电连接器六性及分析报告

1、编号：*圆形连接器六性分析报告拟 制: 审 核：批 准：*二零一五年一月五日1概述为确保产品质量符合要求，达到顾客满意，根据圆形电连接器产品质量保 证大纲的规定，对该产品的可靠性、维修性、安全性、环境适应、维修性、测 试性进行分析。2可靠性分析2.1 元器件清单本器件主要选用元器件如下:序号名称型号数量119芯安装板/4212#连接环/1312#壳体/2412#尾螺母/15密圭寸垫/16密圭寸套/27密封圈/1822#插孔 1.1x22.519922#插针 1.88x231910垫圈/垫片/波纹弹簧/611卡圈/挡圈/卡销/822 可靠性预计本器件所采用的元器件有30种共73个。其中任一元器件

2、失效，都将造成整 个器件失效，即器件正常工作的条件是各元器件都能正常工作。因此， 本器件的 可靠性模型是一个串联模型。该器件属于一种不可修复产品，故当其中某个元器件有损坏时，该产品就应 该停止使用，以免造成损失。在如上表所示的元器件中，每个元器件都对该产品的性能起关键性因素一. 19芯安装板；该材料采用国际通用的 PPS 1130A6玻纤增强GF30阻燃V-0（本色），该元器件材料具有高阻燃级，增强级，耐高温，高强度，高流动性 等各方面优越性能，主要性能如下表：性能项目态验条件状测试方法测试数据数据单位基本性能密度ISO 11831.66g/cm3熔体粘度ISO 11443260Pa.s成型收

3、缩率AcrossFlow2.00mmFlow 2.00mmISO 114430.7%物理性能成型收缩率ISO 114430.3%吸水性24hr,23 CISO 620.01%屈服拉伸应力ISO 527-2210MPa断裂拉伸应变ISO 527-21.9%机械性能弯曲模量ISO 17814000MPa弯曲强度ISO 178290MPaCharpy缺口冲击强度ISO 179/1eA11KJ/m2体积电阻率IEC 600934.0E+16ohm.cm介电常数1000HzIEC 602504.2介电常数1E+6HzIEC 602504.2电气性能损耗因子1000HzIEC 602500.001损耗因子

4、1E+6HzIEC 602500.002耐导电径迹性IEC 60112125V介电强度3.00mmIEC 60243-116kV/mm热变形温度1.8MPa,未退火ISO 75-2A270C流动方向线性热膨胀系 数垂直流动方向线性热膨 胀系数ISO 11359-20.00002cm/cm/C热性能ISO 11359-20.00004cm/cm/C阻燃等级UL 94V0由此可见，该元器件在性能方面受影响主要取决与材料以及机械加工，因此出现质量问题的情况w 1%二. 连接环，此元器件对产品的电性能一般造成影响， 其主要影响产品的配 差，该产品的尺寸出现偏差后将直接影响产品配差时的插拔力， 在设计过

5、程中由 于在装配方面留有一定的尺寸，主要由于在加工方面造成误差，由模具冲压其误 差w 1%三. 12#尾螺母，此元器件采用锡青铜制造，此材料为含锌的锡青铜，有高 的耐磨性和弹性，抗磁性良好，能很好地承受热态或冷态压力加工；在硬度下，9可加工性好，易焊接和纤焊，在大气淡水和海水中耐腐蚀性好，主要性能如下 所示：化学成分：Sn : 3.5-4.5AI:0.002Zn 27-3.3Fe:0.05Pb:0.02Ni:0.2P:0.03Cu:余量杂质：0.2由此可见，用此材料做锁紧螺母,力学性能：抗拉强度 （T b/MPa）: 275伸长率（S 10/%）: 25伸长率（S 5/%）: 30在性能方面不

6、会对该产品造成影响四.12#壳体，此元器件采用锡青铜QSn4-3材料制造，此材料为含锌的锡青 铜，有高的耐磨性和弹性，抗磁性良好，能很好地承受热态或冷态压力加工；在 硬度下，可加工性好，易焊接和纤焊，在大气 .淡水和海水中耐腐蚀性好，其主 要组成及性能参数如下：化学成分：力学性能：Sn : 3.5-4.5Al:0.002抗拉强度(T b/MPa): 275Zn 27-3.3伸长率(S 10/%) : 25Fe:0.05Pb:0.02Ni:0.2P:0.03Cu:余量杂质：0.2伸长率(S 5/%): 30壳体用锡青铜经过车削加工而成，在误差方面w 1%五. 密封圈，此密封圈将直接影响该产品与机

