浅析低频电连接器详细规范编制

2018-03-20，

机电元件 2018年1期

，

(贵州航天电器股份有限公司，贵州贵阳，550009)

1 引言

详细规范是对产品结构、规格、质量和检验方法所做的技术规定,是对产品的研制、生产、检验、使用和售后服务等活动和结果制定共同使用和重复使用的规范性文件。详细规范一经确认，产品必须按确认后的详细规范进行生产、检验、使用等活动，在近几年的低频电连接器新品研制过程中，经常发现由于详细规范的编制问题给后续的鉴定检验、验收等造成了不必要的麻烦，可见产品详细规范编制质量和水平的重要性。

2 存在的问题

近年来，随着低频连接器型号的广泛应用，其产品规格型号也越来越多，相应的产品详细规范的编制需求也不断增加。虽然相关技术人员均进行了详细规范编制的培训，但在编制过程中仍然出现了标准名称不规范、不遵循六章结构、内容不准确、环境适应性与可靠性规定不完整、检验方法操作性不强、抽样与分组不合理等问题，同时低层次的编辑性错误仍难以避免。本文正是从这几个典型的问题入手，逐条进行分析并给出建议。

3 基本原则与格式分析

3.1 基本原则与建议

通常我们把产品详细规范分为“相关详细规范”和“包含产品全部要求的详细规范”(也即“一揽子规范”)两种。

a)对于“相关详细规范”，因与通用规范一起使用，所以技术要求和试验方法不重复编制，但是应规定产品的外形尺寸，接口尺寸，孔位排列，以及产品的一些特殊技术要求，并注意“就高不就低”的指标规定原则(与协议书、通用规范、国外标准、国外样本对比)。

b)对于“一揽子规范”，则需规定产品的全部要求和内容，一般出现的内容不准确现象多发生在 “一揽子规范”中，建议技术员：技术要求、试验方法、抽样方案、名词术语等多采用相应的基础标准，增加适用性，可检验性和可判定性。

3.2 格式要求与建议

军用规范的典型结构为六章结构，作为企业军用标准，低频电连接器产品详细规范文本格式也应遵循GJB 0.2-2001《军用标准文件编制工作导则第2部分：军用规范编写规定》的六章结构要求，且作为必备要素不可缺失。详细规范构成要素及格式详见表1。

表1 详细规范构成要素及格式

3.3 其他注意事项

详细规范的名称不宜用定语修饰，如“高密度”，“高精度”，“高水平”等，应只针对连接器型号和类别进行描述，如“xx型圆形电连接器详细规范”。

4 环境适应性与可靠性分析

目前，尚存在表征产品环境适应性与可靠性要求规定不完整、试验项目缺项、指标不能满足实际使用需求的问题，这与技术员编制过程受协议书影响有关，试验项目常局限于协议书或通用规范。

4.1 环境适应性分析与建议

环境适应性是指产品适应所预计经历的未来环境的能力，是一种重要的质量特性。协议书中一般仅仅给出相对简单的一些环境适应性要求，或仅仅针对其关注点给出环境适应性要求。但是作为产品详细规范，应根据产品的自身特点和预计的使用场合环境等，完整规定其环境适应性试验项目，及其严酷等级(项目指标)。并应注意协议书的环境适应性指标，一般按照配套装备的实际应用考虑的，低频电连接器作为电子元器件产品，还应满足相应产品通用规范要求，也即指标的选择“就高不就低”。

常用环境性能试验项目有：温度冲击、空气泄漏、液体浸渍、潮湿和盐雾等，具体指标建议参考GJB2446A-2011《外壳定位微矩形电连接器通用规范》，GJB142B-2011《外壳定位小矩形电连接器通用规范》，GJB1438A-2006《印制电路连接器及其附件通用规范》和QJ1796A-1998《分离(脱落)电连接器通用规范》并结合产品自身特点设定。一些低频电连接器根据使用情况还增设了防火焰、高温寿命、臭氧暴露、淋雨、砂尘等环境性能要求。根据实际规范编制情况，重点分析以下几项试验项目，并给出编制详细规范时的注意事项和建议。

