连接器测试方法【专业教育】.ppt

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1、連 接 器 測 試 方 法,Revision change description :,2/58,特备参考,目錄,1.簡介 1.1 連接器測試目的 1.2 連接器常用測試規范 1.3 信賴性測試介紹 2.信賴性測試項目簡介 2-1.電氣特性測試 2-2.机械性能測試 2-3.環境性能測試 2-4.其它試驗 3.測試程序簡介 試題,3/58,特备参考,1.簡介,1-1 連接器各種測試(Qualification Test)之目的: 確認本公司生產之產品滿足業界或客戶要求。,4/58,特备参考,1-2 連接器常用的測試規範:,國際測試標準： EIA-364 (Electronic Industri

2、es Association電子工業協會)代替1344A MIL-STD-1344A (Military Standard)美國軍標 電連接器試驗方法=作廢 MIL-STD-202G 電子與電氣零組件試驗方法(可靠性與環境試驗參考資料) MIL-STD-810 環境試驗方法; IEC60068/60512(International Electro-technical Commission 國際電工技朮委員會標准)基本環境試驗方法; 各國對等IEC之試驗方法（JIS C0010系列，GB2423系列等）； 產業協會標準-USB2.0, DVI, HDMI, XD等 競爭對手標準- AMP, M

3、OLEX, JAE,FCI等 客戶測試規范- Dell,Intel,Apple,Cisco,Sony,Nintendo等,5/58,特备参考,常用客戶測試規范,DELL:7N372 IBM COMPAQ SONY,6/58,特备参考,1-3 信賴性測試介紹,1-3-1 信賴性測試定義: 驗証產品在經過一系列分組、順序、交替及混合試驗之后, 確認是否滿足其具体的規格要求.這裏所說的規格可以是產品企業標準、客戶要求或工業標準(如業界規範、國家或國際標準). 其測試目的是為了確定產品是否存在功能失效、外觀及安全等問題. 依照管理作業辦法：產品信賴性測試作業辦法SD-3B0-010,7/58,特备参考

4、,1-3-2 信賴性測試時機,產品開發驗証階段(含競爭對手的樣品): 依開發過程進度計劃, 由PDT LEADER 主導, 產發/製工負責送測申請, 以確保產品符合設計之規格要求, 並作為產品改善之參考. 量產段(含協力廠商提供的產品): 依公司產品規格書之規定要求, 由品保(品管/品工)單位負責送測申請,以確保制程品質, 並作為制程改善之參考. 客戶臨時指定要求: 業務/PM 負責把客戶測試要求(含測試項目測試標準規格要求等)及時傳遞給品保(品管/品工)單位, 由品保(品管/品工)單位負責統一送測申請, 以滿足客戶要求 高階管理者提出要求: 接獲此資訊之單位或人員, 把高階管理者提出的具體要

5、求(如測試目的/背景測試項目測試標準等)及時傳遞給品保(品管/品工)單位, 由品保(品管/品工)單位負責統一送測申請. 銷退產品分析(含客戶抱怨): 經分析處理團隊分析提出信賴性測試需求, 由品保(品管/品工)單位負責統一送測申請, 以提供產品失效之必要資訊, 導入改善措施, 並預防類似失效再發.,8/58,特备参考,1-3-3 信賴性測試頻率,對量產段, 依產品結構復雜性製程穩定性與能力產品品質履歷客戶對產品應用之反饋等, 確定產品信賴性測試頻率. 除另有規定及客戶要求外: 對連續生產的產品, 依產品系列至少每3 個月送測一次. 對量產時間超過一年且製程品質穩定足以延長測試頻率的產品, 可依

6、產品系列每6 個月送測一次. 對非連續生產且中間停頓時間超過3 個月(含)的產品, 每次重新生產的產品均需送測. 2. 對新產品開發驗証客戶臨時指定要求高階管理者提出要求及退回產品分析(含客戶抱怨), 可依實際要求的測試頻率執行.,9/58,特备参考,1-3-4 信賴性測試項目與方法,1.對開發段及量產段, 依產品規格書要求(符合或嚴于業界標準)之測試項目與方法執行. 產品規格書須為正式發行之最新版次, 若尚未正式發行, 須經產發/製工單位部級(含)以上主管核准簽署SWR 後方可作為測試依據。 2.對客戶臨時指定要求高階管理者提出要求及銷退產品分析(含客戶抱怨), 可依實際要求的測試項目與測試

