第十四章　连接器／插座测试

1. 评定设计能力
2. 评定产品对一般的机能失效的敏感度
3. 显示出本领域中的期望性能
4. 作为失效模式分析的工具
5. 避免代价过高的领域更替(避免用于更高价值领域中的产品替换)

14.1　测试程序的分类

1. 设计校核测试
2. 验收测试
3. 质量鉴定测试
4. 长期性能（质量）鉴定
5. 可靠性（强度）测试

14.1.1　设计校核测试

14.1.2　验收测试

14.1.3　质量鉴定

14.1.4　长期性能（质量）鉴定

14.1.5可靠性测试

14.2　测试方案的制定

表14.1在下文的的定义和指引中应被灵活对待：

1. 良性环境（等级1）利用一种过滤系统对温度及湿度进行控制。其遮蔽区域是处于正压力（作用）下。这类环境并不是常用的。
2. 表14.1中所限制的温度及湿度界限可认为是其最大上限。而在一定环境等级中的特定应用若要求不同的标准，并且这个标准不如表中所列出的那么严格，那么，若有需要的情况下那些界限也是可以使用的。

此外，确定连接器的设计／材料测试组是否能代表习知的或是新的技术也是很重要的。这个问题定义如下：

已知的技术。采用材料体系及具有较广的经验基础的设计思想（设计出来的）产品（与这些技术）有很大的联系。例子包括：

1. 在接触端厚度为1.25μm到2.5μm的镍底层上镀有0.8μm（或更大）的金锡(合金)镀层厚度大于3.75μm
2. 尼龙或多元酯(unfilled 或 glass filled)的绝缘本体材料黄铜，磷青铜，以及铜铍合金等弹性材料
3. 大于100g的法向（正交）力
4. 传统几何形状的接触端

1. 黄金镀层厚度不超过0.8μm
2. 新的镀层体系或结构
3. 绝缘本体材料中新的添加物或填充物
4. 多头接触端(multiple tine contacts)
5. 小于100g的法向(正交)力

14.2.1　测试方案之指导方针

1. 绝缘电阻（IR）及绝缘体所能承受的电压即耐电压（DWV）测试系在单个样品上或未进行低标准接触电阻（LLCR）测定的部位上进行。
2. 额定电流下的接触电阻（CRRC）及LLCR的测试应在不同的端子　上进行。
3. 可能的话，IR及DWV测试应该在未组接的和无端子的的样品上进行。
4. 推荐这类方法是为避免测试台，导体等影响测试结果。
5. 破坏性测试（等效于焊接能力测试）系在单个的样品上进行。

1. 测试台种类及板面（多层测试板应当避免）
2. 导体尺寸及类型要求
3. 端子制造技术及／或过程，包括适当的工具制造
4. 为（测试）电阻值而设置的电压探针
5. 振动／冲击设备
6. 样品是以配合状态还是以非配合的状态存在
7. 将要进行测定的部位数及行业的性质。假如末显示任何样品之尺寸，那么可假定所有的部位都将进行测定。这样的话会导致在高pin数连接器中过多的测试费用。

14.2.2 测试排序考虑(test sequencing considerations)

14.2.3样品尺寸

1. 正压力：五个端子
2. IR 与DWV：所有端子的20%
3. 可焊性(solderability)：每种类型10 端子
4. 接触保持力(contact retention)：所有端子的20%
5. 电容：十对相邻近的端子（ten adjacent pairs）
6. 阻抗，感应系数（indutance）、串音（crosstalk）：每种结构中选择5个测试点

14.3常用的测试环境

14．31潮湿环境中的测试．

1. 稳态潮湿环境下的测试。
2. 温度循环条件下潮湿环境中的测试。

稳态潮湿环境下的测试．

1. 确定塑料材料对热膨胀，吸湿性以及尺寸稳定性的敏感性；
2. 通过有限的方法，确定电连接器系统在潮湿环境下受氧化进程的影　响程度;
3. 确定塑料housing的表面变质的潜在可能性。