4.1.1 温度冲击

a)分析

b)建议

按照常用的试验方法GJB1217A-2009 方法1003和GJB360B-2009 方法107规定指标，其中GJB1217A-2009 方法1003是由空气作为介质，习惯上也称作温度循环，而GJB360B-2009 方法107不仅有“空气介质法”还有用来评价元件经受温度变化速度更快的“液体介质法”，习惯上也称作热冲击，技术员编制时应注意区分。

4.1.2 盐雾

a)分析

试验目的是为确定电连接器在海洋等盐雾条件下，抵御腐蚀的耐久性。盐雾的主要成分是Nacl，Nacl是一种强电解质，在水中完全电离成为钠离子和氯离子，而氯离子具有强烈的穿透性，能够穿透金属氧化层与内层金属发生反应引起腐蚀。所以用盐雾试验来判定金属或非金属防护层的质量和均匀性。低频连接器一般规定的盐雾试验温度为35℃±2℃，盐溶液浓度5%，时间为48h，常用的试验方法有GJB1217A-2009 方法1001和GJB360B-2009 方法101。我公司一般规定，低频连接器盐雾试验时间为96h，以满足配套装备更为严酷的实际使用环境要求。

b)建议

GJB150.11A-2009试验方法为交替进行24h喷盐雾和24h干燥循环进行96h，此方法更接近真实暴露情况，具有更大潜在破坏性，因为从湿润到干燥过程中腐蚀速率更高，目前低频连接器通用规范盐雾试验尚未按照GJB150.11A-2009进行要求，但技术员应根据产品实际使用环境选择盐雾试验方法。

4.2 可靠性分析与建议

从20世纪70年代开始，我国对军用元器件提出可靠性要求，实施了“七专”(专人、专机、专料，专批，专检，专技，专卡)质量管控，形成了一批电连接器“七专”规范；90年代开始逐渐实施贯彻国家军用标准来提高元器件可靠性，形成了一批电连接器贯标规范；21世纪开始在贯标的基础上实施可靠性增长工程，后期又开展了二期可靠性增长工程，进一步提高元器件可靠性，形成了一批电连接器可靠性增长工程规范。从各阶段的电连接器详细规范中可见，为提高可靠性采取的一系列技术措施：如增加电压、电流降额要求，增加热设计要求，增加防辐射要求，延长储存寿命(32年)等要求；为提高可靠性采取的一系列管理措施：如实施“五统一”而增加用户破坏性物理分析(DPA), 增加用户验收，用户到货检验和补充筛选等要求。

针对影响低频电连接器质量和可靠性的指标，从以下几个方面进行分析，并给出编制详细规范时的注意事项和建议。

4.2.1 基础电性能

电连接器是连接电气线路的机电元件，因此其自身电气性能指标是选用电连接器时首先考虑的因素。工作电压，介质耐电压、绝缘电阻、接触电阻是保证连接器正常可靠工作的最基本的电气性能指标，不可或缺。

4.2.1.1 工作电压

工作电压，电连接器工作时允许施加在接触对两端的最大电压。主要取决于电连接器所使用的绝缘材料和接触件之间间距大小。设计在制定电连接器工作电压时应注意：一般推荐电连接器按照GJB/Z35-1993《元器件降额准则》的降额等级II, 工作电压为介质耐电压值的三分之一，保证电连接器使用可靠性。

4.2.1.2 介质耐电压

a)分析

介质耐电压，是指接触件之间、接触件与壳体间在规定时间内(通常按GJB1217A-2009 方法为60s)所能承受的比工作电压更高而不产生击穿现象的临界电压。其主要影响因素是接触件间距、爬电距离、几何形状、绝缘体材料、环境温湿度和大气压力等。

b)建议

规定最大漏电流，一般低频电连接器最大漏电流应不超过5mA。而试验人员应注意有漏电流阈值自动报警的耐压测试仪，漏电流阈值应按标准规定的值，不宜调得太低，否则会造成“击穿”假象；

