连接器是任何电路的信号和电能流路径中的基本部件。尽管设计师往往会首先关注连接器主体，以确保其适合可用的空间尺寸并可支持正确数量和类型的接触件，但是，这种方法可能是错误的。一个成功、可靠且具有成本效益的产品设计需要考虑整个信号/电能的路径。无论是板对板（见图1）、板对系统还是系统对系统接口，实际情况是，任何设计都可能由于连接器和接触件选择不佳而受到不利的影响。尽管一开始往往最注重的是连接器主体的样式，但在所选主体内部选择和使用的接触件类型及其结构，包括形状因素、接触点数量、材料、电镀厚度等，同样对整体设计的成功起着非同寻常的作用。
对于接合后的连接器而言，仅仅提供低电阻欧姆接触已经无法满足要求。尽管这对于直流大功率和低频信号可能已经足够，但是，当今的连接器通常都承载了几百兆比特/秒（Mb/s）的速率，甚至是几千兆比特/秒（Gb/s）级别的数据，因此性能和信号完整性参数的一致性变得至关重要。
为了帮助实现这种一致性，用于更高速度应用的连接器现在都带有SPICE模型，某些甚至还带有散射参数（s-parameter），这一点清晰地表明，对它们的期望将远远超过直流或低频通路。
在连接器方面，用户有3个基本的问题：电气性能、机械形状因素和成本。尽管与尺寸和适配度相关的机械问题过去曾是选择连接器时最具挑战性的问题，但是现在，电气性能的重要性与之相当，甚至更胜一筹。当然，成本始终都是一个问题，但它随着应用和市场需求而发生变化；显然，航天任务的成本限制与汽车信息娱乐系统的成本限制大为不同。现在，越来越多的设计师需要将连接器视为整个系统的一部分，而不是在设计周期即将结束时才去确定的某个物料清单（BOM）项目。要想让连接器满足电气目标，在指定连接器时，需要仔细考虑主体内部的接触件。还应注意的是，选择错误的接触件样式或电镀并不意味着产品就无法正常工作；相反，可能一开始工作正常，但最终会因为产品在使用几个月之后变得不可靠或出现故障，而引起更为严重的问题，这一点恐怕会让人大失所望，并付出较高的代价。绝佳策略：寻求帮助经验告诉我们，除了选择连接器和接触件之外，同样需要选择电气/电子工程师或适用于项目的机械工程师。正因为如此，最聪明的方法就是在寻求帮助时，找到特定领域内经验丰富、见解深厚的专家，以及已帮助其他人处理过设计团队所面临的类似情况的人员。连接器供应商拥有专家，他们可以检查情况并提出相关建议，指导设计师在错综复杂的连接器和接触件选项，以及权衡因素中做出选择，从而满足应用需求。这方面有个很好的例子：一家公司正在实施某项军事应用，其中连接器处理的是适量的电流（3A）和适中的信号速度。在查看供应商目录之后，设计人员在PES和PCS2系列中选定了“大功率”连接器。设计师之所以青睐这种连接器，是因为它们拥有相对较大和较宽的接触梁，他们认为这意味着连接器会更加坚固。然而，供应商的应用专家向其指出，可以考虑SFM/TFM系列和具有3个接触点（见图2）的Tiger Eye接触系统，如果选择适当的接触件电镀，其尺寸更小，成本更低——并且与PES和PCS2系列同样可靠，同时仍可满足额定电流要求。
Tiger Eye接触件采用多指、多节距的三指设计，具有冗余接触点，同时采用侧擦接合，可提供卓越的机械性能。供应商指南对于设计也非常有用，可以找到采用行业标准来定义的连接器形状因素和主体样式。即使在这种情况下，基于操作条件和最终用途规格细节，也需要在接触件材料、接触件电镀以及相关问题上做出许多决定。这些问题包括但不限于接合/非接合力、摩擦磨蚀和电偶腐蚀。在这些方面做出正确的决定尤其关键，因为设计可能一开始会正常工作，但在几个月或几年的运行后，现场会出现可靠性问题。在这些情况下，排除故障时，“曾经工作过，现在不工作了”这类问题非常难以解决，因为其原因非常细微，名义上似乎只是连接器及其接触件这些简单的组件问题。从基本因素谈起除通常的连接器和接触件额定电流和电压之外，还有几个因素需要考虑：● 在给定连接器主体中选择使用单个、双重或甚至三重接触点，从而确定冗余度和总体可靠性。低成本的单点接触件对于受到限制的、“应用良好”的情况是可接受的，例如固定振动或大量使用的固网电话。对于压力较大的安装，例如汽车或飞机娱乐系统，由于寻找故障和更换连接器/电缆组件的成本很高，只有双重或甚至三重接触才会起作用。