连接器检测详解

4.2 影响因素
主要受绝缘材料、洁净度、湿度、大气压力、接触件间距，爬电距离和耐压持续时间等因素影响。1 F* b# @# Q( P
1) 绝缘材料
设计必须选用恰当的工程塑料制作绝缘体，才能满足预定的耐压性能指标要求。如选用击穿电压为16KV/mm的PEJ（聚苯醚矾）特种工程塑料，能满足GJB598耐环境快速分离圆形电连接器YB系列Ⅱ产品标准大气压下耐压为1500V的要求。氟塑料（F4）具有比其它材料更高的介质耐压和绝缘电阻，广泛用于制作同轴射频电连接器绝缘体。: L% S’ o) M/ V7 p2 N2 f
2) 洁净度
绝缘体内部和表面洁净度对介质耐压影响很大。作者在圆形连接器补充筛选时发现有一产品要求耐压1500V，实际测试施加电压至400V，即在二个接触件之间发生击穿现象。经与生产厂共同进行解剖分析后认为；击穿发生于绝缘体上、下两个绝缘安装板的胶接界面，是由于胶粘剂中混有杂质所致。
3) 湿度
增加湿度会降低介质耐压。如J36A矩形电连接器技术条件规定；正常条件下耐压为1000V，而经过40±2℃、93±3％，48h湿热试验后耐压降为500V。
4) 低气压
空气稀簿的高空，绝缘体材料会放出气体污染接触件，并使电量产生的趋势增加，耐压性能下降，使电路产生短路故障。故高空使用的非密封电连接器都必须降额使用。如Y27A图形电连接器技术条件规定；正常条件下耐压为1300V，而1。33Pa低气压条件下耐压降为200V。
5) 接触件间距
连接器的小型化和高密度的发展，具体体现在矩形电连接器和印制电路电连接器上，要求间距能达到0.635mm，甚至0.3mm，外形尺寸最关键的高度尺寸已减小到1～1.5mm，表面贴装技术（SMT）与小型化的发展有着密切的关系。这就要求我们选用耐压性能更高的绝缘材料，才能满足设计尺寸小型化的要求。
6) 爬电距离
它是指接触件与接触件之间，或接触件与壳体之间沿绝缘体表面量得的最短距离。爬电距离短容易引起表面放电（飞弧）。故有部分连接器的绝缘安装板表面插针（孔）安装孔设计成带凹凸台阶形状，增加爬电距离，以提高抵抗表面放电的能力。9 a, S% n+ S9 I$ J& V3 Q
7) 耐压持续时间
一般电连接器技术条件均规定为电压施加到规定值后持续1分钟应无击穿、飞弧、放电现象。但许多电连接器生产厂在做成品交收试验时，为提高检测速度往往采用提高试验电压20%，缩短耐压持续时间为5秒或10秒的方法。作者认为，它们之间不存在某种函数关系。从交流耐压击穿机理来分析，击穿主要泄漏引起击穿，即泄漏电流大于规定值就认为击穿。另一种是热击穿，提高试验电压强加泄漏，是否易击穿与时间长短有关。如国军标GJB1217-91电连接器试验方法规定；试验电压加至规定值后应持续1分种。当有规定时，厂内质量一致性试验时的保持时间可降至最少5秒。作者在实践中发现按此规定检验合格出厂的产品，用户在进行100%补充筛选时，仍发现有个别产品因绝缘体内部存在缺陷而被击穿。造成上述现象的原因很可能是由于耐压持续时间缩短为5秒，在极短时间内对绝缘体电容充电，还不足以使泄漏电流大于规定值而引起击穿。
4.3问题研讨
1) 测量方法的研究
为保证能在接触件之间或接触件与壳体间施加高电压保持1分种，故和测量绝缘电阻一样，必须采用相应的测试工装（头孔配座针或头针配座孔），测试工装可以和测量绝缘电阻的工装通用。
对一般接点点距较大的电连接器可采用两步测量法，即第一步将偶数排所有接点并联，将奇数排所有接点并联，然后测量两并联接点组之间的介质耐压。第二步将全部接点并联后测量并联点与“地”之间的介质耐压。如某矩形电连接器接点按正等边三角形排列，同排点距为2.8mm，排距为2.5mm，邻排点距为2.87mm。虽然两步测量法没有测量最小点距2.8mm，而是测量的2.87mm，但由于介质耐压很高为1000V左右，且裕度大，0.07mm的壁厚所增加的介质耐压微不足道。但两步测量法虽经济仍有不可靠的因素，它无法剔除同排接点间由于存在内部缺陷所引起的击穿隐患。故对于高密度、超小型电连接器而言，由于介质耐压规定值小，裕度也小，尽管接点是按正等边三角形排列，但由于其接点间距小，相邻两点之间的绝缘体壁厚很小，只要存在很微小的气泡、疏松、杂质等缺陷都将严重影响介质耐压，因此，必须采用三步测量法；即在前述二步测量法基础上再增加一步，将所有排的偶数点并联，然后测量两并联接点组之间的介质耐压。对于可靠性要求高，特别是接点间距≤1.5mm，接点间绝缘体壁厚≤0.4mm的电连接器应采用三步测量法，全部测量出每个接点与其所有相邻接点之间的介质耐压，才能确保安全可靠。
