《外殼定位小矩形電連接器通用規(guī)范》解析

王 靜，劉 磊

(貴州航天電器股份有限公司，貴州貴陽，550009)

綜述與簡(jiǎn)介

《外殼定位小矩形電連接器通用規(guī)范》解析

王 靜，劉 磊

(貴州航天電器股份有限公司，貴州貴陽，550009)

本文對(duì)GJB142B的編制背景、產(chǎn)品電氣、機(jī)械、環(huán)境性能要求及方法等部分進(jìn)行了介紹和說明，并重點(diǎn)解析新版國(guó)軍標(biāo)與上一版國(guó)軍標(biāo)以及與美軍標(biāo)的差異，以利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝和檢驗(yàn)試驗(yàn)人員進(jìn)一步了解并執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)。

矩形；電連接器；標(biāo)準(zhǔn)；解析

1 引言

2011年4月，中國(guó)人民解放軍總裝備部發(fā)布新版軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB142B-2011《外殼定位小矩形電連接器通用規(guī)范》。該標(biāo)準(zhǔn)由信息產(chǎn)業(yè)部電子第四研究院組織修訂，替代了1994年發(fā)布的GJB142A-1994《機(jī)柜用外殼定位小矩形電連接器總規(guī)范》(等同采用MIL-DTL-24308C)。新版標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容上等同采用美軍標(biāo)MIL-DTL-24308G。

本文按照標(biāo)準(zhǔn)的組織結(jié)構(gòu)，分別從范圍、通用要求、產(chǎn)品性能指標(biāo)等方面進(jìn)行解讀并對(duì)新舊版本進(jìn)行對(duì)比分析。

2 范圍

GJB142B標(biāo)準(zhǔn)適用于機(jī)柜和面板用外殼定位小矩形電連接器的通用要求、質(zhì)量保證規(guī)定和試驗(yàn)方法，而GJB142A標(biāo)準(zhǔn)的適用范圍僅僅是機(jī)柜用，所以新版標(biāo)準(zhǔn)名稱也進(jìn)行了相應(yīng)調(diào)整，刪除了“機(jī)柜用”字樣。

本標(biāo)準(zhǔn)連接器工作溫度為-55℃～125℃，按密度分為3種型式：1.標(biāo)準(zhǔn)密度；2.高密度；3.標(biāo)準(zhǔn)密度。有以下六類：G(一般用途)、N(非磁性)、H(氣密封)、M(與N類相同，預(yù)定用于有高可靠要求的宇航設(shè)備)、D(與G類相同，預(yù)定用于有高可靠要求的宇航設(shè)備)、K(與H類相同，預(yù)定用于有高可靠要求的宇航設(shè)備)。端接方式有壓接、焊接、穿刺連接和印制板接線端端接等。安裝方式為固定或浮動(dòng)。

3 要求

在進(jìn)行了范圍和引用文件的介紹后，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了總則要求、材料要求(包括不相容金屬、接觸件材料及表面處理、絕緣安裝板材料、金屬零件材料及表面處理)，回收、再生或環(huán)保材料要求和接口尺寸要求。其中，值得注意的是以下幾方面：

3.1 總則

為保證產(chǎn)品質(zhì)量，新版標(biāo)準(zhǔn)在GJB142A基礎(chǔ)上本條款增加了按GJB546B建立和保持質(zhì)量保證大綱，制造過程按GJB3014采用SPC技術(shù)的要求，并規(guī)定了當(dāng)不連續(xù)生產(chǎn)不能采用SPC時(shí)的抽樣方案。這些要求在MIL-DTL-24308C版開始就已經(jīng)進(jìn)行了規(guī)定。由此可見，新版國(guó)軍標(biāo)按該版美軍標(biāo)更新。