7、方法執行. 但對此測試項目測試條件順序與測試方法須形成書面測試要求(如聯絡單等)並經相關權責之部級(含)以上主管核准後方可作為測試依據。 3. 當客戶有指定的測試項目與測試方法時, 依客戶指定要求執行。,10/58,特备参考,1-3-5 信賴性測試輔助附件要求,1. 測試申請單位應提供與被測樣品實配的配合件(如MATING PARTS, P.C.B 板), 其技術規格須符合國際、業界標準或客戶指定的要求. 2. 檢測單位應保証測試中所需的夾治具、引出導線須適用, 並確保夾治具、引出導線不影響其測試結果或影響很小.,11/58,特备参考,1-3-6 信賴性測試準備,樣品及輔助附件準備與檢查 A.

8、 為保証測試樣品具有代表性, 樣品取樣時應注意取樣過程不會對測試結果產生影響, 並隨機抽取,其數量依產品規格書客戶要求或書面測試要求之規定進行選取, 並檢查樣品是否有影響測試結果之外觀缺陷. B. 準備測試所需之輔助附件(如P.C.B 板、夾治具、配合件等), 輔助附件須符合1-3-5 項要求. 2. 準備並確認產品規格書或書面測試要求,確認產品規格書或書面測試要求是否與樣品名稱、料號相符, 產品規格書是否為已發行之有效版次或書面測試要求是否經權責單位主管之核准.,12/58,特备参考,3. 正確、清晰、規範填寫“測試申請單”(參考產品功能驗証測試申請作業辦法) 測試申請單上應至少包含以下信息

9、並經部級以上主管核定: A. 申請日期、希望完成日期; B. 產品名稱、料號及其數量; C. 申請單位、部門代碼、申請人員及其聯系方式; D. 測試報告格式及其文字( 中文, 英文); E. 產品規格書編號及其版次(或附上產品規格書)或附上書面測試要求等(測試條件應完整,清晰). F. 一般還應注明是否急件(請相應級別主管簽核), 測試類別(一般測試, 信賴性測試等), 樣品處置方式, 注：對送樣產品的要求 : (1) 根据測試分組情況, 送相應數目的樣品(一般每組5 PCS ). (2) 注意公母實配.需將實配之產品一並送樣.如有必要,還需將測試夾具或PCB送至檢測.,1-3-6 信賴性測試

10、準備,13/58,特备参考,2.信賴性測試項目簡介,2-1.連接器的電氣特性測試 2-1-1 絕緣阻抗測試(Insulation Resistance) 2-1-2 耐電壓測試(Dielectrics Withstanding Voltage) 2-1-3 接觸阻抗測試(Contact Resistance) 2-1-4 低功率接觸阻抗(Low Level Contact Resistance) 2-1-5 電容測試(Capacitance) 2-1-6 溫升測試(Temperature Rise) 2-1-7 高頻測試,14/58,特备参考,2-2.連接器的机械特性測試 2-2-1 單支插入

11、力與單支拔出力(Engagement & Separation Forces) 2-2-2 端子保持力(Contact Retention Force) 2-2-3 端子正向力(Normal Force ) 2-2-4 連接器的整体插入力與整体拔出力(Mating & Unmating Forces) 2-2-5 耐插拔試驗(Durability) 2-2-6 線纜彎折試驗(Bending) 2-2-7 振動試驗(Vibration) 2-2-8 機械衝擊試驗(Mechanical Shock),2.信賴性測試項目簡介,15/58,特备参考,2-3.連接器的環境性能測試 2-3-1 鹽水噴霧試

12、驗(Salt Spray) 2-3-2 溫濕性試驗(Humidity) 2-3-3 熱衝擊試驗(Thermal Shock) 2-3-4 高溫壽命試驗(Temperature Life) 2-3-5 焊錫性試驗(Solderability) 2-3-6 耐焊錫熱試驗(Resistance to Solder Heat) 2-3-7 蒸氣老化試驗(Steam Aging) 2-3-8 IR製程驗證,2.信賴性測試項目簡介,16/58,特备参考,2-1.連接器的電氣特性測試,2-1-1 絕緣阻抗測試 目的: 評估連接器或同軸端子之絕緣材料及各種密封件,在通過直流電壓后,其表面或內部產生漏電流的狀況