近年来，便携式的电子设备，如手机、笔记本电脑、电子记事本、数码相机及摄像机的日益普及。为适应这些电子设备小型化的趋势，连接器、线束及电路板等作为配套器材也必须朝小型化方向发展，新产品中将出现窄间距软质扁带电缆、柔性印刷电缆连接器等，电连接器间距降至0.3mm，甚至更小，最低高度将降至1.5mm以下。而且生产是高度自动化的生产流水线。上述这些传统的手工检测绝缘和耐压方法，无论是检测速度与效率，还是测试精度和可靠性等方面都根本无法满足这些器件的在线检测要求。于是一种新型的专用于在线检测的高效率、智能化仪器诞生了， 现在，美国CIRRIS公司T0UCH1系列仪器、日本Nac公司30X系列仪器等已在我国某些生产连接器、线束及电路板的专业厂或个别重点军工企业获得了成功应用。这类仪器的特点是：快速、准确，一次插合即可完成导通、耐压、绝缘等常规电性能参数的自动检测。彻底改变了如上所述采用单参数测试仪（耐压测试仪、绝缘电阻测试仪和接触电阻测试仪等），需多次插拔变换仪器和需多次变换二至三副测试工装的传统操作方法。大大提高了工作效率，特别适用于在线检测。
仪器能在测试前进行自检和环境检测，判断仪器和环境条件是否正常。仪器用于器件品质检验的可靠性高。
能将被检的连接器、线束及电路板等互连器件与仪器的记忆内存（样线）信息进行比较后自动作出合格与否的判断。便于操作人员掌握，不易出现差错。
仪器有内置电脑，能自动将检测结果打印输出，以便查询记录，使用十分方便。
仪器的液晶显示屏能直观显示各种设置参数条件和检测结果。美国CIRRIS公司的TOUCHI仪器用图形触摸显示屏作为操作面板，简单的菜单提示操作者进行各项设置。从电阻到电压的设置，到文件的命名，只需用手指轻轻一触。
仪器备有声光报警，用显示屏上出现醒目的绿色或红色符号，配上相应的声音提示合格与否。为方便操作，有的仪器后面有外接端子，可接脚踏控制开关。仪器可通过微带（排线）与探针检测台配套使用。如日本JSP弹簧探针株式会社生产各种形状探头的弹簧探针，其最小直径达0.2mm，最小间距达0.3mm,用其制作探针检测台与仪器配套使用，可十分有效地解决小型化、高密度的互连器件在线检测问题。有部分型号仪器不但能测绝缘高电阻，还能测低的导通阻抗，用四线模式可以把转接线的电阻归零，检查导通回路中有否工艺不良等因素引起的高电阻接点，电阻测量精度可达0.001Ω。
2) 漏电流的设定
在使用耐压测试仪进行介质耐压检验时，漏电流的设定很重要，应严格按产品技术条件所引用的试验方法设定漏电流阈值。如某矩形电连接器技术条件规定，耐压试验时漏电流不应超过1mA，而作者在实际仪器操作时将漏电流设定得太低为0.5 mA,结果造成仪器报警的“假击穿”现象。由于极大的泄漏电流对连接器或同轴接触件的电参数或物理特性会产生有害的影响，故试验时泄漏电流的最大值应限制在5 mA以内。通常产品技术条件规定耐压试验时的漏电流不应超过1 mA，也有部分连接器技术条件，如GB101-86小圆形快速分离耐环境电连接器总规范规定，耐压试验的最大漏电流不应超过2 mA。
3) 检验工装的影响
介质耐压检验工装和绝缘电阻检验工装是通用的，以保证在所有接触件之间和接触件与壳体间施加规定电压持续1分钟，检测有否放电、飞弧和击穿等现象。但目前有相当多的电连接器生产厂没有采用上述检验工装，而是用连接仪器的两根表棒随机进行点与点、点与壳体间的耐压检验，这种检验方法可靠性较差，极易产生错、漏检。
4)绝缘电阻检验不能替代介质耐压检验
有些人认为，绝缘电阻足够高的连接器再进行耐压检验是多此一举。而且耐压检验时电压很高，操作人员也较危险，对被检连接器也没好处。因此，有不少人不太愿意进行耐压试验。事实上，测量绝缘电阻与耐压检验之间的区别在于，测量绝缘电阻的电压是直流，而耐压检验是用交流电压。另外，测量绝缘电阻用的电源功率大大低于交流耐压检验的电源功率。因此，绝缘电阻高的连接器，不一定能承受较高的交流电压。因为目前测量绝缘电阻用的兆欧表，虽然测量电压很高，有的达几仟伏，但输出功率不大，即使测量端短路，也仅仅是10mA左右，不可能因使用兆欧表不当而引起触电死亡事故。而交流耐压检验功率往往高得多，必须重视人身及设备的安全，连接器绝缘体内部缺陷，只有在大功率、高电压情况下才能发现。绝缘和耐压是不能等同的。清洁干燥的绝缘体尽管有高的绝缘电阻，但能发生不能经受介质耐压检验的故障。反之，一个脏的损伤的绝缘体其绝缘电阻虽然低，但在高电压下也可能不会被击穿。