连接器功能测试

連接器性能及測試认证部：李德友2009.08.10內容提要連接器常用測試規範連接器的主要測試項目及目的认证部对連接器检验标准連接器常用測試規範常用國際規範1-1.MIL-STD-1344A(美國軍用規範)1-2.MIL-STD-202F1-3.EIA-364C(美國電子工業學會)1-4.IEC-512(國際電子委員會)產品或業界規範2-1.MIL-STD-24308CForD-SUBCONN.2-2.PCI,EISAStandard2-3.IEEE13942-4.PCMCIA.2-5.EIA-540BOOO,EIA-540BAAAforZIFSOCKET連接器的主要測試項目及目的一.電氣特性測試1-1.絕緣阻抗測試(InsulationResistance)1-2.耐電壓測試(DielectricsWithstandingVoltage)1-3.低功率接觸阻抗(LLCR)1-4.電容及電感量測(Capacitance&Inductance)1-5.溫升測試(TemperatureRise)二.機械特性測試2-1.單點插入力與拔出力(Engagement&SeparationForce)2-2.整體插入力與拔出力(Mating&UnmatingForce)2-3.端子保持力(ContactRetentionForce)2-4.端子正向力(NormalForce)2-5.耐久性測試(Durability)三.環境測試3-1.鹽水憤霧試驗(Saltspray)3-2.耐濕性試驗(Humidity)3-3.振動試驗(Vibration)3-4.衝擊試驗(Shock)3-5.熱衝擊試驗(TemperatureCyclingorThermalShock)3-6.高溫壽命試驗(TemperatureLife)3-7.耐焊錫熱試驗(ResistanceToSolderHeat)3-8.焊錫性(Solderability)1-1.絕緣阻抗測試(InsulationResistance)1-1-1.量測目的:評估連接器之絕緣材料在通過直流電壓后,其表面產生漏電流狀況,以判定其絕緣程度.1-1-2.量測依據:MIL-STD-1344A,method3003.11-1-3.量測方法:1-1-3-1.測試位置為最靠近之相鄰兩端子或端子與鐵殼,如果是同軸連接器則為內部與外部之端子.1-1-3-2.測試時間:2分鐘.1-1-3-3.測試電壓:500Vdc或特別規定.一.電氣特性測試认证部对連接器检验标准1-2.耐電壓測試(DielectricsWithstandingVoltage)1-2-1.量測目的:評估連接器之安全額定電壓及承受瞬間脈衝電壓之安全性,進而評估連接器的絕緣材料與其組成絕緣間隔是否適當.1-2-2.量測依據:MIL-STD-1344A,method3001.11-2-3.量測方法:1-2-3-1.量測點為最接近的相鄰兩端子,及shell與最接近shell的端子間.1-2-3-2.測試時間:1分鐘.1-2-3-3.耐壓過程之漏電流除特別規定外,不得超過5mA,一般以0.5mA為測試需求.1-3.低功率接觸阻抗測試(LLCR)1-3-1.量測目的:在不破壞端子表面的氧化薄膜下,測試結合兩端子間的接觸阻值,以作為連接器端子之總體性評估.1-3-2.量測依據:MIL-STD-1344A,method3002-11-3-3.量測方法:1-3-3-1.以四線量測法量測結合端子之電阻值.1-3-3-2.測試電流:100mAmaximum.1-3-3-3.開路電壓:20mVmaximum.1-4.電容及電感量測(Capacitance&Inductance)1-4-1.量測目的:評估連接器之電容值及電感值是否合乎規格需求,因連接器之目的即為傳輸信號,而傳輸線的電容‘電感取決於導體的几何形狀‘介質特性.若是設計不良,則會導致信號傳輸延遲,訊號扭曲及阻抗不匹配的現象.1-4-2.