淺析低頻電連接器詳細規(guī)范編制

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(貴州航天電器股份有限公司，貴州貴陽，550009)

1 引言

詳細規(guī)范是對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、規(guī)格、質(zhì)量和檢驗方法所做的技術(shù)規(guī)定,是對產(chǎn)品的研制、生產(chǎn)、檢驗、使用和售后服務(wù)等活動和結(jié)果制定共同使用和重復(fù)使用的規(guī)范性文件。詳細規(guī)范一經(jīng)確認，產(chǎn)品必須按確認后的詳細規(guī)范進行生產(chǎn)、檢驗、使用等活動，在近幾年的低頻電連接器新品研制過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)由于詳細規(guī)范的編制問題給后續(xù)的鑒定檢驗、驗收等造成了不必要的麻煩，可見產(chǎn)品詳細規(guī)范編制質(zhì)量和水平的重要性。

2 存在的問題

近年來，隨著低頻連接器型號的廣泛應(yīng)用，其產(chǎn)品規(guī)格型號也越來越多，相應(yīng)的產(chǎn)品詳細規(guī)范的編制需求也不斷增加。雖然相關(guān)技術(shù)人員均進行了詳細規(guī)范編制的培訓，但在編制過程中仍然出現(xiàn)了標準名稱不規(guī)范、不遵循六章結(jié)構(gòu)、內(nèi)容不準確、環(huán)境適應(yīng)性與可靠性規(guī)定不完整、檢驗方法操作性不強、抽樣與分組不合理等問題，同時低層次的編輯性錯誤仍難以避免。本文正是從這幾個典型的問題入手，逐條進行分析并給出建議。

3 基本原則與格式分析

3.1 基本原則與建議

通常我們把產(chǎn)品詳細規(guī)范分為“相關(guān)詳細規(guī)范”和“包含產(chǎn)品全部要求的詳細規(guī)范”(也即“一攬子規(guī)范”)兩種。

a)對于“相關(guān)詳細規(guī)范”，因與通用規(guī)范一起使用，所以技術(shù)要求和試驗方法不重復(fù)編制，但是應(yīng)規(guī)定產(chǎn)品的外形尺寸，接口尺寸，孔位排列，以及產(chǎn)品的一些特殊技術(shù)要求，并注意“就高不就低”的指標規(guī)定原則(與協(xié)議書、通用規(guī)范、國外標準、國外樣本對比)。

b)對于“一攬子規(guī)范”，則需規(guī)定產(chǎn)品的全部要求和內(nèi)容， 一般出現(xiàn)的內(nèi)容不準確現(xiàn)象多發(fā)生在 “一攬子規(guī)范”中，建議技術(shù)員：技術(shù)要求、試驗方法、抽樣方案、名詞術(shù)語等多采用相應(yīng)的基礎(chǔ)標準，增加適用性，可檢驗性和可判定性。

3.2 格式要求與建議

軍用規(guī)范的典型結(jié)構(gòu)為六章結(jié)構(gòu)，作為企業(yè)軍用標準，低頻電連接器產(chǎn)品詳細規(guī)范文本格式也應(yīng)遵循GJB 0.2-2001《軍用標準文件編制工作導(dǎo)則 第2部分：軍用規(guī)范編寫規(guī)定》的六章結(jié)構(gòu)要求，且作為必備要素不可缺失。詳細規(guī)范構(gòu)成要素及格式詳見表1。

表1 詳細規(guī)范構(gòu)成要素及格式

3.3 其他注意事項

詳細規(guī)范的名稱不宜用定語修飾，如“高密度”，“高精度”，“高水平”等，應(yīng)只針對連接器型號和類別進行描述，如“xx型圓形電連接器詳細規(guī)范”。

4 環(huán)境適應(yīng)性與可靠性分析

目前，尚存在表征產(chǎn)品環(huán)境適應(yīng)性與可靠性要求規(guī)定不完整、試驗項目缺項、指標不能滿足實際使用需求的問題，這與技術(shù)員編制過程受協(xié)議書影響有關(guān)，試驗項目常局限于協(xié)議書或通用規(guī)范。