13、 測試依據: MIL-STD-202G 302 EIA-364-21C 測試設備:高阻計 (絕緣阻抗測試儀) 注:測試依據為產品規格書或經客戶核准之特定要求項目,以下項目同. 表面阻抗測試:與環境濕度關係較大.,17/58,特备参考,2-1-2 耐電壓測試 目的: 確定連接器之安全額定電壓,以及受瞬間的超額電壓,開關衝擊電壓與類似現象的安全性,進而判斷絕緣材料與其組成之絕緣間隔是否適當(足夠) 測試依據:MIL-STD-202G 301 EIA-364-20B 測試設備:高壓測試儀. 注意:電壓和漏電流,2-1.連接器的電氣特性測試,18/58,特备参考,2-1-3,4 接觸阻抗和低功率接觸阻

14、抗 目的： 評定電接觸件在加上不能改變物理的接觸表面或不改變可能存在的不導電氧化薄膜的電壓和電流條件下的接觸電阻特性. 測試依據:MIL-STD-202G 307 EIA-364-06B/23A 測試設備:微歐姆表 注意:四線法和PCB Layout,測試電流(不全是100mA),2-1.連接器的電氣特性測試,19/58,特备参考,2-1-5 電容測試 目的: 量測連接器端子之間或端子與其它金屬零件之間的電容性質. 測試依據:EIA-364 30A MIL-STD-202G 305A 測試設備: LCR 測試儀 注意:測試偏置電平(電流)和頻率,2-1.連接器的電氣特性測試,20/58,特备参

15、考,2-1-6 溫升測試. 目的: 在環境條件下,通過一額定電流,量測其溫度之變化. 以評估連接器是否符合安規之規定. 測試依據:EIA-364 70A 測試設備:恆流電源,表面溫度計. 注意:測試電流和pin數,連接導線的載流容量,2-1.連接器的電氣特性測試,21/58,特备参考,2-1-7 高頻測試(簡略) 目的: 驗証樣品的高頻特性 測試依据: ASTM-E-384或依据客戶要求 測試設備: 高頻測試儀 注意:需專用PCB,2-1.連接器的電氣特性測試,22/58,特备参考,2-2.連接器的机械特性測試,2-2-1 單支插拔力. 目的: 使用標准的測頭測試個別端子之插入與拔出時所的力量

16、,以評估端子之品質特性。 測試依據:EIA-364-37B 測試設備:推拉力試驗机. 注意:插/拔時Pin Gauge規格要求,23/58,特备参考,2-2-2 端子保持力 目的: 測試端子在裝進塑膠后,所能承受的軸向力量,以免在使用時,因操作上的失誤,而造成退PIN及接觸不良等狀。 測試依據:EIA-364-29B 測試設備:推拉力試驗机. 注意:可能需破壞樣品,2-2.連接器的机械特性測試,24/58,特备参考,2-2-3 正向力測試 目的: 驗証端子設計及材料選定是否符合設計理念, 進而推算出各相關的力量, 作為設計變更的參考. 測試依據: EIA-364-04A 測試設備: 推拉力試驗

17、机 . 注意:測試位置和位移量,2-2.連接器的机械特性測試,25/58,特备参考,2-2-4 整體插拔力試驗 目的: 評估連接器在不同的環境應力下, 測試前及測試后的整体插入拔出力 及連接器保護蓋之防護能力. 測試依据:EIA-364-13B 測試設備:推拉力試驗机 注意:測試速度和樣品夾持固定,2-2.連接器的机械特性測試,26/58,特备参考,2-2-5 耐久性插拔 目的: 評估樣品經連續插拔后,端子電鍍層磨耗,机械特性與電氣特性在測試前后之變化. 測試依據: EIA-364-09C 測試設備:插拔壽命試驗机 注意:測試速率和樣品夾持固定方式,2-2.連接器的机械特性測試,27/58,特

18、备参考,2-2-6 線纜彎折試驗. 目的: 測試線纜在連續彎折情況下的電氣或機械狀況. 測試依据: EIA-364-41C或依客戶需要. 測試設備:彎折試驗机, 瞬斷儀 注意:測試位置,角度和負荷,2-2.連接器的机械特性測試,28/58,特备参考,2-2-7 机械振動試驗 目的 : 考查樣品受到明確的或隨機的振動 頻寬及其振動幅度時的影響. 測試依據: MIL-STD-202G 204D/214A EIA-364-28D 測試設備: 振動實驗机, 瞬斷儀 注意:測試樣品的實配和固定, PCB Layout.,2-2.連接器的机械特性測試,29/58,特备参考,振動波型及種類,正弦波(SINE