量測依據:電容(MIL-STD-202F,method305),電感(EIA-364-69)及依客戶之測試需求.1-4-3.量測程序:1-4-3-1.量測頻率:除特別規定外,一般以1Khz或1Mhz.1-4-3-2.電容量測:在相鄰2pin的遠端開路,近端以電容表或LCRmeter量測其電容值.1-4-3-3.電感量測:在相鄰2pin遠端短路,近端用LCRmeter量測其電感值.1-5.溫升測試(TemperatureRise)1-5-1.量測目的:評估端子能攜帶規格之額定電流在規格時間內,其溫升不得超過規定值.1-5-2.量測依據:IEC-512-3.1-5-3.測試時間:5小時1-5-4.除特別規定外,一般溫升變化的最大值為不超過室溫300C.2-1.單點插入力與拔出力(Engagement&Separtion)2-1-1.量測目的:評估個別端子插入與拔出時所需之力量.2-1-2.量測依據:EIA-364-37A.2-1-3.量測方法:2-1-3-1.用maximum測試pin預先插拔2次.2-1-3-2.如無特別規定則以最大測試pin或測試板量測插入力,以最小測試pin或測試板測拔出力.2-1-3-3.測試之Gagepin應注意其表面粗糙度規格須符合MS-3197之規定.二.機械特性測試2-2.整體插入力與拔出力(Mating&UnmatingForce)2-2-1.量測目的:評估連接器在不同環境應力下,測試前及測試后的整體插入與拔出力,及連接器鐵殼之防護能力.2-2-2.量測依據:MIL-STD-1344A,method2013.12-2-3.量測方法:2-2-3-1.一般為公母實配為測試方法.2-2-3-2.樣品為Slot系列時,除特別規定外,則以最大尺寸測試板測試MatingForce,以最小測試板測試UnmatingForce.2-3.端子保持力(ContactRetentionForce)2-3-1.量測目的:評估端子裝配進塑膠后,端子所能承受之最大軸向力.以避免在使用時因操作錯誤而造成退pin現象.2-3-2.量測依據:MIL-STD-1344A.method2007.12-3-3.量測方法:可區分為2種方式:2-3-3-1.在端子上施加一規定靜荷重於規定時間后,量測端子之位移變化量是否符合規定需求.2-3-3-2.在端子施加一軸向力,直至端子被退出塑膠体外,記錄其最大軸向力是否符合規定的需求.2-4.端子正向力(NormalForce)2-4-1.量測目的:量測正向力藉以驗證端子設計及材料選定是否合乎設計理念,進而推算出各相關的力量,以作為設計變更之參考。2-4-2.量測依據:EIA-364-042-4-3.量測方法:2-4-3-1.量測端子之触点間隙(Gap)。2-4-3-2.計算量測之位移量:Disp=(Matingparts之直徑或厚度-gap)/2若端子之gap為單彈片設計如SmartCard則位移不須除以2。2-4-3-3.剖開露出待測pin之触點。2-4-3-4.以推拉力試驗機量測待測端子contactpoint被壓至計算之測試位移量時力量,即為正向力。2-5.耐久性試驗2-5-1.量測目的:評估連接器經連續插拔后,其端子電鍍層摩耗程度或插拔前后之電氣特性與機械特性變化。2-5-2.量測依據:MIL-STD-1344A,Method2015.1。2-5-3.量測方法:2-5-3-1.插拔速度除特別規定外,每小時不超過300cycle。2-5-3-2.測試方式以連接器公母實配為測試原則,若為SLOT系列產品則以最大板厚之測試板執行測試。3-1.監水噴霧試驗(Saltspray)3-1-1.量測目的:評估連接器金屬配件及端子鍍層抗監霧腐蝕的能力。3-1-2.量測依據:MIL-STD-1344A,Method1001.1。3-1-3.量測程序:3-1-3-1.量測條件:A.監水濃度:5%重量比B.試驗艙之溫度:35±1.1/1.7℃C.飽和桶溫度:47±2℃3-1-3-2.