请注意，更多的接触点不一定意味着更大的物理接触面积或更加昂贵；这取决于具体的接触组件。● 如果连接器组件的两个部件未正确定向，则连接器接触件对准可能成为问题。查看数据手册即可找到允许的径向和角度对准偏差大小。对于板式连接器，必须在数据手册中定义连接器与印制电路板的连接，以确保两个接合部件满足正确连接时所需的插入深度要求。连接器在印制电路板上的焊接方式还需要遵循相关规范，并注意为保证安全连接而提供的印制电路板铜焊盘的位置和数量，以及焊接过程的回流曲线。● 接触件材料和电镀会对诸如插入/移除循环次数等长期性能因素产生主要影响。在重复插入和拔出的电缆中使用连接器，可能会出现上百个这样的循环；而对于板到背板连接器，循环可能不到50个。接触件电镀厚度是确定连接器在经历多少次循环后仍然满足其性能规格的主要因素。● 黄金是用于接触件表面的优选电镀材料，因为它不会发生腐蚀或反应；其规格包括“超薄”金、10μin、30μin，甚至50μin厚度（1μin=0.0254μm）。为了在降低成本的同时优化性能，许多接触件仅在表面上采用镀金涂层，而对于焊接接触区域或焊接尾部则采用锡镀层。切记，在开发、测试或原型阶段的设计中，所用的连接器可能需要比最终产品经历更多的插拔循环。因此，可能需要订购与最终产品中的连接器其他规格相同、但电镀更厚的连接器，以容许额外的插拔循环，或使用“延长寿命产品”版本。请勿担心：甚至有连接器额定其延长寿命为数千循环，这种连接器采用薄金钯镍电镀。关注可实现长期可靠性的接触件和材料如果去查看连接器分销商的库存，您会发现他们的存货中只有少量已安装了接触件的组装主体（诸如USB等用于大批量市场的商品化连接器除外）。原因很简单：大多数高性能、非商品化连接器都是按照用户要求的特定接触件样式和电镀进行定制销售的。许多连接器在配置上很复杂，这是因为需要在同一个连接器主体上承载电能和信号，因此纳入了适合两者的接触件，例如SEARAY系列高速、高密度开放式管脚场阵列，如图3所示。
在选择接触件和电镀时，设计师需要注意3个相关的问题：接合/非接合力、摩擦磨蚀和电偶腐蚀。简单来说：● 接合/非接合力：接合力主要随着接触几何形态、弹簧刚度和摩擦系数发生变化。接合力具有两个组成部分（如图4所示）：接收的接触件被强制打开时力较大的初始扩展阶段，以及接触件一起移动并接合时力较小的滑动阶段。如果接合/非接合力过高，设计师应考虑使用注入/弹出硬件以提供额外的杠杆力。● 摩擦磨蚀是由于会出现不可避免的0.005in（约0.0001mm）以下的微移动。当两个表面彼此“摩擦”时，接触表面存在微小的“粉化作用”，并由此形成微小金属颗粒表面层。相对运动产生的相关摩擦热引起颗粒与空气中的水分和氧气发生反应。残余物——摩擦磨蚀的产物——导致接触阻抗发生变化，进而影响到信号完整性、串扰和反射。微动磨损随着接触电镀材料和厚度而变化，并且对于贵金属电镀（金）不会产生问题；但是当重复的接合/非接合循环导致薄金电镀磨损时，它确实会成为一个问题。在不了解所使用的微动机制和材料的情况下，很难回答可能产生的问题会有多严重。
● 大多数工程师都熟悉电偶腐蚀；它是指在异类金属接触时有电流生成。这种微型电池引起金属相遇位置上的材料出现腐蚀，而且这种腐蚀会引起高接触电阻以及接触材料的弱化。如果接触件电镀金属相同，就可避免这种情况的发生，但如果接触对一侧的电镀已经磨损，使下面的不同基底金属暴露，则仍然可能发生这种情况。尽管不能避免这种腐蚀源，但可通过使用阳极指数差异更小的金属材料来使其最小化，见表1。如何选择正确的连接器主体和接触件样式，以及接触件材料和电镀，通常让人感到很迷茫。所面临的选择有很多种，每种均提供了初始性能、长期可靠性、接合/非接合循环和接合/非接合循环力、耐腐蚀性、机械公差和成本等许多权衡因素之间的不同平衡。考虑到基本选择和配对的数量，设计团队很容易会花费极大的时间和精力来获得“最佳”选择。然而，这种选择可能最多只是次优选择，而且在最坏的情况下可能是不足够的。在许多情况下，为实现极佳性能、最短上市时间和最低成本，最聪明的做法往往是利用连接器供应商的应用团队。此外，通过他们的应用笔记和博客，您可以确定目标的优先次序，提出正确的问题，并解释最适合的选择。
