电连接器六性分析实施报告.docx

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电连接器六性分析实施报告

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

1

19芯安装板

/

4

2

12#连接环

/

1

3

12#壳体

/

2

4

12#尾螺母

/

1

5

密封垫

/

1

6

密封套

/

2

7

密封圈

/

1

8

22#插孔

Φ1.1x22.5

19

9

22#插针

Φ1.88x23

19

10

垫圈/垫片/波纹弹簧

/

6

11

卡圈/挡圈/卡销

/

8

2.2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PPS1130A6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

试验条件[状态]

测试方法

测试数据

数据单位

基本性能

密度

ISO1183

1.66

g/cm3

熔体粘度

ISO11443

260

Pa.s

物理性能

成型收缩率

AcrossFlow2.00mm

ISO11443

0.7

%

成型收缩率

Flow2.00mm

ISO11443

0.3

%

吸水性

24hr,23℃

ISO62

0.01

%

机械性能

屈服拉伸应力

ISO527-2

210

MPa

断裂拉伸应变

ISO527-2

1.9

%

弯曲模量

ISO178

14000

MPa

弯曲强度

ISO178

290

MPa

Charpy缺口冲击强度

ISO179/1eA

11

KJ/m2

电气性能

体积电阻率

IEC60093

4.0E+16

ohm.cm

介电常数

1000Hz

IEC60250

4.2

介电常数

1E+6Hz

IEC60250

4.2

损耗因子

1000Hz

IEC60250

0.001

损耗因子

1E+6Hz

IEC60250

0.002

耐导电径迹性

IEC60112

125

V

介电强度

3.00mm

IEC60243-1

16

kV/mm

热性能

热变形温度

1.8MPa,未退火

ISO75-2A

270

℃

流动方向线性热膨胀系数

ISO11359-2

0.00002

cm/cm/℃

垂直流动方向线性热膨胀系数

ISO11359-2

0.00004

cm/cm/℃

阻燃等级

UL94

V0

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≤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≤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，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：

力学性能：

Sn：

3.5-4.5

Al:

0.002抗拉强度（σb/MPa）：

275

Zn:

2.7-3.3伸长率（δ10/%）：

≥25

Fe:

0.05伸长率（δ5/%）：

≥30

Pb:

0.02

Ni:

0.2

P:

0.03

Cu:

余量

杂质：

0.2

由此可见，用此材料做锁紧螺母，在性能方面不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：

3.5-4.5

Al:

0.002抗拉强度（σb/MPa）：

275

Zn:

2.7-3.3伸长率（δ10/%）：

≥25

Fe:

0.05伸长率（δ5/%）：

≥30

Pb:

0.02

Ni:

0.2

P:

0.03

Cu:

余量

杂质：

0.2

壳体用锡青铜经过车削加工而成，在误差方面≤1%

五.密封圈，此密封圈将直接影响该产品与机箱连接时的气密性，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连接器的工作温度为-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.φ0.5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315℃≈600℉

淬火时间2hours

软化温度930℃

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.k20℃

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

1

19芯安装板

5%

耐电压

16.4%

2

12#连接环

1%

装配

3.2%

3

12#壳体

/

/

/

4

12#尾螺母

1%

装配

3.2%

5

密封垫

1%

密封

3.2%

6

密封套

1%

密封

3.2%

7

密封圈

1%

密封

3.2%

8

22#插孔

12%

插拔力和电性能

39.5%

9

22#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。

Ⅱ类（致命的）——这种故障会引起重在经济损失或导致任务失败。

Ⅲ类（临界的）——这种故障会引起一定的经济损失或导致任务降级。

Ⅳ类（轻度的）——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

故障

模式

故障

原因

故障影响

补偿

措施

严酷度类别

1

19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

Ⅱ类

2

12#连接环

装配

未装到位

装配时影响插拔力

小锉刀磨削

Ⅲ类

3

12#壳体

/

/

/

/

/

4

12#尾螺母

影响装配

--

--

--

Ⅳ类

5

密封垫

密封

未装到位

影响产品内部密封性

重新装配

Ⅱ类

6

密封套

密封

未装到位

影响产品内部密封性

重新装配

Ⅱ类

7

密封圈

密封

未装到位

影响产品内部密封性

重新装配

Ⅱ类

8

22#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

Ⅱ类

9

22#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

Ⅱ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Ⅱ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Ⅲ类严酷度的有1种元器件：

12#连接环。

其余的属于Ⅳ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入烤箱中烘烤200℃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

4.1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80～90℃，对于连接器，自然条件下一般最高工作温度在60～80℃。

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，极恶劣的低温条件下约为-40～-20℃。

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-40～70℃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CO2、SO2、NO2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，湿气在表面凝聚成水珠，形成凝露现象，使表面电阻下降100～1000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。

冲击是很短时间内的剧烈振动，如舰船上的炮弹发射时就会产生很强的冲击。

振动和冲击都会对电子元器件产生影响，致使电子电气及机械装置发生故障，对运动的和静止的结构产生机械的或结构的损坏。

在这种环境中，应考虑必要地减振措施。

本器件安装在整机系统中，通常，整机系统都有减振装置以缓冲剧烈振动带来的危害影响。

通过以上分析表明：

连接器在实际环境中可以满足有关环境要求、可靠地工作。

6维修性

产品为元器件，产品使用完时或者出现问题时，产品将直接进行报废，因此维修性能不适用。

7.测试性

产品为元器件测试性能不适用。

********************

2015年1月5日