接線端子常見(jiàn)故障分析及安全使用原則

接線端子就是用于實(shí)現(xiàn)電氣連接的一種配件產(chǎn)品，工業(yè)上劃分為連接器的范疇。 隨著工業(yè)自動(dòng)化程度越來(lái)越高和工業(yè)控制要求越來(lái)越嚴(yán)格、精確，接線端子的用量逐漸上漲。隨著電子行業(yè)的發(fā)展，接線端子的使用范圍越來(lái)越多，而且種類也越來(lái)越多。用得最廣泛的除了PCB板端子外，還有五金端子，螺帽端子，彈簧端子等等。

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接線端子的塑料絕緣材料和導(dǎo)電部件直接關(guān)系到端子的質(zhì)量，它們分別決定了端子的絕緣性能和導(dǎo)電性能。任何一個(gè)接線端子失效都將導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)工程的失敗。這方面國(guó)內(nèi)外發(fā)生的慘痛教訓(xùn)是十分深刻的。

預(yù)防是目的，分析是基礎(chǔ)。從某種意義上講，預(yù)防失效比分析失效更重要。它對(duì)保證接線端子的質(zhì)量和可靠性具有更現(xiàn)實(shí)的意義。

接線端子從使用角度講，應(yīng)該達(dá)到的功能是：接觸部位該導(dǎo)通的地方必須導(dǎo)通，接觸可靠。絕緣部位不該導(dǎo)通的地方必須絕緣可靠。接線端子常見(jiàn)的致命故障形式有以下三種：

接觸不良

接線端子內(nèi)部的金屬導(dǎo)體是端子的核心零件，它將來(lái)自外部電線或電纜的電壓，電流或信號(hào)傳遞到與其相配的連接器對(duì)應(yīng)的接觸件上。故接觸件必須具備優(yōu)良的結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定可靠的接觸保持力和良好的導(dǎo)電性能。由于接觸件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，材料選用錯(cuò)誤，模具不穩(wěn)定，加工尺寸超差，表面粗糙，熱處理電鍍等表面處理工藝不合理，組裝不當(dāng)，貯存使用環(huán)境惡劣和操作使用不當(dāng)，都會(huì)在接觸件的接觸部位和配合部位造成接觸不良。

絕緣不良

絕緣體的作用是使接觸件保持正確的位置排列，并使接觸件與接觸件之間，接觸件與殼體之間相互絕緣。故絕緣件必須具備優(yōu)良的電氣性能，機(jī)械性能和工藝成型性能。特別是隨著高密度，小型化接線端子的廣泛使用，絕緣體的有效壁厚越來(lái)越薄。這對(duì)絕緣材料，注塑模具精度和成型工藝等提出了更苛嚴(yán)的要求。由于絕緣體表面或內(nèi)部存在金屬多余物，表面塵埃，焊劑等污染受潮，有機(jī)材料析出物及有害氣體吸附膜與表面水膜融合形成離子性導(dǎo)電通道，吸潮，長(zhǎng)霉，絕緣材料老化等原因，都會(huì)造成短路，漏電，擊穿，絕緣電阻低等絕緣不良現(xiàn)象。

固定不良

絕緣體不僅起絕緣作用，通常也為伸出的接觸件提供精確的對(duì)中和保護(hù)，同時(shí)還具有安裝定位，鎖緊固定在設(shè)備上的功能。固定不良，輕者影響接觸可靠造成瞬間斷電，嚴(yán)重的就是產(chǎn)品解體。解體是指接線端子在插合狀態(tài)下，由于材料，設(shè)計(jì)，工藝等原因?qū)е陆Y(jié)構(gòu)不可靠造成的插頭與插座之間，插針與插孔之間的不正常分離，將造成控制系統(tǒng)電能傳輸和信號(hào)控制中斷的嚴(yán)重后果。由于設(shè)計(jì)不可靠，選材錯(cuò)誤，成型工藝選擇不當(dāng)，熱處理，模具，裝配，熔接等工藝質(zhì)量差，裝配不到位等都會(huì)造成固定不良。

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為確保接線端子的質(zhì)量和可靠性，預(yù)防上述致命故障的發(fā)生，建議按照產(chǎn)品的技術(shù)條件，研究制定相應(yīng)的篩選技術(shù)要求，開(kāi)展以下有針對(duì)性的預(yù)防失效的可靠性檢驗(yàn)。

1. 預(yù)防接觸不良

1） 導(dǎo)通檢測(cè)

2012年，一般接線端子生產(chǎn)廠家產(chǎn)品驗(yàn)收試驗(yàn)無(wú)此項(xiàng)目，而用戶裝機(jī)后一般均需要進(jìn)行導(dǎo)通檢測(cè)。因此建議生產(chǎn)廠家對(duì)一些重點(diǎn)型號(hào)的產(chǎn)品應(yīng)該增加100%的逐點(diǎn)導(dǎo)通檢測(cè)。

2） 瞬斷檢測(cè)

有些接線端子是在動(dòng)態(tài)振動(dòng)環(huán)境下使用的。實(shí)驗(yàn)證明僅用檢驗(yàn)靜態(tài)接觸電阻是否合格，并不能保證動(dòng)態(tài)環(huán)境下使用接觸可靠。因?yàn)?，往往接觸電阻合格的連接器在進(jìn)行振動(dòng)，沖擊等模擬環(huán)境試驗(yàn)時(shí)仍出現(xiàn)瞬間斷電現(xiàn)象，故對(duì)一些高可靠性要求的接線端子，最好能100%對(duì)其進(jìn)行動(dòng)態(tài)振動(dòng)試驗(yàn)考核其接觸可靠性。