在温度循环条件下潮湿环境中的测试．

1. 确定housing材料对热膨胀，吸湿性以及尺寸稳定性的敏感性。
2. 通过有限的方法，确定电连接器系统在潮湿环境下受氧化进程的影响程度。
3. 在热循环环境中接触表面受磨损（因为潮湿的环境能加速氧化进程）腐蚀的影响程度。
4. (在潮湿环境中接触用材料及附在其表面上的磨损碎屑或颗粒的氧化进程。

表14．2 温度/湿度测试所常用更为严格的测试条件

条件	温度℃	RH，%	循环时间，hr
1	+25~+65	90~95	24
2	+5~+65	85~95	8
3	+5~+85	85~95	8

1. 48到96小时︰在稳态潮湿环境中进行测试。
2. 240小时︰在温度循环条件下潮湿环境中测试。
3. 500到1000小时︰在温度循环条件下潮湿环境中测试。

14.3.2 热的环境

1. 温度条件下的寿命
2. 在热条件下的循环
3. 在热条件下的振动

1. 在干燥条件下的氧化作用机理。
2. 金属化合物内部的扩散，移动和形成。
3. 考虑接触保持力及正压力可能损耗的条件下其外力导致塑料发生蠕动的潜在趋势。
4. 接触应力的松驰，其将导致正压力的损耗及一定时间之后其机能稳定性的丧失。

在测试程序中列出各种不同的测试温度，可以分成如下几类：

1. 65℃︰设备正常运行时的周围环境温度。
2. 85℃︰高能量设备运行时的周围环境温度。
3. 105℃︰不可控制的区域和热点（锡及其合金温度测试的界限）。
4. 125℃︰不可控制的区域和热点（钴金合成物温度测试的界限）。
5. 125/200℃︰用于军事用途及进行老化方面的测试。

关于耐用性测试的方法有多种可供选择，它们也被列成具体的操作程序。现推荐两种关于耐用性测试的方法︰

可能被监视的属性如下︰

1. LLCR︰该种属性用来确定电性能的稳定性同因时间的推移而发生变化的机械性能之间的相互关系。当其耐用性测试时间超过500hr时，推荐采用每隔一段时间测试一次，进而找出它们之间的趋势。
2. CRRC︰它仅仅用在其电力应用方面。
3. 正压力及端子尺寸︰它用来确定应力松驰的幅度。
4. 非焊锡端末端保持力︰它用来确定蠕动是否对保持力有影响。
5. 快速旋转︰它也是用来确定蠕动是否对保持力有影响。

1. 电连接器受磨损腐蚀的的影响．
2. SMT焊接点的完整性。
3. 不同材料的特性及接触用或装配用的材料之间的重要区别。
4. IDC，卷曲及相应pin的末端。

14.3.3严厉环境下的测试

严厉或腐蚀性的环境通常用来确定电连接器系统受如下几个方面的影响︰

1. 毛孔的腐蚀。
2. 边缘的蠕动。
3. 接触表面因沾有小颗粒或污染物而导致的腐蚀。
4. 非高质量材料系统的腐蚀。

导致变质的关键性环境包括︰

1. 一定温度条件下的环境可以影响干燥条件下的氧化进程）。
2. 一定湿度条件下的环境可以影响潮湿条件下的氧化进程）。
3. 一定腐蚀性气体条件下的环境可以影响电连接器上各部件的有毛孔，边缘蠕动及小颗粒存在的情况）。
4. 具有尘埃条件下的环境如沉积在电连接器表面上的小颗粒）。

常用的气体环境具体是指︰

1. 盐雾环境。
2. 二氧化硫或硫化氢单一气体环境。
3. 二氧化硫与硫化氢混合气体环境。
4. 混合流动气体环境。

14.3.4　机械力的测试

1. 确立电连接器的机械完整性。
2. 确定是否有电力不连续性存在。
3. 确立电气稳定性的影响。
4. 确定电连接器系统对因受磨损而导致其质量降格（即可以是磨损损坏又可以是磨损腐蚀）的影响程度，这种情况可能由机械方式而引起。