量測時間:測試條件測試時間A96小時B48小時(使用較多)C500小時D1000小時三.環境測試3-1-3-3.至少每16小時搜集監霧量一次,監霧量平均每小為1-2ml。3-1-3-4.樣品的放置應不互相接觸,且測試面與垂直面成15°。3-1-3-5.試驗完畢后除特別規定外,試樣應以清水衝洗5分鐘(水溫不得超過35℃)必要時以軟毛刷洗。3-2.耐濕性試驗(Humidity)3-2-1.量測目的:評估連接器在經高溫高濕之環境儲存后對產品電氣特性的影響及在高溫高濕環境里的操作可行性評估。3-2-2.量測依據:MIL-STD-1344A,Method1002.2。3-2-3.量測程序:而濕性試驗可區分為:4-2-3-1.恆溫恆濕試驗(Steadystate)A.量測條件:(1).溫度40℃;濕度95%(R.H.)。B.量測時間:測試條件測試時間A240小時B96小時C540小時D1344小時3-2-3-2.溫濕度循環試驗(Humidity-comperaturecycling)A.量測溫度、時間及濕度如附圖。B.量測時間:10cycles。C.副周期7a可省略執行,若執行7a步驟,在前9個循環中執行5個循環。D.最終量測應在從試驗艙取出后,放置室溫在1-2H內完成量測。3-3.振動試驗(Vibration)3-3-1.量測目的:評估連接器耐振持久性,確認連接器是否因夾持力太鬆,以致於振動過程中造成瞬時斷電現象,及因振動而發生接觸點腐蝕氧化現象而造成阻值變化。3-3-2.量測依據:MIL-STD-1344A,Method2002。3-3-3.量測程序:3-3-3-1.量測電流:將結合樣品串聯成一個回路,並通一100mA之電流於回路上。3-3-3-2.監控斷電時:1us(若無特別規定)3-3-3-3.振動軸向x-y-z三軸。3-3-3-4.正弦振動之各測試條件及時間如下表:4-3-3-5.隨機振動條件如附頁所示4-3-3-6.振動時間:若無特別規定則依下列規定A.3minB.15minC.1.5hoursD.8hours3-4.衝擊試驗(Shock)3-4-1.量測目的:模擬連接器在承受運輸途中或其他因素發生突發衝擊狀況時,對產品接觸功能性的影響.3-4-2.量測依據:MIL-STD-1344A,Method2004-1。3-4-3.量測程序:3-4-3-1.衝擊波形A.半正玄波B.鋸齒波C.方波3-4-3-2.衝擊次數:3軸6個面,每面3次共18次.3-4-3-3.若無特別規定,則在測試樣品通100mA電流,并監控其於衝擊中是否有1us之斷電現象。3-5.熱衝擊(TemperatureCyclingorThermalShock)3-5-1.量測目的:評估電子元件在急速的大溫差變化下,對於其功能品質的影響.3-5-2.量測依據:MIL-STD-1344A,Method1003.1MIL-STD-202F,Method107G.3-5-3.量測程序:3-5-3-1.高低溫之溫度變化應於5分鐘內完成.3-5-3-2.熱衝循環條件:3-6.高溫壽命試驗(TemperatureLife)3-6-1.量測目的:評估連接器曝露在高溫環境於規定時間后端子及塑膠應力是否有弛緩現象,及其他影響產品品質因素存在.3-6-2.量測依據:MIL-STD-1344A,Method1005-13-6-3.量測程序:3-6-3-1.量測時間及條件,如表所列.3-6-3-2.除特別規定外,一般以相应條件進烘烤箱測試.时间温度3-7.耐焊錫熱試驗(ResistanceToSolder)3-7-1.量測目的:評估電子元件經過錫槽時,其承受焊錫熱或輻射熱的能力.(SMT)3-7-2.量測依據:MIL-STD-202F,Method210A3-7-3.量測方法:3-7-3-1.將沾完助焊劑后的待測物端子直接浸泡於錫爐內.3-7-3-2.浸泡深度至距塑膠体1.57mm處.3-7-3-3.高温材质245℃,低温材质2