应注意在较低气压下使用的电连接器，降额规定介质耐电压，以防止电弧对电连接器的损伤；

还应注意电连接器出厂进行质量一致性A组检验时，一般施加电压时间至少10s，检验人员切忌使用增加耐压值降低施压时间的方式来提升工作效率，因为没有证据表明二者之间存在函数关系。

4.2.1.3 绝缘电阻

a)分析

绝缘电阻，是指在电连接器的绝缘体上施加电压，从而使绝缘体的表面或内部产生漏电流而呈现出的电阻值。绝缘电阻低表明漏电流大，而过大漏电流会引起电连接器的电性能变劣。

b)建议

因为绝缘材料受温度、湿度等影响，所以当产品经受淋雨、高温、低气压等环境试验后，设计应规定检测绝缘电阻，并设定环境应力时绝缘电阻的参数值。

4.2.1.4 接触电阻

a)分析

接触电阻，在规定条件下电连接器中一对插合的接触件两端的电阻。电连接器的接触电阻包括接触件对的接触电阻和接触件对的基体电阻两部分，由于基体电阻属于金属基体的电阻与工作条件变化不大，而且基体电阻的阻值较小，很多技术标准中把接触件对的接触电阻称为接触电阻。故而接触电阻与接触件材料，接触表面状况，接触面积，接触压力有关。设置接触电阻，能避免有大电流流过高阻触点而产生过分能量的损耗，并在触点产生危险的过热现象，提高产品可靠性。

式中，F-接触压力；n-与接触形式有关的指数；k-与接触材料，表面状况，形状尺寸有关的指数。

b)建议

根据接触件规格、材料的型别在GJB1216-1991《电连接器接触件总规范》中选择相应接触电阻指标，或根据产品自身特点参考其指标。

一是发展工厂化水稻育秧技术。在全市新建了4个大型工厂化育秧点，采用喷、滴灌技术对秧苗进行定量化灌溉。二是大力推进渠系和田间节水改造工程建设。截至目前，全市建成了4.3万亩标准化农田，50%以上的农田已经建成永久性渠道，实施滴灌、微喷灌工程5 280亩，建成节水型农业示范区28家。

4.2.2 动态机械性能

低频电连接器的动态机械性能保证了其在工作中的接触可靠，从而保证电连接可靠，机械性能和电学性能关系密切，尤其是在振动、冲击、碰撞、加速度等试验过程中，需要动态监测电连接器的电连续性,应不出现超过1us的电不连续性。在试验项目选择时，技术员应根据其试验特点进行设置。

4.2.2.1 振动

确定电连接器在寿命周期可能遇到在主要频段或随机频段范围内及其幅度上受振动的影响情况。一般按GJB 1217-2009方法2005中振动试验方法规定的六种试验条件进行选择；其中试验条件I、II、III、IV为扫频振动(正弦振动)，试验条件V、VI为随机振动。

4.2.2.2 冲击

a)分析

电连接器在运输或实战过程中，耐受突然单一的力、位移、速度或加速度变化能力的量值。一般按GJB 1217-2009方法2004中冲击试验方法规定的四种试验条件进行选择。

b)建议

当详细规范规定冲击所选取的试验条件不在GJB1217A的表2004-2的A～I条件时，应明确给出峰值加速度、持续时间和波形，并按照如下公式计算速度变化(Vi)：

正弦波脉冲：Vi=2AD/π (A为加速度振幅，D为脉冲持续时间)

后峰锯齿波脉冲：Vi=PD/2 (P为加速度峰值，D为脉冲持续时间)

4.2.2.3 碰撞

电连接器在长期运输或实战过程中，耐受多次碰撞能力的量值。一般按GB/T2423.6-1995的五种严酷等级进行选择。

4.2.2.4 加速度

电连接器在旋转运动中，耐受离心作用能力的量值。技术员编制详细规范时应注意，虽然大部分总规范均未规定做加速度项目，但根据产品实际使用需求，建议只要是可能用在弹上的电连接器，均应考核加速度项目。