4.1 環(huán)境適應(yīng)性分析與建議

環(huán)境適應(yīng)性是指產(chǎn)品適應(yīng)所預(yù)計經(jīng)歷的未來環(huán)境的能力，是一種重要的質(zhì)量特性。協(xié)議書中一般僅僅給出相對簡單的一些環(huán)境適應(yīng)性要求，或僅僅針對其關(guān)注點給出環(huán)境適應(yīng)性要求。但是作為產(chǎn)品詳細規(guī)范，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的自身特點和預(yù)計的使用場合環(huán)境等，完整規(guī)定其環(huán)境適應(yīng)性試驗項目，及其嚴酷等級(項目指標)。并應(yīng)注意協(xié)議書的環(huán)境適應(yīng)性指標，一般按照配套裝備的實際應(yīng)用考慮的，低頻電連接器作為電子元器件產(chǎn)品，還應(yīng)滿足相應(yīng)產(chǎn)品通用規(guī)范要求，也即指標的選擇“就高不就低”。

常用環(huán)境性能試驗項目有：溫度沖擊、空氣泄漏、液體浸漬、潮濕和鹽霧等，具體指標建議參考GJB2446A-2011《外殼定位微矩形電連接器通用規(guī)范》，GJB142B-2011《外殼定位小矩形電連接器通用規(guī)范》，GJB1438A-2006《印制電路連接器及其附件通用規(guī)范》和QJ1796A-1998《分離(脫落)電連接器通用規(guī)范》并結(jié)合產(chǎn)品自身特點設(shè)定。一些低頻電連接器根據(jù)使用情況還增設(shè)了防火焰、高溫壽命、臭氧暴露、淋雨、砂塵等環(huán)境性能要求。根據(jù)實際規(guī)范編制情況，重點分析以下幾項試驗項目，并給出編制詳細規(guī)范時的注意事項和建議。

4.1.1 溫度沖擊

a)分析

b)建議

按照常用的試驗方法GJB1217A-2009 方法1003和GJB360B-2009 方法107規(guī)定指標，其中GJB1217A-2009 方法1003是由空氣作為介質(zhì)，習慣上也稱作溫度循環(huán)，而GJB360B-2009 方法107不僅有“空氣介質(zhì)法”還有用來評價元件經(jīng)受溫度變化速度更快的“液體介質(zhì)法”，習慣上也稱作熱沖擊，技術(shù)員編制時應(yīng)注意區(qū)分。

4.1.2 鹽霧

a)分析

試驗?zāi)康氖菫榇_定電連接器在海洋等鹽霧條件下，抵御腐蝕的耐久性。鹽霧的主要成分是Nacl，Nacl是一種強電解質(zhì)，在水中完全電離成為鈉離子和氯離子，而氯離子具有強烈的穿透性，能夠穿透金屬氧化層與內(nèi)層金屬發(fā)生反應(yīng)引起腐蝕。所以用鹽霧試驗來判定金屬或非金屬防護層的質(zhì)量和均勻性。低頻連接器一般規(guī)定的鹽霧試驗溫度為35℃±2℃，鹽溶液濃度5%，時間為48h，常用的試驗方法有GJB1217A-2009 方法1001和GJB360B-2009 方法101。我公司一般規(guī)定，低頻連接器鹽霧試驗時間為96h，以滿足配套裝備更為嚴酷的實際使用環(huán)境要求。

b)建議

GJB150.11A-2009試驗方法為交替進行24h噴鹽霧和24h干燥循環(huán)進行96h，此方法更接近真實暴露情況，具有更大潛在破壞性，因為從濕潤到干燥過程中腐蝕速率更高，目前低頻連接器通用規(guī)范鹽霧試驗尚未按照GJB150.11A-2009進行要求，但技術(shù)員應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品實際使用環(huán)境選擇鹽霧試驗方法。

4.2 可靠性分析與建議

從20世紀70年代開始，我國對軍用元器件提出可靠性要求，實施了“七專”(專人、專機、專料，專批，專檢，專技，?？?質(zhì)量管控，形成了一批電連接器“七?！币?guī)范；90年代開始逐漸實施貫徹國家軍用標準來提高元器件可靠性，形成了一批電連接器貫標規(guī)范；21世紀開始在貫標的基礎(chǔ)上實施可靠性增長工程，后期又開展了二期可靠性增長工程，進一步提高元器件可靠性，形成了一批電連接器可靠性增長工程規(guī)范。從各階段的電連接器詳細規(guī)范中可見，為提高可靠性采取的一系列技術(shù)措施：如增加電壓、電流降額要求，增加熱設(shè)計要求，增加防輻射要求，延長儲存壽命(32年)等要求；為提高可靠性采取的一系列管理措施：如實施“五統(tǒng)一”而增加用戶破壞性物理分析(DPA), 增加用戶驗收，用戶到貨檢驗和補充篩選等要求。