7、箱连接时的气密性，因此对尺 寸以及材料均有特殊要求，该密封圈采用硅橡胶做成，硅橡胶耐热性：硅橡胶比 普通橡胶具有好得多的耐热性，可在150下几乎永远使用而无性能变化，可在 200下连续使用10000小时，在350下亦可使用一段时间，而YT6!接器的工作 温度为-55+80，由此可见，在连接器正常使用范围内，该元器件也不会对产品 性能造成影响六. 0.5插孔（ZK），此元器件对产品的电性能起着关键作用，该元器件采 用导电性能极好的铍青铜制造，铍青铜性能参数如下：密度 8.3g/cm淬火前硬度200-250HV淬火后硬度36-42HRC淬火温度315C 600 T淬火时间2 hours软化温度93

8、0C软化后硬度135 35HV抗拉强度1000mPa屈服强度(0.2%) MPa 1035弹性模量(GPa): 128电导率18%IACS导热率105w/m.k20C七. 此产品由于用在机箱外部，对防水性能有一定的要求，在装配最后一道工 序里，我们要求用9001A和9001B胶按照比例为10: 1进行调解，在比例合适的 无误的情况下，防水等级可以达到IP67，2.3 可靠性数据分析根据前面计算得到的各种元器件的工作失效率和GJB299C列出的失效率模式分布，计算整理结果如表1所示：表1可靠性数据分析表序号名称失效率百分比主要故障模式故障模式频数比119芯安装板5%耐电压16.4%212#连接环

9、1%装配3.2%312#壳体/412#尾螺母1%装配3.2%5密圭寸垫1%密圭寸3.2%6密圭寸套1%密圭寸3.2%7密封圈1%密圭寸3.2%822#插孔12%插拔力和电性能39.5%922#插针10%插拔力和电性能30%10垫圈/垫片/波纹弹簧/11卡圈/挡圈/卡销/上面3种元件的工作失效率之和占总失效率的85.9%，在元器件选择和装配时应特别加以注意。2.4 故障模式影响故障模式影响是分析元器件主要故障对器件产生的后果，并将其进行严酷度分类。严酷度类别是元器件故障造成的最坏潜在后果的表示。根据严酷度的一般分类原则，可把本器件的严酷度分为三类。U类（致命的）一一这种故障会引起重在经济损失或导

10、致任务失败。川类（临界的）一一这种故障会引起一定的经济损失或导致任务降级。w类（轻度的）一一这种故障不会引起明显的经济损失或系统任务的完成， 但会导致非计划性维护和修理。本组件的故障模式影响分析如表 2所示。序号名称障式 故模故障原因故障影响补 偿措 施严酷度类另U119芯安装板耐电压装插孔时未装到位影响产品的耐电压性能更换元器件n类212#连接环装配未装到位装配时影响插拔力小锉刀磨削川类312#壳体/412#尾 螺母影响装配-类5密圭寸垫密圭寸未装到位影响产品内部密封性重新装配n类6密圭寸套密圭寸未装到位影响产品内部密封性重新装配n类7密封圈密圭寸未装到位影响产品内部密封性重新装配n类822

11、#插孔插拔力和电性能收孔未收好或者未检测影响电性能和插拔力换插孔n类922#插针插拔力和电性能收孔未收好或者未检测影响电性能和插拔力换插孔n类10垫圈/垫 片/波纹 弹簧/11卡圈/挡圈/卡销/表2故障模式及影响分析表由上表可知，从故障影响严酷度的角度看，属于U类严酷度的有6种元器件: 19芯安装板，密封圈，密封垫，密封套， 22#插孔，22#插针。属于川类严酷度 的有1种元器件：12#连接环。其余的属于W类。2.5 机械寿命在无电荷的作用下，以每分钟不大于 15次的速度，将电连接器的插头和插 座进行插合和分离500次，不应产生影响连接器正常使用的机械损伤。为了达到产品机械寿命方面插合与分离

12、500次的要求，采用插孔材料青铜合 金QSn4-3,而青铜本质弹性很优良，插孔在结构方面采用公司现行设备可生产的 劈槽式结构，在插孔收口时采用时效处理去除材料内部应力。经过以前的设计经验可满足产品机械寿命方面插合与分离 500次的要求。2.6 结论和建议由上面的分析，可以得出以下结论：1. 本组件的平均故障间隔时间可以达到指标大于 50,000小时的要求。影响 本组件工作可靠性的首要器件是插孔和插针， 其次是密封零件。插孔目前主要采 用的是铍青铜未材料，关键操作位插孔收口后的时效处理，收口力度， 位置以及 不同的人进行操作都会影响到最后结果， 还有就是收口完后的时效处理，在收口 完成后讲插孔放