3） 單孔分離力檢測(cè)

單孔分離力是指插合狀態(tài)的接觸件由靜止變?yōu)檫\(yùn)動(dòng)的分離力，用來(lái)表征插針和插孔正在接觸。實(shí)驗(yàn)表明：?jiǎn)慰追蛛x力過(guò)小，在受振動(dòng)、沖擊載荷時(shí)有可能造成信號(hào)瞬斷。用測(cè)單孔分離力的方法檢查接觸可靠性比測(cè)接觸電阻有效。檢查發(fā)現(xiàn)單孔分離力超差的插孔，測(cè)量接觸電阻往往仍合格。為此，生產(chǎn)廠除要研制開(kāi)發(fā)新一代的柔性插合接觸穩(wěn)定可靠的接觸件外，不應(yīng)對(duì)用于重點(diǎn)型號(hào)采用自動(dòng)插拔力試驗(yàn)機(jī)多點(diǎn)齊測(cè)，應(yīng)對(duì)成品進(jìn)行100%的逐點(diǎn)單孔分離力檢查，防止因個(gè)別插孔松弛造成信號(hào)瞬斷。

2. 預(yù)防絕緣不良

1）絕緣材料檢查

原材料質(zhì)量?jī)?yōu)劣對(duì)絕緣體的絕緣性能影響很大。因此對(duì)于原材料廠家的選擇格外重要，不可一味的降低成本而喪失了材料質(zhì)量.應(yīng)選擇信譽(yù)好的大廠材料.且對(duì)每批材料來(lái)料要仔細(xì)核對(duì)檢查批號(hào)，材質(zhì)證明等重要信息.做好材料使用的追溯性資料。

2）絕緣體絕緣電阻檢查

至2012年，有部分生產(chǎn)廠工藝規(guī)定裝配成成品后再檢測(cè)電性能，結(jié)果由于絕緣體本身絕緣電阻不合格，只得整批成品報(bào)廢。合理的工藝應(yīng)是在絕緣體零件狀態(tài)就100%進(jìn)行工藝篩選，確保電性能合格。

3. 預(yù)防固定不良

1）互換性檢查

互換性檢查是一種動(dòng)態(tài)檢查。它要求同一系列相配的插頭和插座都能進(jìn)行相互插配連接，從中發(fā)現(xiàn)是否有由于絕緣體、接觸件等零件尺寸超差，缺裝零件或裝配不到位等原因造成無(wú)法插合、定位和鎖緊，甚至在受旋轉(zhuǎn)力的作用下造成解體?；Q性檢查的另一作用是通過(guò)螺紋、卡口等插拔連接能及時(shí)發(fā)現(xiàn)是否有產(chǎn)生影響絕緣性能的金屬多余物。故對(duì)一些重要用途的接線端子應(yīng)100%進(jìn)行該項(xiàng)目檢查，以避免出現(xiàn)這類重大的致命失效事故。

2）耐力矩檢查

耐力矩檢查是一種考核接線端子結(jié)構(gòu)可靠性十分有效的檢查方法。如美軍標(biāo)MIL-L-39012標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定.根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該每批都抽測(cè)樣品進(jìn)行耐力矩檢查，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題

3）壓接導(dǎo)線的通測(cè)

在電裝時(shí)經(jīng)常發(fā)現(xiàn)個(gè)別芯壓接導(dǎo)線送不到位，或送到位后鎖不住，接觸不可靠。分析原因是個(gè)別安裝孔螺牙處有毛刺或臟污卡死。特別是使用廠已電裝到一個(gè)插頭座的最后幾個(gè)安裝孔，發(fā)現(xiàn)該疵病后只得將已安裝好的其它孔壓接導(dǎo)線一一卸出，重新更換插頭座。此外，由于導(dǎo)線線徑與壓接孔徑選擇配合不當(dāng)，或由于壓接工藝操作失誤，還會(huì)造成壓接端不牢的事故。為此，生產(chǎn)廠在成品出廠前要對(duì)交貨的插頭（座）的樣品所有安裝孔進(jìn)行通測(cè)，即用裝卸工具將壓接有插針或插孔的導(dǎo)線摸擬送到位，檢查能否鎖住。根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)條件規(guī)定，對(duì)逐根壓接導(dǎo)線進(jìn)行拉脫力的檢查。

沒(méi)有可靠的接線端子，就沒(méi)有可靠的系統(tǒng)工程。失效與可靠是相對(duì)應(yīng)又相互聯(lián)系的一個(gè)矛盾體的兩個(gè)方面。通過(guò)接線端子可靠性篩選發(fā)現(xiàn)各種失效模式和失效機(jī)理，可引出大量經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)和排除各種隱患，為改進(jìn)設(shè)計(jì)、工藝、檢驗(yàn)和使用提供科學(xué)依據(jù)，它也是修訂和制訂接線端子技術(shù)條件的重要依據(jù)。尋找預(yù)防失效的措施，實(shí)現(xiàn)由失效變?yōu)榭煽康霓D(zhuǎn)化，是失效分析的最終目的。