針對影響低頻電連接器質(zhì)量和可靠性的指標，從以下幾個方面進行分析，并給出編制詳細規(guī)范時的注意事項和建議。

4.2.1 基礎(chǔ)電性能

電連接器是連接電氣線路的機電元件，因此其自身電氣性能指標是選用電連接器時首先考慮的因素。工作電壓，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?，不可或缺。

4.2.1.1 工作電壓

工作電壓，電連接器工作時允許施加在接觸對兩端的最大電壓。主要取決于電連接器所使用的絕緣材料和接觸件之間間距大小。設(shè)計在制定電連接器工作電壓時應(yīng)注意：一般推薦電連接器按照GJB/Z35-1993《元器件降額準則》的降額等級II, 工作電壓為介質(zhì)耐電壓值的三分之一，保證電連接器使用可靠性。

4.2.1.2 介質(zhì)耐電壓

a)分析

介質(zhì)耐電壓，是指接觸件之間、接觸件與殼體間在規(guī)定時間內(nèi)(通常按GJB1217A-2009 方法為60s)所能承受的比工作電壓更高而不產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象的臨界電壓。其主要影響因素是接觸件間距、爬電距離、幾何形狀、絕緣體材料、環(huán)境溫濕度和大氣壓力等。

b)建議

規(guī)定最大漏電流，一般低頻電連接器最大漏電流應(yīng)不超過5mA。而試驗人員應(yīng)注意有漏電流閾值自動報警的耐壓測試儀，漏電流閾值應(yīng)按標準規(guī)定的值，不宜調(diào)得太低，否則會造成“擊穿”假象；

應(yīng)注意在較低氣壓下使用的電連接器，降額規(guī)定介質(zhì)耐電壓，以防止電弧對電連接器的損傷；

還應(yīng)注意電連接器出廠進行質(zhì)量一致性A組檢驗時，一般施加電壓時間至少10s，檢驗人員切忌使用增加耐壓值降低施壓時間的方式來提升工作效率，因為沒有證據(jù)表明二者之間存在函數(shù)關(guān)系。

4.2.1.3 絕緣電阻

a)分析

絕緣電阻，是指在電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，而過大漏電流會引起電連接器的電性能變劣。

b)建議

因為絕緣材料受溫度、濕度等影響，所以當產(chǎn)品經(jīng)受淋雨、高溫、低氣壓等環(huán)境試驗后，設(shè)計應(yīng)規(guī)定檢測絕緣電阻，并設(shè)定環(huán)境應(yīng)力時絕緣電阻的參數(shù)值。

4.2.1.4 接觸電阻

a)分析

接觸電阻，在規(guī)定條件下電連接器中一對插合的接觸件兩端的電阻。電連接器的接觸電阻包括接觸件對的接觸電阻和接觸件對的基體電阻兩部分，由于基體電阻屬于金屬基體的電阻與工作條件變化不大，而且基體電阻的阻值較小，很多技術(shù)標準中把接觸件對的接觸電阻稱為接觸電阻。故而接觸電阻與接觸件材料，接觸表面狀況，接觸面積，接觸壓力有關(guān)。設(shè)置接觸電阻，能避免有大電流流過高阻觸點而產(chǎn)生過分能量的損耗，并在觸點產(chǎn)生危險的過熱現(xiàn)象，提高產(chǎn)品可靠性。

式中，F(xiàn)-接觸壓力；n-與接觸形式有關(guān)的指數(shù)；k-與接觸材料，表面狀況，形狀尺寸有關(guān)的指數(shù)。

b)建議

根據(jù)接觸件規(guī)格、材料的型別在GJB1216-1991《電連接器接觸件總規(guī)范》中選擇相應(yīng)接觸電阻指標，或根據(jù)產(chǎn)品自身特點參考其指標。

一是發(fā)展工廠化水稻育秧技術(shù)。在全市新建了4個大型工廠化育秧點，采用噴、滴灌技術(shù)對秧苗進行定量化灌溉。二是大力推進渠系和田間節(jié)水改造工程建設(shè)。截至目前，全市建成了4.3萬畝標準化農(nóng)田，50%以上的農(nóng)田已經(jīng)建成永久性渠道，實施滴灌、微噴灌工程5 280畝，建成節(jié)水型農(nóng)業(yè)示范區(qū)28家。