19、 WAVE) 一 循環掃描(SWEEP SINE) a)線性掃描 1.Linear 2.Hz/sec b)對數掃描 1.Log 2.Octave 二 共振駐留(RESONANCE DWELL) 隨機波(RANDOM),2-2.連接器的机械特性測試,30/58,特备参考,正弦振動試驗條件EIA-364-28D,2-2.連接器的机械特性測試,31/58,特备参考,隨機振動試驗常用條件EIA-364-28D中試驗條件V的值,2-2.連接器的机械特性測試,32/58,特备参考,2-2-8 机械衝擊實驗 目的: 驗証樣品是否能夠通過特定衝擊程度的考驗, 確保樣品滿足設計的要求, 以確定連接器及其附件在承

20、受粗魯作業,運輸,和軍事行動中發生衝擊時的適用性. 測試依据: MIL-STD-202G 213B EIA-364-27B 測試設備: 衝擊試驗机, 瞬斷儀 注意:同振動試驗,2-2.連接器的机械特性測試,33/58,特备参考,衝擊試驗條件(EIA-364-27B),34/58,特备参考,2-3.連接器的環境性能測試,2-3-1 鹽水噴霧試驗: 目的: 確定連接器在有控制的鹽液噴霧大氣中暴露后對電連接器件的表面處理層、机械結構及容許的電氣參數等產生的影響。 測試依據:MIL-STD-202G 101E EIA-364-26B 測試設備: 鹽水噴霧試驗机 注意:鹽霧試驗後不測耐電壓和絕緣阻抗.,

21、35/58,特备参考,2-3-2 耐濕性試驗 目的: 評估樣品在高相對濕度下放置規定時間后,使樣品不致受到破壞或功能退化,并驗證樣品在高濕環境中操作的可能性。 測試依據:MIL-STD-202G 103B EIA-364-31B 測試設備:恆溫恆濕箱,2-3.連接器的環境性能測試,注意:測試樣品mated or unmated,36/58,特备参考,2-3-3 溫度衝擊 目的: 模擬樣品在貯存,運輸及使用過程中可能發生的最惡劣條件的極高溫度和極低溫度時,以及暴露在極限溫度交替的冷熱衝擊時的耐受能力。 測試依據:MIL-STD-202G 107G EIA-364-32C 測試設備:冷熱衝擊試机

22、注意:測試樣品mated or unmated,2-3.連接器的環境性能測試,37/58,特备参考,2-3-4 溫度壽命 目的: 確定連接器在規定的時間內暴露在高溫環境中引起的對其電氣.机械性能之影響。 測試依據: MIL-STD-202G 108A EIA-364-17B 測試設備:精密烘箱 注意:測試樣品mated or unmated,2-3.連接器的環境性能測試,38/58,特备参考,2-3-5 焊錫性試驗 目的: 評估電鍍后之端子經焊錫性試驗后,由顯微鏡觀察其沾錫表面是否有拒焊,針孔等品質異常現象。 測試依據:MIL-STD-202G, 208H 測試設備:蒸汽老化試驗机,焊錫爐,1

23、0X顯微鏡 錫爐所用之焊料為:Sn63/Pb37或無鉛焊料 注意:測試焊料和助焊劑要求,2-3.連接器的環境性能測試,39/58,特备参考,2-3-6 耐焊錫熱試驗 目的: 測定元件是否經受得起用浸焊,烙焊,或波峰焊技術焊接端頭時所產生的熱效應(包括熱傳導及熱輻射). 測試依據:MIL-STD-202G, 210F 測試設備:焊錫爐,實體顯微鏡 注意:測試焊料和助焊劑要求,2-3.連接器的環境性能測試,40/58,特备参考,Appendix-Wetting Balance(焊錫天秤),目的: 評估端子或零件的焊錫潤濕性. 測試依據: 1.IEC-68-2-69,MIL-STD-883(有鉛焊料

