连接器的可靠性设计

连接器检测一般涉及以下几个项目：插拔力测试、耐久性测试、绝缘电阻测试 、振动测试、机械冲击测试、冷热冲击测试

、混合气体腐蚀测试等 。

连接器具体测试项目如下：

（一）连接器插拔力测试

参考标准：EIA-364-13

目的：验证连接器的插拔力是否符合产品规格要求。

原理：将连接器按规定速率进行完全插合或拔出，记录相应的力值。

（二）连接器耐久性测试

参考标准：EIA-364-09

目的：评估反复插拔对连接器的影响，模拟实际使用中连接器的插拔状况。

原理：按照规定速率连续插拔连接器直至达到规定次数。

（三）连接器绝缘电阻测试

参考标准：EIA-364-21

目的：验证连接器的绝缘性能是否符合电路设计的要求或经受高温，潮湿等环境应力时，其阻值是否符合有关技术条件的规定。

原理：在连接器的绝缘部分施加电压，从而使绝缘部分的表面或内部产生漏电流而呈现出来的电阻值。

（四）连接器耐电压测试

参考标准：EIA-364-20

目的：验证连接器在额定电压下是否能安全工作，能否耐受过电位的能力，从而评定连接器绝缘材料或绝缘间隙是否合适。

原理：在连接器接触件与接触件之间，接触件与外壳之间施加规定电压并保持规定时间，观察样品是否有击穿或放电现象。

（五）连接器接触电阻测试

参考标准：EIA-364-06/EIA-364-23

目的：验证电流流经接触件的接触表面时产生的电阻值。

原理：通过对连接器通规定电流，测量连接器两端电压降从而得出电阻值。

（六）连接器振动测试

参考标准：EIA-364-28

目的：验证振动对电连接器及其组件性能的影响。

振动类型：随机振动，正弦振动 。

（七）连接器机械冲击测试

参考标准：EIA-364-27

目的：验证连接器及其组件耐冲击的能力或评定其结构是否牢固。

测试波形：半正弦波，方波。

（八）连接器冷热冲击测试

参考标准：EIA-364-32

目的：评估连接器在急速的大温差变化下，对于其功能品质的影响。

射频连接器可靠性设计探讨

李明德 提要：本文从可靠性的基本概念入手，阐述了射频连接器在可靠性指标方面的特殊性。进而从实施质量体系认证制度，强化设计控制；做好设计验证、优化设计、安保设计和冗余设计；继承传统，发扬企业优势；以曾现失效模式为鉴，避免失效现象重现等方面，阐明了可靠性设计的具体措施和内容，以达到提高射频连接器固有可靠性的目的。 关键词：射频连接器 可靠性设计 固有可靠性 1 引言 提到可靠性，不论对射频连接器设计者、制造者、还是对射频连接器使用者来说都是非常关注、非常重视的问题。产品的可靠性是产品质量的重要体现。产品可靠性的高低，体现了产品质量的好坏。高可靠，既是使用者殷切的希望，也是射频连接器设计者、制造者追求的目标。射频连接器的可靠性，与其设计选用的材料、生产工艺、生产过程、质量控制及其正确使用有关。但对射频连接器的固有可靠性而言，起决定性作用的是在连接器生产定型前的设计各阶段。即：方案论证、初样设计、初样验证、正样设计、设计确认（设计定型）、小批量试生产和生产定型等阶段。在这个研制全过程中，既是产品设计的全过程，也包含了可靠性验证和可靠性增长的过程，同时，也是进行了可靠性设计的全过程。 射频连接器可靠性设计的主要依据是：射频连接器研制任务书，合同或技术协议书，以及相关的产品标准、法规和技术条件。可靠性设计的指导思想是在以“预防为主”的方针指导下，在产品设计过程中，采取可靠性设计技术，既要使产品符合射频连接器相关标准、法规，满足用户要求，又要达到增强产品固有可靠性的目的。 