電連接器及其組件是產(chǎn)品重要的接口元件，尤其針對復(fù)雜系統(tǒng)而言，如航天系統(tǒng)，電連接器散布在各個系統(tǒng)和部位，負(fù)責(zé)著信號和能量的傳輸。其連接好壞，直接關(guān)系到整個系統(tǒng)的安全可靠運(yùn)行。由電連接器互連組成各種電路，從高頻到低頻、從圓形到矩形、從通過上百安培的大電流連接器到通過微弱信號的高密度連接器、從普通印制板連接器到快速分離脫落等特種連接器，電連接器質(zhì)量與可靠性也有自身的”江湖“，不能忽視。

產(chǎn)品質(zhì)量是指產(chǎn)品能夠滿足使用要求所具有的屬性，即適用性。無論簡單的產(chǎn)品，還是復(fù)雜的產(chǎn)品，都可把適用性或用戶的要求歸納為六個基本目標(biāo)；即技術(shù)性能、可靠性、安全性、適應(yīng)性、經(jīng)濟(jì)性和時間性。表 1 列出了電連接器產(chǎn)品質(zhì)量特性的要求內(nèi)容。

表 1 電連接器產(chǎn)品質(zhì)量特性的要求內(nèi)容

電連接器產(chǎn)品質(zhì)量一致性，可理解為這六個質(zhì)量特性波動性的大小程度。波動性小、一致性好，使用可靠性高。反之，波動性大、一致性差，使用可靠性低。可靠性是表征電連接器產(chǎn)品質(zhì)量的重要特性之一。它是指產(chǎn)品在規(guī)定的條件下和規(guī)定的時間內(nèi)，完成規(guī)定功能的能力。在這個定義里，所謂規(guī)定條件，包括產(chǎn)品所處的環(huán)境條件、負(fù)載大小、工作方式和使用方法等。

上述六項波動因素在不同的條件下，對產(chǎn)品質(zhì)量的影響亦不同。作為質(zhì)量管理的主要任務(wù)之一，就是要穩(wěn)定由于偶然性原因造成的隨機(jī)波動或誤差，消除由于異常原因造成的系統(tǒng)波動或誤差。

電連接器技術(shù)性能指標(biāo)和可靠性指標(biāo)既有聯(lián)系又有區(qū)別。產(chǎn)品不可靠，技術(shù)性能再先進(jìn)也得不到發(fā)揮；反之、若技術(shù)性能十分低劣，產(chǎn)品的可靠性也就無從談起。同一電連接器產(chǎn)品依據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)檢驗，由于技術(shù)指標(biāo)規(guī)定值的不同，會有不同的可靠性評價結(jié)果。低標(biāo)準(zhǔn)判為可靠的產(chǎn)品，按高標(biāo)準(zhǔn)評價可判為不可靠。一般情況下，連接器產(chǎn)品使用溫度越高、額定負(fù)載越大，可靠性就越低。

在電連接器生產(chǎn)過程中，質(zhì)量波動是客觀存在而又無法完全消除的。為確定質(zhì)量波動的大小，判斷波動是否超出允許范圍，必須按產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定進(jìn)行質(zhì)量一致性檢驗。它能真實(shí)反映產(chǎn)品的質(zhì)量波動程度和各項使用性能是否合格和穩(wěn)定可靠，實(shí)際評判產(chǎn)品的設(shè)計工藝水平。

電連接器的可靠性分析

產(chǎn)品可靠性是設(shè)計出來的，制造出來的，管理出來的。設(shè)計、材料和工藝水平以及技術(shù)集成度，是決定產(chǎn)品質(zhì)量一致性的關(guān)鍵因素。發(fā)達(dá)國家憑借優(yōu)化設(shè)計、材料和高度自動化零部件加工和裝配技術(shù)，配上先進(jìn)的柔性加工和在線質(zhì)量控制技術(shù)，有效控制全生產(chǎn)過程質(zhì)量，在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、高效率、低成本批量同時，保證了產(chǎn)品質(zhì)量一致性和高可靠性。而我國部分連接器企業(yè)質(zhì)量管理重點(diǎn)至今還停留于產(chǎn)品完工后的傳統(tǒng)“三檢”。不能從產(chǎn)品質(zhì)量的事后檢驗轉(zhuǎn)移到對生產(chǎn)過程質(zhì)量控制，這是我國與進(jìn)口同類電連接器產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性存在差距的重要因。

