条件的应用需要具有适当材料、外壳、触点、入口防护等级、标准合规性和装配功能的USB母座解决方案,但为最恶劣的环境条件设计USB母座解决方案并非易事,恶劣环境USB母座需要满足广泛的设计要求,以确保长期可靠的性能。恶劣环境USB母座具有多种外壳样式、形状、尺寸,材料和组件类型可选择,以满足这些...

  遇到恶劣环境条件的应用需要具有适当材料、外壳、触点、入口防护等级、标准合规性和装配功能的USB母座解决方案,但为最恶劣的环境条件设计USB母座解决方案并非易事,恶劣环境USB母座需要满足广泛的设计要求,以确保长期可靠的性能。

  恶劣环境USB母座具有多种外壳样式、形状、尺寸,材料和组件类型可选择,以满足这些不同应用的需求。许多恶劣环境USB母座甚至超过了军事应用所需的规格,包括用于石油和天然气勘探、回收和精炼的USB母座。然而,所有恶劣环境应用USB母座都需具备材料、坚固的设计、高度可靠的触点、耐用的外壳和坚固的组件相结合。

  如果正确设计满足这些规范,USB母座的防护等级将达到IPX7或IPX8,符合应用规范。如果不满足这些规格,接触故障可能会对固定设备造成损坏,甚至导致用户伤亡的严重后果。以下是确保USB母座满足恶劣环境标准的几个关键设计考虑因素。

USB3.0母座

  考虑USB母座的设计材料:

  更高质量的USB母座设计材料可产生更高质量的USB母座触点,铜合金通常用于商业应用中使用的插座,而对于恶劣的环境通常使用铜合金,因为它们具有高耐腐蚀性。由于其抗拉强度和耐用性,铅镍铜和铍铜也是坚固触点的理想材料。

  考虑USB母座的电触点设计:

  高质量的电触点(即插针和插座)是任何高性能USB母座的基础,电触点在信号传输的完整性和可靠性方面起着至关重要的作用。尤其是在石油和天然气勘探、回收和精炼设备等恶劣环境中,坚固的触点利用优质材料和端子来满足严苛的应用要求。

  考虑USB母座的电镀设计:

  电镀材料对于USB母座触点的性能特征也至关重要,根据多种性能特征选择材料,包括耐腐蚀性、导电性、导热性、可焊性、耐磨性、使用寿命和红外反射率 (IR)。对于恶劣的环境,通常需要至少50微英寸的重镀金,该镀层符合MIL-G-45204镀层规范,可抵抗泥土、污垢、湿气、盐雾和其他污染物的腐蚀,而且金还提供出色的导电性、导热性、可焊性、耐磨性和使用寿命,而较厚的镀金会增加插拔次数。

  选择性镀金已成为电镀电触点的一种极具成本效益的方式,因为它使用较少的金而不会降低触点的功能。选择性镀金通常用于商业应用,其他电镀材料(包括银、铜、镍和锡)也是如此。为了进一步保护触点,通常使用非腐蚀性不锈钢罩,并且通常采用圆形引入线以确保正确的公针对齐。

USB Type-C防水母座

  考虑USB母座的包覆成型设计:

  恶劣环境USB母座设计必须确保水分和其它污染物不会沿着包覆成型材料粘附到金属触点的路径渗入触点内部,有机硅通常用作主要密封剂。一种特殊技术是将触点粘合在氯丁橡胶高性能橡胶中,该橡胶可提供高达70°C的出色防潮和耐热性。硅橡胶应用广泛,通常可作为单组分或两组分聚合物与填料一起使用,以提高性能或降低成本。

  考虑USB母座的外壳设计:

  USB母座的外壳可以由多种材料制成,以满足耐用性、重量、耐腐蚀性和成本等应用要求。根据这些要求,可以使用热塑性外壳和压铸金属外壳来承受苛刻的条件,耐用的热塑性外壳比金属外壳更轻且更具成本效益,还耐腐蚀,因此不需要保护涂层。

  USB母座的金属外壳更为坚固,在更大的力下比最坚固的塑料外壳更能保持形状,还具有更高的耐热性。而铝通常用于石油、天然气和石化应用中的USB母座外壳材料,为防止腐蚀,可使用II类1级硫酸阳极氧化处理这些铝USB母座外壳,其最小厚度为0.4毫米(10 微米)。

USB 3.1 C TYPE母座

  考虑USB母座的选择性纹理设计:

  USB母座触点电镀后应对恶劣环境加固的触点进行选择性纹理处理,以在包覆成型过程中改善与橡胶的粘合。在键合前对触点进行选择性纹理处理可去除杂质并产生粗糙表面,以确保适当的粘附并显着提高键合强度,这对于在恶劣环境中使用的触点尤其重要。

  结论上述,恶劣环境条件(例如冲击、振动、污垢、灰尘、湿气和高压)的应用需要具有可靠的USB母座解决方案,因为恶劣环境USB母座解决方案的开发涉及许多设计因素,从触点到外壳,所有USB母座元件都必须提供坚固耐用的性能以满足应用的需求。


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