2 射频连接器在可靠性指标方面的特殊性 关于可靠性这个概念，它的定义为：产品在规定的条件下完成规定任务的可能性（概率），叫做产品的可靠性。所谓规定的条件是指：规定的时间、产品所处的环境条件、维护条件、使用条件及其完成规定任务所规定的时间。完成规定任务的可能性往往用一个大体的百分比值来表示。这意味着，如果有大批同样产品，则大体上有多少百分比的产品能完成规定的任务。因而，产品的可靠性指标则定义为：在军用规范的额定条件下所获得的失效率的最大值。一般以每小时负n次方（10-n /小时）来表示。这种概念进一步深化，就是概率。 一般来说，产品的可靠性包括如下三大指标：第一，保险期。产品出厂时间越久，一般来说它完成规定任务的可能性就越低。所以，一定的可靠性是对一定的时期而言的，这个时期通常叫做产品的保险期；第二，有效性。当需要产品执行任务时，它在规定时间内能够执行任务的可能性，叫做产品的有效性。有效性决定于产品出故障的可能性的大小，发生故障所在部位及排除故障所需时间的长短，备份件是否足够。适当的维护，假如定期周密地进行检查、维修、更新，可以提高产品的有效性；第三，狭义可靠性。指产品在规定时间内完成规定任务的无故障工作的可能性。有的用无故障工作时间来表示，有的用MTBF（平均故障间隔）来表示。 以上是一般意义上理解的产品可靠性及其特点。对于射频连接器，不论是我国军用标准（GJB），还是我国的国家标准（GB/T）；不论是美国的军用标准（MIL），还是国际电工委员会标准（IEC），都没有规定射频连接器的可靠性指标，也没有规定具体的质量等级。MIL-HDBK-217E，1986年《电子设备可靠性预计手册》中也说：“有些元器件是按老的规范制造，既无可靠性指标，未规定质量等级。这些一般只有两个质量等级，即：军用（高档）或民用（低档）。” 射频连接器就属于这种元件。关于射频连接器的可靠性指标问题，在二十世纪九十年代，在我国行业内曾有人进行专门研究，最终仍无法确定可靠性指标。至今为止，对射频连接器不仅没有规定可靠性指标，也不规定通常意义上标志产品可靠性的三大指标，即：保险期、有效性和无故障工作时间。 关于射频连接器的质量等级，虽然在我国射频连接器的有关标准中，没有规定质量等级，但是在我国指导性文件：GJB/Z 299A-91《电子设备可靠性预计手册》中，给出了元器件（包括射频连接器）质量等级的概念。定义为：元器件装机使用前，按产品执行标准或供需双方的技术协议，在制造、检验及筛选过程中其质量的控制等级。并根据执行标准的不同，确定了射频连接器的质量等级及其质量系数πQ值。满足计算连接器的工作失效率模型λp值的需要。以便对电子设备可靠性进行预计。 对于射频同轴连接器，虽然没有规定可靠性指标，也不规定通常意义上标志产品可靠性的三大指标：保险期、有效性和无故障工作时间。但是，不等于对射频连接器没有可靠性要求，更不能以未规定相关的可靠性指标为由，放松或降低对射频连接器可靠性的要求，以及进行可靠性设计的要求。由原材料制成元器件，元器件构成组件，组件再组成日益复杂的尖端系统，所有的电子产品从材料到工作系统的各阶段都存在可靠性问题。因此在研制和设计的每一阶段，应该把查明可靠性工程所发生的影响作为一条纪律，以便在工程上对不可靠性的问题给予特别关注。因此，在新品研制、产品改进和改型时，均应有可靠性要求，在性能、功能设计时，应同步进行可靠性设计。这些也是用户特别关注的问题。