電連接器產(chǎn)品可靠性源于失效分析。組裝成電連接器的接觸件、絕緣體、殼體、定位鎖緊裝置和尾部附件等五個關(guān)鍵零件，在產(chǎn)品設(shè)計、工藝、檢驗、選用、貯存和操作等生產(chǎn)或使用過程中每個環(huán)節(jié)，由于各種原因都有可能出現(xiàn)接觸不良、絕緣不良、固定不良和密封不良等失效故障。

電連接器失效機(jī)理分析是企業(yè)的重要信息資源和寶貴財富。企業(yè)必須認(rèn)真總結(jié)分析生產(chǎn)和使用過程中產(chǎn)生的常見病、多發(fā)病原因，舉一反三采取改進(jìn)措施，才能提高電連接器可靠性。電連接器可靠性包括固有可靠性和使用可靠性二方面（圖1）。

圖 1 影響電連接器可靠性的主要因素

?固有可靠性

電連接器的固有可靠性一般是指產(chǎn)品制造完成時所具有的可靠性，它取決于電連接器的設(shè)計、工藝、制造、管理和原材料性能等諸多因素。產(chǎn)品制作完成后，其失效模式和失效機(jī)理已固定。因此，只有在可靠性設(shè)計基礎(chǔ)上保證生產(chǎn)線上采取嚴(yán)格的可靠性技術(shù)措施（生產(chǎn)工藝控制、生產(chǎn)環(huán)境條件控制、各工序過程質(zhì)量檢測等），才能保證電連接器產(chǎn)品的固有可靠性。判定產(chǎn)品固有可靠性高低時，除考核同一批次產(chǎn)品質(zhì)量以外，還應(yīng)考核不同批次產(chǎn)品質(zhì)量一致性以及產(chǎn)品使用壽命長短的質(zhì)量一致性。

1 設(shè)計可靠性

在產(chǎn)品設(shè)計階段應(yīng)考慮其在使用過程中可能出現(xiàn)的各種失效，分析其失效模式和機(jī)理，并從材料選用、結(jié)構(gòu)設(shè)計、制造工藝等方面采取相應(yīng)措施加以防范。

合理選材是保證連接器電性能和可靠性的重要前提，反之，則往往由于設(shè)計先天不足造成許多隱患。如某手機(jī)調(diào)試發(fā)現(xiàn)顯示屏無顯示，經(jīng)分析故障與連接主板與顯示屏的連接器接觸片材料有關(guān)，彈性不良的銅鎳合金接觸片造成變形或卡死不能復(fù)位。設(shè)計結(jié)構(gòu)形式是決定產(chǎn)品可靠性的重要因素。如某圓形連接器組件，用戶在牢固性檢查時發(fā)現(xiàn)卡環(huán)裝配不到位，造成整個連接器解體失效(圖 2)。

圖 2 連接器解體失效

圖 3 檔圈與連接環(huán)間隙 1.3mm 改為 0.8mm

分析認(rèn)為是由于檔圈與連接環(huán)的間隙過大，當(dāng)連接環(huán)定位槽深度不夠或卡環(huán)彈性不足時，在外來扭矩或其它旋轉(zhuǎn)力作用下有可能使卡環(huán)旋出。后改進(jìn)設(shè)計，縮小檔圈與連接環(huán)間隙為0.8mm(圖 3)。經(jīng)驗證明，即使卡環(huán)彈性不足，也不會因受力后從連接環(huán)定位槽中旋出。

2 工藝可靠性

電連接器產(chǎn)品優(yōu)劣在很大程度上取決于加工工藝手段的先進(jìn)與否。殼體的加工工藝、絕緣體的注塑和膠接、接觸件的成型和鍍金工藝、連接器總裝工藝和與線纜的端接工藝等，都對產(chǎn)品固有可靠性至關(guān)重要。

宇航用低頻圓形電連接器標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：殼體應(yīng)是個整體結(jié)構(gòu)，并保證絕緣體固定在一個固定位置上，在軸向用機(jī)械方法不能移動和相對轉(zhuǎn)動。以保證組裝在連接器中插針接觸件插合端位置度≤0.61mm；插孔接觸件插合端位置度≤0.38mm。過去曾多次發(fā)生由于絕緣體固定不良造成插針接觸件位置度超差折彎，不能正常插合的事故(圖 4)。

圖 4 插合端位置度超差插針折彎

圖 5 鷹爪插孔裝配失誤鷹爪脫出

3 檢驗可靠性

在產(chǎn)品工藝篩選過程中必須按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的質(zhì)量水平嚴(yán)格控制不合格率（AQL）。超過不合格率時應(yīng)進(jìn)行失效分析查清因，并采取有效的改進(jìn)措施。手工工藝篩選剔除早期失效產(chǎn)品費(fèi)工費(fèi)時、效率低，且易出現(xiàn)漏檢或錯檢。智能化柔性加工和在線質(zhì)量控制技術(shù)能有效控制生產(chǎn)過程質(zhì)量，在實(shí)現(xiàn)大規(guī)模、效、低成本批產(chǎn)同時保證產(chǎn)品質(zhì)量一致性。

