Geltek硅凝胶垫片在电子连接器上的保护应用

电子连接器经过演变，已经从简单的线对线接口组件发展到能够传输大量数据的组件，可满足视频和自动驾驶等应用的需求。同时，连接器也面对着更苛刻的环境条件，如液体、有害气体、极端温度、机械冲击和振动的影响。为了提高连接器的可靠性和寿命，包括航空航天和汽车领域在内的许多行业都选择在设计中加入柔性热塑性凝胶垫。

新迪赞（Resin Designs） 凝胶垫凭借卓越特性成为密封电连接器的绝佳选择。但是，在任何密封应用中，密封件和被密封件都应被视为一个整体，不应分开考虑。电连接器的密封也是如此。密封件和连接器必须相互兼容，共同实现充分的密封保护。

下文简单介绍几种适合凝胶垫保护的连接器。如需更详细的讨论和分析，请联系我们。

什么是凝胶垫？它们的作用原理是什么？

凝胶通过产生两种效应来形成密封。它可以用于多种物体。首先，凝胶受到压缩后会贴合待密封的物体，凝胶的表面与待密封物体的整个表面相接触。随后，在热力学作用下，凝胶便会比水或空气更容易涂覆到物体的表面上。这样，凝胶便能够为被密封件阻挡空气和水。凝胶兼具贴合物体表面并涂覆(或润湿)表面的能力，从而能够形成密封。这两种效应缺一不可。

单个凝胶复合密封件用于密封连接器中的所有接触腔。它们不用作单独的电线密封件。尽管凝胶复合密封件状似实心物件，但它的触头插入位置其实经过预先切割。这样可以尽量减小触头插入时的阻力。

凝胶密封圈必须被封闭固定并受到压力，才能起到密封作用。因此，连接器背面需要有一个密封凹槽，用于容纳凝胶密封件。密封凹槽必须完全包住凝胶密封件的侧面，因为这是主要的密封界面。连接器背面用压缩帽锁定，以便压缩凝胶。这样，凝胶密封件便在连接器密封凹槽的底面与压缩帽之间被压紧。为了确保对凝胶施加合适的压力，必须妥善设计和控制连接器密封凹槽的底面与压缩帽之间的间隙。

触头插拔时要经过凝胶密封件，插拔过程中一般会沾到凝胶。大量测试结果证实，触头的电气性能不会因为沾到凝胶而受影响。初始接触电阻和长期接触电阻都不会受到凝胶的影响。

哪些应用最适合使用凝胶密封件？

没有哪种材料是万能的。同理，凝胶并非在所有情形下都是最合适的解决方案。下表概括了与汽车连接器市场相关的一些应用特点。凝胶在给定应用场景中的密封能力在一定程度上取决于它与应用特征的兼容性。本文仅从“触头类型”和“连接器类型”两个因素进行说明。同样，如需有关其他因素的详细讨论，请参阅我们上一篇公众号文章。

您可借助以下基本要素清单来分析您的项目以及使用凝胶垫进行密封和保护的合适性。

设计规则概要

1.   连接器必须有背面凹槽，用以放置凝胶。

2.   连接器必须有能够对凝胶施加压力的压缩帽。凝胶上的初始压力应为 Pi = 1 bar (1 kg/cm2)。

3.   连接器压缩高度公差不应导致 Pi > 2 bar 或 Pi < 0.5 bar。

4.   需要为每个连接器生成压缩曲线。

5.   总固体凝胶支持物应占总量的 50% 至 70 %。

6.   边缘支撑应 ≥ 2。

7.   触头/空腔截面面积占比应 ≤ 55%。

8.   接触腔的形状应与触头的形状相符。

9.   触头与接触腔壁之间的间隙应 > 0.15 mm。

10. 插入时，触头应居中。

11. 建议在沿连接器较长边的一侧使用对称闩锁，用于压缩帽。

12. 建议在压缩帽上做一个 45°的倒角，以便更好地分布应力。

13. 必须避免凝胶垫直接受到喷水冲击。

结论

硅凝胶垫为电气连接器提供独特的性能，有利于增加保护和延长使用寿命。然而，并不是所有的连接器都非常适合使用凝胶垫，因此请在设计时注意本文提出的参考建议，充分利用凝胶垫保护的优点。

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原文始发于微信公众号（新迪赞 Resin Designs）：Geltek硅凝胶垫片在电子连接器上的保护应用