24、) 要求:T10.59s ,T21.0s 2.SS-00254-1(無鉛焊料) 要求:T13s 測試設備:焊錫天秤,蒸汽老化試驗机 注意:測試焊料和助焊劑要求,2-3.連接器的環境性能測試,41/58,特备参考,測試過程說明,時間T0: 測試片觸及焊錫槽內溶融的焊錫表面的時點。 時間T1: 焊錫開始潤濕的時間。與記錄線上升點A一致。 時間T2: 由於浮力作用的引力與所記錄的潤濕力一致的時間。 時間TS: 記錄線到達潤濕基準線的時點. 嚴格說來, 潤濕時間是以浮力線與記錄線的交點T2 為準,而實際應用中是以基準線和記錄線的交點TS 為準,42/58,特备参考,2-3-7 蒸氣老化試驗 目的: 模

25、擬元件在不同有害影響的各種儲存條件的綜合環境下至少6個月的天然老化. 測試依據:MIL-STD-202G, 208 H 測試設備:蒸氣老化試驗機. 注意:此為非單項試驗,2-3.連接器的環境性能測試,43/58,特备参考,2-3-8 IR Reflow test,目的:模擬客戶製程,驗證產品滿足需求. 設備型號:OMNIFLO-7L. 工作方式:氮氧熱風回焊 溫區7 Zone,最高溫度達280 Max. Speed:3178 cm/min . 工作模式:冷水冷卻,焊接氧氣PPM控制. PCB板塊:70cm70cm Max.,2-3.連接器的環境性能測試,44/58,特备参考,IR & SMT

26、送測要求,IR時 測試 Profile 樣品在PCB上放置方式. 是否需氮氣保護,是否判斷測試結果(IPC 610). SMT時 測試 Profile 錫膏要求-廠牌,型號 鋼板厚度,印刷力量. 是否需氮氣保護,是否判斷測試結果. 注意:溫度曲線的測溫位置如何選定?,45/58,特备参考,特殊環境試驗,MFG-混合氣體試驗 EIA-364-65 耐溶劑試驗- EIA-364-11 落塵試驗- EIA-364-91 氣密性試驗- EIA-364-36 硝酸試驗- EIA-364-53,2-3.連接器的環境性能測試,46/58,特备参考,2-4-1 包裝跌落試驗,目的: 評定運輸包裝件在受到垂直衝

27、擊時的耐衝擊強度及包裝對內包裝物的保護能力. 測試依據: GB4857.5-84 測試設備:跌落試驗機. 注意:運輸方式和包裝重量,2-4.其它測試,47/58,特备参考,運輸跌落試驗條件(GB4857.5-84),2-4.其它測試,48/58,特备参考,2-4-2 外觀檢查,目的: 確定連接器的裝配適合性,含尺寸配合,外觀特徵,顏色變化等。 測試依據:EIA-364-18A 測試設備:正常裸眼,符合要求的尺寸測量設備. 注:1.放大鏡,偏振光,指示劑不允許使用(特殊要求除外). 2.目前,未考量尺寸要求(各項測試後的尺寸規格無法確定),2-4.其它測試,49/58,特备参考,EIA-364-

28、D Electrical Connector/Socket Test Procedures Including Environmental Classifications.電連接器測試程序含環境類,Minimum test plan flow diagram,Sample preparation,LLCR or Contact Resistance,Shock,Vibration,LLCR or Contact Resistance,Group 1:,3.連接器測試程序,50/58,特备参考,Mating Force,Unmating Force,Durability,Mating/Unmat

29、ing force (Last cycle),Group 2:,LLCR or Contact Resistance,LLCR or Contact Resistance,Thermal Shock,LLCR or Contact Resistance (Optional),Cyclic Humidity or Steady State,LLCR or Contact Resistance (Optional),3.連接器測試程序,51/58,特备参考,DWV,Thermal Shock,Group 3:,IR,Cyclic Humidity or Steady State,DWV,IR,3.

30、連接器測試程序,52/58,特备参考,Salt Spray or Mixed Flowing Gas or Harsh Environment,Group 4:,Preconditioning (Optional),LLCR or Contact Resistance,LLCR or Contact Resistance,3.連接器測試程序,53/58,特备参考,Mating/Unmating force (Last cycle),Group 5:,LLCR or Contact Resistance,Thermal Shock,Temperature Life,Unmating Force,LLCR or Contact Resistance,Supplemental Tests,Group 6:,3.連接器測試程序,54/58,特备参考,不同標准測試程序條款比較,3.連接器測試程序,EIA 364 vs IEC 512 vs MIL-STD-1344A,55/58,特备参考,56/58,特备参考,Thanks!,57/58,特备参考,