通常有三种振动测试方法可供选择，具体如下︰

1. 正弦振动︰该种类型的振动是指通过在给定的幅度及预定的频率下预定的时间内所作的上、下波动。
2. 随机振动︰在这种振动主要表现为在一个给定的频率范围其产生的，其频率的大小及振动的幅度是随机的。
3. 振动扫描︰振动扫描主要是用来确定其发生共振的频率，被测试的部件在特定的时间内以共振的频率相振动。

1. 严格水平下的振动测试（频率和振幅）
2. 耐用性测试
3. 监视的属性
4. 定义的固定物

1. 它不可能监视许多端子/干线情况(随着时间及电压的变化，其监视的数目从2到10不等)。
2. 经过特殊屏蔽的设备及要求不同不相配合的触发器相连接的电缆。
3. 校准绘图尽寸以论证其仪器的能力及在适当的位置可以测试其样品中相关的属性．
4. 如果干线的数量受到一定的限制，被监测的pos则要仔细的进行选择(例如:选择其末端及中间位置的pos．)。

1. 振动的频率和幅度(或来自适当测试程序的测试条件)。
2. 测试其耐用性。
3. 固定情况的规定。
4. 需要测试的属性。
5. 接触的中断时间(1．0，10．0ns)。
6. LNSE观测(2．0，5．0，10．0或20．0ns)。
7. LLCR测试。
8. 物理损坏。
9. 其它要求进行测试的属性。

1. 外力是否符合规定。
2. 电性能稳定性的保持情况。
3. 机械的整体性保持的情况。
4. 磨损是否构成一个问题。
5. 是否存在由于探针经常的探测而使接触力过大的问题。

1. 电子显微镜的扫描分析。
2. Dimethylglioxemespot测试。
3. 暴露在SO2中的测试。
4. 酸碱中和反应测试。

14．4末端测试

卷曲连接测试

IDC末端测试．

14．4．3相应pin的末端测试

1. 焊接过程中的所需的温度．
2. 调整相应的驻留时间．
3. 采用适当的方式进行预热．
4. 在焊接过程中使用助焊剂．

14.5　测试过程中所需观测/测试的属性

1. 电阻
2. 配合力和非配合力
3. 端子的插拔力

14.5.1　电阻

1. 端子材料体电阻
2. 末端电阻（例如︰卷曲、IDC等情形下的电阻）
3. 可分离的接触表面电阻

1. PWB板电连接器将被安装到相应的主机板上进行测试，并验证测试台的质量/适用性。
2. 如果没有作特殊说明的话，电缆夹持部、使产生的应力松驰的装置及其它的附件都将会被应用。
3. 一旦处于配合状态，则处于该状态下电连接器通常以不干扰界面的形式进行。因为即使小于0．001in（0．025mm）的扰乱也会带来很大的变化。在一个具体的诸如耐用性测试，或当进行失效模式分析等测试中如果没有对其作特别的要求时，则处于配合状态电连接器在连续的测试中应该保持配合的状态，

1. 开路电压:50mV或20mV(常用的开路电压)。
2. 测试电流:100mA。其中开路电压是影响LLCR的关键性的因素，应对其进行控制。所使用的电流的大小则并不是很重要。电压探针将被置于靠近端子处以符合实际要求，例如将其置于靠近端子0。06in（1．5mm）的范围以内，对于安装在电路板上电连接器来说，可能使用特殊的测试线路，在每个测试点均引出两条两条线路(其中的一条用于控制其电压，另一条用于控制其电流)．图14．13列出了典型的测试探针的布置位置．在所有情况下，外电路、导体等所具有的体电阻在电路中不管其本身长度为多少均忽略不计．在数据一览表中，具有相同设计结构的所有端子都被分成若干组，列如在直角型端子中，每一排将有相互分离的锉刀。因为随着引线长度的不同其体电阻发生变化。在该种情况下所获得的数据可能略显主观，因而需要进行如下的测试程序。
3. 对有问题的位置重新进行测试。
4. 用不同的探针重新测试有问题的位置。
5. 检查其探针是否损坏。
6. 检查其探针所放置的位置以确保其接触表面干净(只要其接触表面不发生扰乱即可)。