4.2.3 热设计

a)分析

温度是影响低频电连接器接触可靠的重要因素，接触件通电产热与外界环境温度共同作用，会导致连接器温度升高，而过高的温度会降低弹性接触件的弹性性能，同时加速绝缘材料的物理、化学变化，最终导致接触失效。

b)建议

为提高低频电连接器的接触可靠性，一般宇航产品要求在详细规范中规定基于热设计考虑的指标，包括温升、过截试验、高温工作寿命等，但应注意规定多芯接触对的额定电流下降率，降低使用应力，提高产品使用可靠性。

5 特殊要求分析

除上述编制原则和技术要求外，一些详细规范需根据用户的特殊要求进行额外规定。如工程配套、型谱系列、质量认证(贯标)等科研项目电连接器详细规范要求：只要存在焊接接触件，则应进行接触件可焊性和耐焊接热试验；只要接触件存在镀金层，则应进行接触件镀层厚度、镀金层耐腐蚀性和镀层结合力试验；贯标产品即便通用规范未特别规定质量保证大纲要求，也需要引用GJB 546B-2011《电子元器件质量保证大纲》的要求。

另各院级单位也存在一些详细规范的编制要求，如五院特殊要求详见表2。

表2 五院电连接器详细规范特殊要求

6 试验方法可操作性分析

6.1 可操作性分析

目前编制“一揽子规范”时仍会出现无法量化验证，以及验证方法未使用现行共性的基础标准的情况。而编制“相关详细规范”时，技术员经常未认真审查通用规范的试验方法就直接引用，没有结合产品实际特点，导致一些测量、试验方法的具体细节无法实施。

6.2 注意事项及建议

试验方法尽可能采用已颁布的测量和试验方法标准，如GJB1217A-2009《电连接器试验方法》，GJB360B-2009《电子及电气元件试验方法》，GJB150A-2009《军用装备实验室环境试验方法》，在没有现行的标准可用时，可按下述要求规定测量和试验方法：

a)方法原理概述；

b)试剂或材料的要求；

c)测量和试验仪器、设备及其要求；

d)测量和试验装置；

e)试样及其制备；

f)试验条件；

g)试验程序；

h)试验结果的计算和评定；

i)准确度或允许偏差。

7 抽样与分组分析

低频电连接器详细规范中的检验一般分为鉴定检验和质量一致性检验两种。

鉴定检验应注意：样品数应符合通用规范规定，当无通用规范时，鉴定检验样品数不少于2；样本母体数应符合通用规范规定，当通用规范没规定或没有通用规范时，鉴定检验样本母体数不少于鉴定检验样品数的2倍。

质量一致性检验一般由四个检验组组成，应注意以下几点：

a)A组检验：对一个检验批中的全部样品进行100%的非破坏性逐批检验，经过A组检验的样品可作为产品交付，应给出剔除率，一般不大于5%；

b)B组检验：比A组更复杂或所需时间更长的逐批检验，一般是非破坏性试验，样品数比A组少些，经过B组检验的样品可经稍加整修或不加整修即可交付，应给出抽样方案和失效判定；

c)C组检验，是对那些依赖于产品设计和材料特性所进行的周期试验，一般属于破坏性试验，样品数比B组少，并应根据生产量或时间周期而定，经过C组检验的样品不能交付，应给出抽样方案和失效判定；

d)D组检验，是一种破坏性试验，D组检验仅在少数几个样品上进行，根据生产量和时间周期而定，经过D组检验的样品不能交付。

8 编辑性错误分析

在评审详细规范时发现，编辑性错误屡屡出现，推广使用TCS编辑器后，章、条、段、列项、表格的格式问题已近基本得到解决，但仍应注意量、单位、尺寸及其公差的问题。具体编辑格式建议按照GJB 0.1-2001《军用标准文件编制工作导则第1部分：军用标准和指导性技术文件编写规定》的要求进行梳理，制定出一套符合要求的详细规范模板，后续按产品规格型号在此模板上编制详细规范，如麻花针产品优先参考已制定的《GJB2446A-2009的相关详细规范模板》。