4.2.2 動態(tài)機械性能

低頻電連接器的動態(tài)機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，機械性能和電學性能關(guān)系密切，尤其是在振動、沖擊、碰撞、加速度等試驗過程中，需要動態(tài)監(jiān)測電連接器的電連續(xù)性,應(yīng)不出現(xiàn)超過1us的電不連續(xù)性。在試驗項目選擇時，技術(shù)員應(yīng)根據(jù)其試驗特點進行設(shè)置。

4.2.2.1 振動

確定電連接器在壽命周期可能遇到在主要頻段或隨機頻段范圍內(nèi)及其幅度上受振動的影響情況。一般按GJB 1217-2009方法2005中振動試驗方法規(guī)定的六種試驗條件進行選擇；其中試驗條件I、II、III、IV為掃頻振動(正弦振動)，試驗條件V、VI為隨機振動。

4.2.2.2 沖擊

a)分析

電連接器在運輸或?qū)崙?zhàn)過程中，耐受突然單一的力、位移、速度或加速度變化能力的量值。一般按GJB 1217-2009方法2004中沖擊試驗方法規(guī)定的四種試驗條件進行選擇。

b)建議

當詳細規(guī)范規(guī)定沖擊所選取的試驗條件不在GJB1217A的表2004-2的A～I條件時，應(yīng)明確給出峰值加速度、持續(xù)時間和波形，并按照如下公式計算速度變化(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)時間)

4.2.2.3 碰撞

電連接器在長期運輸或?qū)崙?zhàn)過程中，耐受多次碰撞能力的量值。一般按GB/T2423.6-1995的五種嚴酷等級進行選擇。

4.2.2.4 加速度

電連接器在旋轉(zhuǎn)運動中，耐受離心作用能力的量值。技術(shù)員編制詳細規(guī)范時應(yīng)注意，雖然大部分總規(guī)范均未規(guī)定做加速度項目，但根據(jù)產(chǎn)品實際使用需求，建議只要是可能用在彈上的電連接器，均應(yīng)考核加速度項目。

4.2.3 熱設(shè)計

a)分析

溫度是影響低頻電連接器接觸可靠的重要因素，接觸件通電產(chǎn)熱與外界環(huán)境溫度共同作用，會導(dǎo)致連接器溫度升高，而過高的溫度會降低彈性接觸件的彈性性能，同時加速絕緣材料的物理、化學變化，最終導(dǎo)致接觸失效。

b)建議

為提高低頻電連接器的接觸可靠性，一般宇航產(chǎn)品要求在詳細規(guī)范中規(guī)定基于熱設(shè)計考慮的指標，包括溫升、過截試驗、高溫工作壽命等，但應(yīng)注意規(guī)定多芯接觸對的額定電流下降率，降低使用應(yīng)力，提高產(chǎn)品使用可靠性。

5 特殊要求分析

除上述編制原則和技術(shù)要求外，一些詳細規(guī)范需根據(jù)用戶的特殊要求進行額外規(guī)定。如工程配套、型譜系列、質(zhì)量認證(貫標)等科研項目電連接器詳細規(guī)范要求：只要存在焊接接觸件，則應(yīng)進行接觸件可焊性和耐焊接熱試驗；只要接觸件存在鍍金層，則應(yīng)進行接觸件鍍層厚度、鍍金層耐腐蝕性和鍍層結(jié)合力試驗；貫標產(chǎn)品即便通用規(guī)范未特別規(guī)定質(zhì)量保證大綱要求，也需要引用GJB 546B-2011《電子元器件質(zhì)量保證大綱》的要求。

另各院級單位也存在一些詳細規(guī)范的編制要求，如五院特殊要求詳見表2。

表2 五院電連接器詳細規(guī)范特殊要求

6 試驗方法可操作性分析

6.1 可操作性分析

目前編制“一攬子規(guī)范”時仍會出現(xiàn)無法量化驗證，以及驗證方法未使用現(xiàn)行共性的基礎(chǔ)標準的情況。而編制“相關(guān)詳細規(guī)范”時，技術(shù)員經(jīng)常未認真審查通用規(guī)范的試驗方法就直接引用，沒有結(jié)合產(chǎn)品實際特點，導(dǎo)致一些測量、試驗方法的具體細節(jié)無法實施。