3.2 接觸件表面處理

錫焊接觸件要求全類別都進(jìn)行鍍金處理，而此前在GJB142A中是要求H類連接器接觸件應(yīng)全部鍍錫， 美軍標(biāo)也是從MIL-DTL-24308E版開始將H類連接器接觸件從鍍錫改為鍍金，新版國(guó)軍標(biāo)按該版美軍標(biāo)更新。我公司產(chǎn)品適用于本標(biāo)準(zhǔn)中H類的連接器要求，如J18DK等燒結(jié)類密封連接器接觸件均采用鍍金，符合新版國(guó)軍標(biāo)要求。

3.3 連接器表面處理

G、N類連接器外殼應(yīng)鍍鋅或鍍鎳，而宇航和導(dǎo)彈用D、M類連接器不得采用鍍鎳零件。因軍用電子元器件應(yīng)滿足GJB4041《航天用電子元器件質(zhì)量控制要求》(其中規(guī)定鍍鎘為禁用工藝)，所以新版國(guó)軍標(biāo)在GJB142A基礎(chǔ)上刪除了G、N類連接器外殼鍍鎘的要求。我公司產(chǎn)品適用于本規(guī)范中G、N類的連接器要求，如J18、J132、J104等系列連接器外殼均未鍍鎘，宇航用J18系列產(chǎn)品外殼均為鍍鎳，符合新版國(guó)軍標(biāo)要求。

3.4 環(huán)保要求

為了節(jié)約成本，提高經(jīng)濟(jì)效益，GJB142B中提出了“盡可能采用回收、再生或環(huán)保材料”的要求，并列出了17種對(duì)環(huán)境最有害的材料清單，建議只有在其他材料不能滿足性能要求時(shí)方可使用。該項(xiàng)環(huán)保要求在MIL-DTL-24308E版開始進(jìn)行了規(guī)定，可見新版國(guó)軍標(biāo)已按該版美軍標(biāo)更新。

3.5 裝配廠

GJB142B中提出了裝配廠必須是已列入或正在批準(zhǔn)列入相應(yīng)合格產(chǎn)品目錄的工廠。 對(duì)于裝配廠資質(zhì)的要求在MIL-DTL-24308C版開始就已經(jīng)進(jìn)行了規(guī)定，可見新版國(guó)軍標(biāo)與美軍標(biāo)保持同步。

4 產(chǎn)品性能指標(biāo)

連接器的主要性能指標(biāo)有電氣性能、機(jī)械性能和環(huán)境性能三大類。我們以GJB142B中的這三類性能指標(biāo)為切入點(diǎn)，重點(diǎn)解析GJB142B中各類性能參數(shù)的特點(diǎn)和試驗(yàn)方法。

4.1 產(chǎn)品電氣性能

連接器是連接電氣線路的機(jī)電元件，因此，其自身電氣性能指標(biāo)是選用連接器時(shí)首先考慮的因素。介質(zhì)耐電壓、絕緣電阻、接觸電阻是保證連接器正?？煽抗ぷ鞯淖罨镜碾姎庑阅苤笜?biāo)。

4.1.1 介質(zhì)耐電壓

表1 介質(zhì)耐電壓(交流有效值)

GJB142B規(guī)定，未插合連接器經(jīng)受表1電壓而無擊穿或飛弧，最大漏電流由相關(guān)詳細(xì)規(guī)范給出。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

a)選用和試驗(yàn)該指標(biāo)時(shí)，注意正常大氣壓、低氣壓和潮濕環(huán)境下的不同指標(biāo)值；

b)設(shè)計(jì)在設(shè)置連接器工作電壓時(shí)應(yīng)注意：一般推薦連接器的額定工作電壓為介質(zhì)耐電壓值的三分之一；

c)產(chǎn)品出廠進(jìn)行質(zhì)量一致性A組檢驗(yàn)時(shí)，施加電壓時(shí)間至少10s，檢驗(yàn)人員切忌使用增加耐壓值降低施壓時(shí)間的方式來提升工作效率，因?yàn)闆]有證據(jù)表明二者之間存在函數(shù)關(guān)系；