13、入烤箱中烘烤 200r 2小时后关闭温度，让插孔在烤箱中自然冷 却12个小时。对于打胶，首先是要严格控制 AB胶的比例，不对比例的胶一定不 能打，要不然到后来直接导致重做，打胶还要注意打满，不能有气泡，空打。2. 从故障模式看来， 密封性故障的概率较大，因此需要特别注意，在装密封 零件时一定要确保装到位，在就是需要注意调胶和打胶。3 保障性本器件复杂度不高， 组成相对简单，是整机配套的一个零件，使用要求和用 途均由顾客指定， 承制方只需要根据顾客指定要求进行简化设计， 达到易于安装、 更换的目的即可。交付时应提供使用说明书。 当顾客要求时， 应按顾客要求配合 完成相关保障性工作。4 安全性4.

14、1 本器件不含磁性介质，无电磁干扰影响，使用的供电电压为安全电压， 器件内不含有毒有害物质，不会对人体造成损害。4.2 介质耐压产品设计耐电压为1500V,因此在使用产品绝缘材料为 PBT,PBT材料要 1mm厚可承受5000V高压，因此在产品孔间距设计时孔壁大于 0.3mm就可以避免 产品高压对人员与设备的安全影响。5 环境适应性环境适应性是指装备在其寿命期预计可能遇到的各种环境的作用下能实现 其所有预定功能、性能和不被破坏的能力， 是装备的重要质量特性之一。 本器件 主要应用在电子系统或设备中， 其可能存在的环境条件有日照高温、 低温、潮湿、 雨雪雾等，现对其进行分析。5.1 高温电子设备

15、处于日照状态下， 使各器件工作在相对较高的温度区域内， 一般发 热器件工作时的温度可达 8090C,对于连接器，自然条件下一般最高工作温 度在6080C。高温对该器件的作用主要表现在以下两个方面：一是物理特性 的变化， 由于材料膨胀系数的不同， 高温下会产生变形， 造成某些配合关系的变 化，此外，一些非金属材料中的易挥发物质挥发，加速其老化和失效；二是电器 性能方面的变化， 主要是一些半导体器件对温度的敏感性， 使在高温时电性能发 生变化。本器件一般安装于封闭机箱外，避免了元件受损、老化，延长其使用寿 命。5.2 低温低温与高温对该器件的影响机理相同， 同属温度环境的影响。 在寒冷地区的 冬季

16、，极恶劣的低温条件下约为-40-20 C。温度变低，主要影响半导体器件的 性能，使插入损耗发生变化。对于该开关器件，试验和既往经验表明，温度在-40 70C变化时，对关键指标插入损耗的影响并不很大。因此，低温下主要是器件的 老化影响。5.3 潮湿空气中的湿度过高， 会再固体表面附着一层肉眼看不到的水膜， 水膜与空气 中的酸性气体（如CO、SQ NO等）作用而具有弱酸性。这种水膜使金属零件表 面锈蚀，元器件焊点被腐蚀，从而产生断路或电子产品性能下降；此外，水膜还 会使陶瓷、玻璃等绝缘电阻下降等。 当湿度由低到高变化剧烈时， 诸如绝缘陶瓷、 玻璃等致密性材料因吸湿性很小而吸湿速度慢， 湿气在表面凝

17、聚成水珠， 形成凝 露现象， 使表面电阻下降 1001000倍。本开关器件置于封闭机箱内，可有效降 低潮湿带来的危害影响， 加上器件本身采取相关密闭措施， 使得其能在潮湿环境 下良好工作。5.4 盐雾 电子系统或设备通常都工作于海面环境下，而盐作为最普遍的化合物之一，必定对电子系统或设备产生影响。 在盐雾环境下，盐雾液体是作为电解液存在的， 它加速电化学腐蚀过程，使金属或涂层腐蚀生锈、起泡，从而产生构件、紧固件 腐蚀破坏，机械器件、组件的活动部位阻塞或黏结，对印刷线路板开路或短路， 元件管腿断裂。此外，盐溶液的导电性大大降低了绝缘体表面电阻和体积电阻， 影响产品电性能。对该器件进行相关的表面钝化处理可提高其防盐雾能力。5.5 振动和冲击本器件置于舰船等环境上时， 必然会遇到剧烈的振动和冲击作用。 这种振动 是随机的， 其振幅和不同的频率相对时间随机变化。 冲