1. 在热稳定性获得之后，应制定出相应的测试程序，在一定的电流水平下，温度将会增加。反过来，这也将导致其电阻的增加。在早期的测试中其所产生的电阻比达到平衡进要低。
2. 如果CCRC在同LLRC相同的测试程序中进行测量，则该测试所对端子测试获得的测试情况将不同于LLCR中的测试情况，如果这是不可能的话，则将在测试的开始程序中及测试结束时的程序中进行测试。它将从来不在LLCR所采用的测试条件或所暴露的环境之前进行测试，其相应的测试程序为CRRC，LLCR，调节/暴露在特定的环境，LLCR，CRRC。

1. 表面粗糙度。
2. 相关表面的洁净程度。
3. 正压力。
4. 设备的精度。
5. 操作者的熟练程度。
6. 退出的速度。
7. 端子的几何形状。
8. 接触区域。

1. 速度控制︰1.0in/min，maximum。
2. 距离控制︰防止其从底部露出。
3. 是否具有自我定心/校直特性。
4. 控制尺寸精度在大约0.0001in(0.0025mm)之间。
5. 控制其表面镀层厚度在4-8uin之间。
6. 压力转换器。

14.6有关连接器测试方面的文献与测试报告的撰写

1. MIL-LTD-202（主要规定了有关组件测试方面的标准）
2. MIL-STD-1344（主要规定了有关连接器/插座测试的标准）
3. EIA364（主要规定了有关连接器/插座测试的标准）
4. EIC期刊512（主要规定了有关连接器/插座测试的标准）
5. EIC期刊68(主要规定了关于连接器测试的环境方面的标准)

1. 测试之排序已列出了吗？
2. 在应用段中对测试过程进行详细说明了吗（例如EIA，TP28）？
3. 测试的标准与／或条件指明了吗？
4. 每组的测试样品数指明了吗？
5. 如下各种性能测试的测试数据点数目指明了吗？
   a. LLCR，CRRC，阻抗等。
   b. IR、DWV、电容等性能测试的测试位置数。
   c. 插拔力测试的测试位置数。
   d. 接触中断(contactinterruptions)或低于十亿分之一秒(low-nanosecondevents)实验所需测试的位置数。
   e. 用于焊接、产生正压力、形成多孔及具有接触保持力等的样品(端子)数目。
6. 用于测定电阻的电压探针的位置描述了吗及概要的表示出来了吗？
7. 在T-rise测试中，电热偶的位置描述了吗，其中包括电源是供一个端子还是更多的端子的电力应用？
8. 在振动／冲击测试中的固定物被定义清楚了吗?
9. 连接器是以配合的状态还是以非配合的状态暴露在环境中?
10. （对于电力应用及接触电阻类型测试，）电流之大小规定了吗？
11. 对于具有焊接端的连接器，测试板用到了吗？如果用到，则对于需要进行电镀的一定大小的孔径相对应的孔洞形状作规定了吗?相应的测试板也作了规定吗(如测试板的厚度、材料等)？
12. 对于卷曲及IDC末端测试，是否应当在断开(terminated)状态下完成测试？如果是那样的话，对所使用的导体（例如，AWG尺寸，焊接情况(sold)，线缆(strsnded)，导体镀层，导体长度）进行说明了吗？
13. 对于相应(compliantpin)的端子测试来说，测试板使用到了吗？如果用到的话，对测试板作规定了吗?（板的层数，如果对孔洞作要求的话，还应规定出孔洞的形状、钻孔及需要进行电镀的孔径、厚度、材料等）？

1. 测试范围（scope）．
2. 所应用的相关文献．
3. 样品配备，其中包括使用到的测试板、清洁（清洗）技术、端子生产过程及材料等
4. 数据归纳总结．
5. 每个测试过程应该照如下内容（信息）分别的加以报告︰