d)過大漏電流可能引起電參數(shù)或物理性能的改變，GJB142B新增了最大漏電流要求，設(shè)計(jì)做產(chǎn)品詳細(xì)規(guī)范時(shí)應(yīng)規(guī)定最大漏電流，一般低頻連接器最大漏電流應(yīng)不超過5mA。而試驗(yàn)人員應(yīng)注意有漏電流閾值自動(dòng)報(bào)警的耐壓測(cè)試儀，漏電流閾值應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的值，不宜調(diào)得太低，否則會(huì)造成“擊穿”假象；

e)GJB142B刪除了“電暈不認(rèn)為是擊穿”的要求。該要求在MIL-DTL-24308的各版本均存在，MIL-DTL-24308G也繼續(xù)要求“電暈不認(rèn)為是擊穿”，本次更改GJB142B加嚴(yán)考核。

4.1.2 絕緣電阻

表2 絕緣電阻

GJB142B規(guī)定，未插合連接器的絕緣電阻符合表2的要求。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

a)絕緣電阻是指在連接器的絕緣體上施加電壓，從而使絕緣體的表面或內(nèi)部產(chǎn)生漏電流而呈現(xiàn)出的電阻值。絕緣電阻低表明漏電流大，而過大漏電流會(huì)引起連接器的電性能變劣。

b)選用和試驗(yàn)該指標(biāo)時(shí)，注意潮濕環(huán)境下和其他條件下的不同指標(biāo)值，以及潮濕環(huán)境下的檢測(cè)時(shí)機(jī)。

c)因?yàn)榻^緣材料受溫度、濕度等影響，所以當(dāng)產(chǎn)品經(jīng)受淋雨、高溫、低氣壓等環(huán)境試驗(yàn)后，設(shè)計(jì)應(yīng)規(guī)定檢測(cè)絕緣電阻，并設(shè)定環(huán)境應(yīng)力時(shí)絕緣電阻的參數(shù)值。

d)試驗(yàn)人員應(yīng)注意按照GJB1217A通常試驗(yàn)電壓為500V，因?yàn)樵囼?yàn)電壓升高時(shí)，漏電流的增加不成線性關(guān)系，漏電流增加速率大于電壓增加的速率，故試驗(yàn)電壓升高時(shí)測(cè)得的絕緣電阻值將會(huì)下降。

4.1.3 接觸電阻

GJB142B分別規(guī)定了22D接觸件、20號(hào)接觸件、20號(hào)絕緣位移連接接觸件選擇不同導(dǎo)線直徑、不同測(cè)試電流下的接觸電阻，以及鹽霧試驗(yàn)后的接觸電阻。其中，22D接觸件接觸電阻為GJB142B新增加指標(biāo)，試驗(yàn)方法同20號(hào)接觸件。同時(shí)應(yīng)注意鹽霧試驗(yàn)后，接觸件表面受鹽霧腐蝕影響，表面光潔度變惡劣導(dǎo)致實(shí)際接觸面積縮小，接觸電阻增大，從而新版勘誤了H、K類連接器20號(hào)接觸件(0.812mm導(dǎo)線直徑)在鹽霧后和其他條件下的接觸電阻值：在測(cè)試電流5A時(shí)，從鹽霧后70mV電壓降、其他條件90mV電壓降，勘誤為鹽霧后90mV電壓降、其他條件70mV電壓降。

4.2 產(chǎn)品機(jī)械性能

連接器的機(jī)械性能保證了其在工作中的接觸可靠，從而保證電連接可靠，所以機(jī)械性能和電學(xué)性能關(guān)系密切，尤其是在振動(dòng)、沖擊等試驗(yàn)過程中，需要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)測(cè)連接器的電連續(xù)性。按照機(jī)械性能各種項(xiàng)目的不同的檢驗(yàn)?zāi)康?，分為靜態(tài)和動(dòng)態(tài)，下面將重點(diǎn)闡述GJB142B更新的要求。

