连接器的可靠性
发布时间:
2020-08-15
连接器的基本性能可分为三类:机械性能、电气性能和环境性能。连接器的另一个重要机械性能是机械寿命。机械寿命是一种耐用性指标,在GB5095中称为机械操作寿命。它可以根据规定的插拔循环次数(一次插入和一次拔出为一个循环)后连接功能(如接触电阻值)来判断。
1.机械性能
插入力和拔出力是与连接功能相关的重要机械性能,分为插入力和拔出力(也称为分离力),要求不同。相关标准规定了最大插入力和最小分离力。一般要求插入力应小(低插入力LIF和零插入力ZIF),如果分离力过小,接触的可靠性会受到影响。连接器的插入力、拔出力和机械寿命与接触结构(正压力值)、接触位置的涂层质量(滑动摩擦系数)及接触的尺寸精度(对准程度)有关。
2.电气性能
连接器的主要电气性能包括接触电阻、绝缘电阻和介电强度。
(1)接触电阻:高质量的电连接器具有低且稳定的接触电阻。连接器的接触电阻从几毫欧到几十毫欧不等。
(2)绝缘电阻:是电连接器接触点之间以及接触点与壳体之间绝缘性能的可测量指标,范围从数百兆欧到数千兆欧。
(3)介电强度:表示电连接器接触点之间以及接触点与壳体之间的额定耐压。
(4)其他电气性能
电磁干扰泄漏可用于评估电磁屏蔽效果。通常在100MHz-10GHz的频率范围内测试。
对于射频连接器,电气指标包括特性阻抗、插入损耗、反射系数、电压驻波比(VSWR)等。随着数字技术的发展,开发了用于高速数字脉冲信号连接和传输的新型连接器——高速信号连接器。在电气性能方面,除了特性阻抗外,还有串扰、延迟、偏斜等新的电气指标。
3.环境性能
常见的环境性能包括温度、湿度、盐雾、振动和冲击。
(1)目前连接器的最高工作温度为200℃(除少数特殊高温连接器外),最低温度为-65℃。由于连接器工作时,电流在接触点产生热量导致温度升高,通常认为工作温度等于环境温度加接点温升。在某些规范中,规定了连接器额定工作电流允许的最大温升。
(2)湿气侵入会影响连接的绝缘性和金属部件的腐蚀。湿热测试条件为相对湿度90%至95%(根据产品规格,最高可达98%),温度为+40±20℃,测试时间由产品规定,最少96小时。湿热测试较为严格。
(3)盐雾:连接器在含有湿气和盐分的工作环境中,其金属结构和接触面处理层可能产生电化学腐蚀,影响连接器的物理和电气性能。为评估连接器对该环境的耐受性,规定了盐雾测试。连接器悬挂在温控测试箱中,利用压缩空气喷射预定浓度的氯化钠溶液形成盐雾环境,测试时间由产品规格规定,至少48小时。
(4)振动和冲击:振动和冲击是电连接器的重要性能,如航空航天、轨道和公路运输等特定应用环境尤为重要,是测试电连接器机械结构稳健性和电气接触可靠性的重要指标。相关测试方法有明确规定。冲击测试应规定峰值加速度、持续时间和冲击脉冲形状,以及电气断续时间。
(5)其他环境性能根据要求,包括其他环境密封性能(气密性、流体压力)、液体浸泡电连接器(对特定液体的耐受能力)及低压性能。
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