所有电子产品是这样，射频连接器也是如此。 对于射频连接器，一般都规定应符合的电气性能、机械性能和耐环境性能。其可靠性要求也体现在这些性能要求上。按有关标准规定，这些性能是： 电气性能和指标。例如：特性阻抗，频率范围，电压驻波比（VSWR）,插入损耗，接触电阻，绝缘电阻，耐电压，射频泄漏和无源交调（PIM）指标等； 机械性能和指标。例如：标准规保持力，插拔寿命，电缆夹紧装置对电缆抗拉伸、弯曲和旋转的能力，连接机构抗拉强度，耐力矩，中心接触件的固定性，耐振动，抗冲击等； 耐环境性能和指标。例如：温度范围，高温、低温，温度循环或温度冲击，长期潮热，盐雾，低气压，密封等。 3 射频连接器可靠性设计 可靠性设计是产品整个设计过程中的一个重要组成部分。它与整个设计过程同步进行，贯穿于产品整个设计的各个阶段。它是提高产品固有可靠性的根本保证。 可靠性设计的内容包括对产品的可靠性进行技术设计（产品固有可靠性设计），可靠性预测和使用维修可靠性设计等。可靠性技术设计是在设计上采取措施，以保证产品性能指标得以实现。它包括选用适当的原材料、工艺、结构设计、热设计、抗电磁干扰、低交调（PIM）设计、防振动、冲击、防潮和密封等措施，以及维修使用的条件要求等。当现实的条件不能满足要求的可靠性时，在设计上如何采取可靠性补救措施等。 如何才能搞好可靠性设计，这与企业的质量管理认证体系，设计控制等的运行有效性有关，与产品设计技术人员的技术素质、设计水平和经验积累的多少有关，与企业的产品生产条件，可靠性验证条件有关。综合有关因素，搞好射频连接器可靠性设计工作，主要应考虑以下四个方面的内容。 3.1有效实施质量体系认证制度，强化设计控制，是搞好可靠性设计的基本保证 产品的可靠性是产品质量的一项重要标志。从某种意义上讲，产品可靠性的高低客观地反映了产品质量的好坏。长期以来，为提高产品的质量和可靠性，尤其是军用产品的可靠性，不仅在可靠性研究和可靠性培训方面有关部门做了大量的工作，同时，也在质量和可靠性管理方面取得了卓有成效的具体措施。从开展“七专”工作模式，全面质量管理模式，到上个世纪八、九十年代，随着世界范围内开展推广的质量体系认证工作，在我国也相继实施质量体系认证制度。在军品生产科研单位，强制性要求必须实施质量体系认证制度。 质量体系认证制度将所有影响产品质量、可靠性的因素，包括技术管理和人员方面都采取了有效的方法进行控制。它涵盖了开展的可靠性管理、可靠性设计和可靠性验证等方面的诸多内容。因而具有减少、消除，特别是预防产品缺陷的机制。这与进行可靠性设计，贯彻以“预防为主”的方针相互吻合。一言一蔽之，质量体系具有持续、稳定地满足质量要求和产品可靠性的能力。国际、国内实施质量体系认证制度的实践，也证明了这些观念。 产品的可靠性，与其结构设计，选用的材料、生产工艺、生产过程、质量控制及其正确使用有关。但对产品的固有可靠性起决定作用的是在生产定型前的各阶段。这些也是贯彻质量体系中设计控制部分的主要环节。供方通过设计把需方（顾客）和其它相关要求转化为对采购、制造、检验和服务等技术规范和文件，体现了产品质量的适用性。设计控制就是要从设计策划开始，到设计确认的全过程实施控制和验证。通过制定并执行产品设计控制和验证的文件化程序，使设计工作有计划按程序地进行，以确保产品的适用性能和可靠性，满足顾客和有关要求。可靠性设计融入其中，同步进行。 采用射频连接器产品设计定型前的一般设计程序如图1。 方案评审初样设计评审编制工艺文件正样设计评审完善工艺文件鉴定试验鉴定委员会