4.2.1 靜態(tài)機(jī)械性能

GJB142B中規(guī)定產(chǎn)品需進(jìn)行的靜態(tài)機(jī)械性能有：外觀和機(jī)械檢查、嚙合力和分離力、電纜固定性、絕緣安裝板固定性、接觸件固定性、插針接觸件強(qiáng)度、接觸件嵌入力和卸出力、接觸件插入力和分離力、抗超差插針和耐試驗(yàn)插針損傷。其中，以下項(xiàng)目新版與GJB124A要求有差別，具體如下：

a)嚙合力和分離力

GJB142B將本項(xiàng)目名稱從“插入力和分離力”更新為“嚙合力和分離力”，按照GJB1217試驗(yàn)方法，無連接器插入力和分離力的叫法，嚙合力和分離力包含扭轉(zhuǎn)力和正壓力，而插入力和分離力僅僅是正壓力(適用于直插拔)，故嚙合力和分離力更全面和準(zhǔn)確。

b)抗超差插針

GJB142B增加抗超差插針項(xiàng)目中的22D接觸件抗超差要求，規(guī)定直徑0.89mm的試驗(yàn)插針不能插入22D插孔，試驗(yàn)方法同20號(hào)接觸件。

c)插針接觸件強(qiáng)度

GJB142B將該試驗(yàn)項(xiàng)目從施加力改為施加力矩，并別分規(guī)定了22D接觸件力矩為0.025N·m，20號(hào)接觸件力矩為0.060N·m，具體規(guī)定了施加速率不應(yīng)超過每分鐘25.4mm，并且負(fù)荷保持1min+15s。該項(xiàng)目在MIL-DTL-24308各版均規(guī)定施加力矩，可見新版國(guó)軍標(biāo)與美軍標(biāo)保持同步。試驗(yàn)人員應(yīng)注意選用能顯示力矩的扭矩扳手。

4.2.2 動(dòng)態(tài)機(jī)械性能

GJB142B中規(guī)定產(chǎn)品需進(jìn)行的動(dòng)態(tài)機(jī)械性能有：振動(dòng)、沖擊、機(jī)械壽命、維修老化。應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

a)機(jī)械壽命

GJB142B將機(jī)械壽命試驗(yàn)方法插拔速率從每小時(shí)200次±100次改為以每小時(shí)200次±10次循環(huán)的速率插合和分離500次。試驗(yàn)人員應(yīng)注意這一變化。

b)沖擊和振動(dòng)

為考核連接器動(dòng)態(tài)環(huán)境下的接觸可靠性，GJB142B規(guī)定進(jìn)行沖擊和振動(dòng)，并在試驗(yàn)期間監(jiān)測(cè)電不連續(xù)性。試驗(yàn)人員應(yīng)注意插合好的連接器，所有接觸件串聯(lián)并傳輸至少100mA電流，并在試驗(yàn)過程監(jiān)測(cè)無大于1us的電不連續(xù)性。并應(yīng)注意，當(dāng)相關(guān)詳細(xì)規(guī)范規(guī)定沖擊所選取的試驗(yàn)條件不在GJB1217A的表2004-2的A～I(xiàn)條件時(shí)，應(yīng)明確給出峰值加速度、持續(xù)時(shí)間和波形，并按照如下公式計(jì)算速度變化(Vi)：

正弦波脈沖：Vi=2AD/π(A為加速度振幅，D為脈沖持續(xù)時(shí)間)

后峰鋸齒波脈沖：Vi=PD/2 (P為加速度峰值，D為脈沖持續(xù)時(shí)間)