6.2 注意事項及建議

試驗方法盡可能采用已頒布的測量和試驗方法標準，如GJB1217A-2009《電連接器試驗方法》，GJB360B-2009《電子及電氣元件試驗方法》，GJB150A-2009《軍用裝備實驗室環(huán)境試驗方法》，在沒有現(xiàn)行的標準可用時，可按下述要求規(guī)定測量和試驗方法：

a)方法原理概述；

b)試劑或材料的要求；

c)測量和試驗儀器、設(shè)備及其要求；

d)測量和試驗裝置；

e)試樣及其制備；

f)試驗條件；

g)試驗程序；

h)試驗結(jié)果的計算和評定；

i)準確度或允許偏差。

7 抽樣與分組分析

低頻電連接器詳細規(guī)范中的檢驗一般分為鑒定檢驗和質(zhì)量一致性檢驗兩種。

鑒定檢驗應(yīng)注意：樣品數(shù)應(yīng)符合通用規(guī)范規(guī)定，當無通用規(guī)范時，鑒定檢驗樣品數(shù)不少于2；樣本母體數(shù)應(yīng)符合通用規(guī)范規(guī)定，當通用規(guī)范沒規(guī)定或沒有通用規(guī)范時，鑒定檢驗樣本母體數(shù)不少于鑒定檢驗樣品數(shù)的2倍。

質(zhì)量一致性檢驗一般由四個檢驗組組成，應(yīng)注意以下幾點：

a)A組檢驗：對一個檢驗批中的全部樣品進行100%的非破壞性逐批檢驗，經(jīng)過A組檢驗的樣品可作為產(chǎn)品交付，應(yīng)給出剔除率，一般不大于5%；

b)B組檢驗：比A組更復(fù)雜或所需時間更長的逐批檢驗，一般是非破壞性試驗，樣品數(shù)比A組少些，經(jīng)過B組檢驗的樣品可經(jīng)稍加整修或不加整修即可交付，應(yīng)給出抽樣方案和失效判定；

c)C組檢驗，是對那些依賴于產(chǎn)品設(shè)計和材料特性所進行的周期試驗，一般屬于破壞性試驗，樣品數(shù)比B組少，并應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)量或時間周期而定，經(jīng)過C組檢驗的樣品不能交付，應(yīng)給出抽樣方案和失效判定；

d)D組檢驗，是一種破壞性試驗，D組檢驗僅在少數(shù)幾個樣品上進行，根據(jù)生產(chǎn)量和時間周期而定，經(jīng)過D組檢驗的樣品不能交付。

8 編輯性錯誤分析

在評審詳細規(guī)范時發(fā)現(xiàn)，編輯性錯誤屢屢出現(xiàn)，推廣使用TCS編輯器后，章、條、段、列項、表格的格式問題已近基本得到解決，但仍應(yīng)注意量、單位、尺寸及其公差的問題。具體編輯格式建議按照GJB 0.1-2001《軍用標準文件編制工作導(dǎo)則 第1部分：軍用標準和指導(dǎo)性技術(shù)文件編寫規(guī)定》的要求進行梳理，制定出一套符合要求的詳細規(guī)范模板，后續(xù)按產(chǎn)品規(guī)格型號在此模板上編制詳細規(guī)范，如麻花針產(chǎn)品優(yōu)先參考已制定的《GJB2446A-2009的相關(guān)詳細規(guī)范模板》。

9 小結(jié)

本文通過對電連接器產(chǎn)品詳細規(guī)范的基本編制原則、環(huán)境適應(yīng)性與可靠性，抽樣分組及特殊要求等內(nèi)容的介紹和分析，給出了一些編制過程中的注意事項和建議，希望可以幫助讀者更好的了解如何編制電連接器產(chǎn)品詳細規(guī)范，提高詳細規(guī)范的編制水平,從而使詳細規(guī)范準確指導(dǎo)后續(xù)的電連接器產(chǎn)品生產(chǎn)、檢驗、使用等環(huán)節(jié)。

[1] 嚴升. 電連接器接觸特性與溫度場的數(shù)值模擬研究,北京交通大學.

[2] GJB 0.1-2001, 軍用標準文件編制工作導(dǎo)則, 第1部分：軍用標準和指導(dǎo)性技術(shù)文件編寫規(guī)定.

[3] GJB 0.2-2001, 軍用標準文件編制工作導(dǎo)則 第2部分：軍用規(guī)范編寫規(guī)定.

[4] GJB 1217A-2009, 電連接器試驗方法.