光伏连接器的可靠性设计

1. 引 言

随着能源危机与环境污染的日趋严重，开发可再生清洁能源成为国际范围内的重大战略问题之一。太阳能是取之不尽，用之不竭的清洁能源，被公认为是一种极好的替代能源，因此，开发利用太阳能成为世界各国可持续发展能源的战略决策。其中太阳能发电是大规模经济地利用太阳能的重要手段，特别是近年来太阳能发电得到了快速发展，同时也带动了各国对大阳能电池组件及相关器件的研究、设计和制造的大力投入。

太阳能电池是太阳能发电系统中的核心元件之一，而一个太阳能电池只能产生大约0.5—0.6伏的电压，远低于实际使用所需电压。为了满足实际应用的需要，需要把多个太阳能电池板通过光伏连接器组成太阳能电池方阵，以获得所需要的电压和电流。光伏连接器作为其中的组件之一，同样受使用环境，使用安全、使用寿命等因素影响，因此要求连接器具有高可靠性。

2. 光伏连接器可靠性要求

光伏连接器作为太阳能电池组件的构成部分，其应该能够在恶劣、反差变化大的环境气候条件下使用。虽然世界上不同地区的环境气候各不相同，且同一地区的环境气候反差变化也很大，但是环境气候对于材料及其制品的影响，归纳起来有四大因素：首先是太阳辐射，特别是紫外线对于塑料、橡胶等高分子材料的影响；其次是温度，其中高低温交变对材料和产品更是严酷的考验；此外是湿度如雨、雪、凝露等以及其他污染物如酸雨、臭氧等对材料的影响。再者是要求连接器有高电气安全防护性能，而且使用寿命须在25年以上；所以光伏连接器的性能要求有：

1） 结构安全、牢靠，使用方便；

2） 耐环境气候指标高；

3） 高密封性要求；

4） 高电气安全性能；

5） 高可靠性；

表1 主要性能要求

序号 性 能 项 目 性 能 参 数 或 要 求

1 最 大 耐 压 1000Vd.c.

2 最大工作电流 15A--20 A

3 使 用 温 度 - 40℃~+85℃

4 环 境 湿 度 相对湿度10% ~ 97%

各类连接器可靠性维护检查方法

摘要 当前各类连接器品类繁多，由于结构老化及工程人员使用问题，导致各类连接器可靠性下降情况较为严重，本文对各类连接器特性进行了分析和比较，提出了可操作性强，实效性强的可靠性维护检查方法。

关键词 连接器；可靠性；检查维护

0 引言

连接器，即电连接器，一般由插头和插座两部分组成。通过插头和插座的插合，为电子设备提供电气连接，以便设备的组装、维修、置换。线缆连接情况以及接口紧固情况是设备可靠性检查中必不可少的一项内容，大多数故障原因出在连接器上。在大量可靠性检查的经验基础上，针对各类设备连接器型号差异性较大、检查维护方式不同的情况，总结了各类连接器的检查维护要点。

1 维护检查普适原则

1.1 做好防静电措施

静电的特点是高电压、低电量、小电流和作用时间短。人走过化纤地毯的静电大约是35000伏，翻阅塑料说明书大约7000伏，已远远超过了特装系统敏感器件的承受能力。

防静电设备有除静电球、防静电工作服、防静电手环、离子风机等。在接触设备之前，必须首先穿上防静电工作服，之后触摸除静电球。待放完静电之后方可带上防静电手环进行操作和维护。通过以上一系列操作，能避免由于静电放点引起的元器件硬击穿和软击穿，保证设备安全。

1.2 切忌频繁插拔

无论是插针与插孔构成的插合式接触组合件，还是光纤接口，其接触体都应满足四点：一是要在振动、冲击条件下电接触良好；二是插拔方便，连接可靠；三是一般应有至少插拔500次的寿命；四是必须保证当接触体各部分的尺寸及其在绝缘体中安装位置的公差关系处于极限位置时，其电气和机械特性仍能达到设计要求。

1.3 确保线缆不受力

由于焊接工艺以及设备晃动影响，线缆与连接器焊接部位、连接器插头与插座接合部位一般为整个线缆的故障易发生点。在维护检查连接器的同时，必须首先关注线缆受力情况，方法是轻抬连接器末端的线缆，感受受力情况。若受力较大，应及时使用扎带固定线缆，避免长期扯动导致接口松动或焊接处断开等故障。