4.3 產(chǎn)品環(huán)境性能

GJB142B中規(guī)定產(chǎn)品需進(jìn)行的環(huán)境性能有：溫度沖擊、空氣泄漏、潮濕、鹽霧、熱真空釋氣、液體浸漬、磁導(dǎo)率、可焊性、耐焊接熱。其中應(yīng)注意GJB142B將“真空加熱脫氣”項(xiàng)目名稱更新為“熱真空釋氣”，且按GJB1217A-2009方法4001規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)，不再按照附錄自己編輯試驗(yàn)方法。對(duì)比試驗(yàn)方法GJB1217A-2009試驗(yàn)方法更加細(xì)化試驗(yàn)裝置尺寸的選定要求，樣品尺寸和重量要求，以及總質(zhì)量損失(TML)、收集到的可凝揮發(fā)物)CVCM術(shù)語的定義，并增加了水汽回吸量(WVR)的參數(shù)。

5 質(zhì)量保證規(guī)定

質(zhì)量保證規(guī)定包括鑒定檢驗(yàn)和質(zhì)量一致性檢驗(yàn)。GJB142B對(duì)鑒定檢驗(yàn)表和A組檢驗(yàn)抽樣進(jìn)行了更新。

5.1 鑒定檢驗(yàn)表的第1組檢驗(yàn)項(xiàng)目

a)電纜固定性項(xiàng)目?jī)H適用于帶狀電纜，新版改為D、G類不可拆卸接觸件連接器考核此項(xiàng)目，而非全部類別；

b)接觸電阻項(xiàng)目，新版改為不可拆卸接觸件連接器考核此項(xiàng)目，而非全部類別；

c)新版刪除了1組的插針接觸件強(qiáng)度項(xiàng)目，僅在3組中進(jìn)行考核；

d)美軍標(biāo)MIL-DTL-24308F版開始將插針接觸件強(qiáng)度從1組中刪除，僅在3組中進(jìn)行；并將電纜固定性和接觸電阻分類進(jìn)行項(xiàng)目，不再全部類型都做。可見新版國(guó)軍標(biāo)已按該版美軍標(biāo)更新。

5.2 A組檢驗(yàn)抽樣方案

a)不再按GJB179中的一般檢驗(yàn)水平II的一次抽樣方案，改為表3所示的抽樣樣本；

b)可接收質(zhì)量水平從“可接收質(zhì)量水平為嚴(yán)重不合格1.0，輕微不合格4.0，被拒收則返修該批產(chǎn)品或剔除缺陷產(chǎn)品重新提交復(fù)驗(yàn)”改為“發(fā)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)不合格時(shí)，篩選并剔除不合格后重新進(jìn)行A組試驗(yàn)”；

c)MIL-DTL-24308F版本開始更改A組抽樣方案，GJB142B的A組抽樣表與MIL-DTL- 24308F一致，新版國(guó)軍標(biāo)按該版美軍標(biāo)更新。

表3 A組抽樣方案

6 貫徹國(guó)軍標(biāo)注意事項(xiàng)

除上述的要求、性能指標(biāo)、質(zhì)量保證規(guī)定中闡述的內(nèi)容，新舊版之間還有如下表所示的差別，在貫徹國(guó)軍標(biāo)時(shí)應(yīng)特別注意。

表4 貫徹國(guó)軍標(biāo)其他注意事項(xiàng)

7 小結(jié)

本文通過對(duì)GJB142B的使用范圍、要求、性能指標(biāo)、質(zhì)量保證規(guī)定等內(nèi)容的解讀，以及針對(duì)修改和增刪內(nèi)容與GJB142A的進(jìn)行對(duì)比、分析，希望本篇標(biāo)準(zhǔn)解讀可以幫助讀者了解GJB142B-2011《外殼定位小矩形電連接器通用規(guī)范》，并利于產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝和檢驗(yàn)試驗(yàn)人員在工作中執(zhí)行本標(biāo)準(zhǔn)。

[1] 張萬春.解析最新修訂標(biāo)準(zhǔn)YD/T981.3-200X,光線與電纜及其應(yīng)用技術(shù).

2015-08-19

10.3969/j.issn.1000-6133.2015.05.010

TN

A

1000-6133(2015)05-0033-06