如某用戶用機(jī)器視覺在線檢測自動裝配的插孔接觸件和絕緣體組件時，發(fā)現(xiàn)有一個 20#插孔中鷹爪脫出(圖 5)。經(jīng)分析該插孔為定制的非標(biāo)準(zhǔn)鷹爪插孔，需特制工裝模具才能進(jìn)行自動化裝配。分析認(rèn)為是由于供方為趕交貨期采用手工裝配，卷邊收口質(zhì)量一致性差，個別插孔卷邊收口不充分。手工組裝產(chǎn)品沒有 100％在線視覺檢測，造成偶然插孔鷹爪脫落。

?使用可靠性

使用可靠性是指電連接器產(chǎn)品用于整機(jī)系統(tǒng)所具有的可靠性。它不僅與固有可靠性有關(guān)，且與產(chǎn)品從制造出廠至失效所經(jīng)歷的工作與非工作條件有關(guān)。如果產(chǎn)品在使用過程中遇到各種不適應(yīng)的電、熱、機(jī)械和化學(xué)等應(yīng)力的作用，即使使用經(jīng)二次補(bǔ)充篩選的產(chǎn)品仍會出現(xiàn)失效。

1 選型可靠性

電連接器使用可靠性與用戶正確選型關(guān)系密切。用戶應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場使用實(shí)際要求，選擇最適當(dāng)?shù)漠a(chǎn)品型號和規(guī)格。整機(jī)系統(tǒng)設(shè)計人員選用電連接器時缺乏對產(chǎn)品技術(shù)特性指標(biāo)了解，往往會造成選型不當(dāng)?shù)氖Ч收稀Ｈ缒撤揽諏?dǎo)彈研制初期聯(lián)時，某 4 芯圓形電連接器瞬間電流達(dá)20A，而設(shè)計選用的電連接器產(chǎn)品額定電流僅為 5A，導(dǎo)致試驗時絕緣體燒焦，接觸件部分熔化。

2 貯存可靠性

電連接器使用可靠性與產(chǎn)品使用前貯存條件有關(guān)。貯存環(huán)境溫度、濕度、清潔度和腐蝕性氣體、有效貯存期、超期復(fù)驗等都將影響產(chǎn)品性能參數(shù)，特別是濕度對絕緣電阻檢測結(jié)果尤為敏感。如某型號用玻璃燒結(jié)密封連接器組件振動試驗時出現(xiàn)信號不穩(wěn)定，插針與殼體間形成短路。分析認(rèn)為是由于貯存環(huán)境條件差，鍍層起皮產(chǎn)生的金屬多余物粘連于接觸件與殼體間(圖 6)。

圖 6 接觸件與殼體間金屬多余物粘連

圖 7 定位半月槽周邊部分絕緣體熔化

3 操作可靠性

使用電連接器時由于人為操作失誤，會直接影響整機(jī)系統(tǒng)的可靠性。為保證電連接器的使用可靠性，操作人員應(yīng)首先了解產(chǎn)品技術(shù)特性。不得過負(fù)荷、過應(yīng)力使用，應(yīng)按操作使用規(guī)程正確插合分離，避免燒壞或損傷電連接器。連接前應(yīng)檢查是否存在多余物，是否有外殼銹蝕、針孔異樣、鎖緊機(jī)構(gòu)不靈活等現(xiàn)象，避免尾罩受力松動和電纜線芯受力損傷。

連接不具備防誤插功能電連接器前，必須認(rèn)真核實(shí)產(chǎn)品型號、標(biāo)識是否相對應(yīng)，并準(zhǔn)確定位，防止反插或誤插。為保證連接器與電線電纜端接可靠性，應(yīng)嚴(yán)格按規(guī)范選用合適的型號規(guī)格連接導(dǎo)線和接線工具，掌握正確的焊接、壓接、繞接等工藝。如某圓形連接器在聯(lián)試對接時發(fā)現(xiàn)第 15 芯插孔軸向竄動 2mm，經(jīng)解剖發(fā)現(xiàn)該芯插孔安裝孔定位半月槽周邊部分絕緣體熔化(圖7)，分析認(rèn)為是由于焊接時間過長所致。

電連接器的質(zhì)量問題分析