【技術與知識】連接器的規範和測試要求(下)

文:Knight Chen / CACT 工程部


  在上篇討論了連接器的電氣規範要求和機械規範要求,接下來繼續討論環境規範要求和環保要求。


三、環境規範要求

        連接器在使用過程中會遭遇不同的環境狀況,確認不同使用環境下的電氣特性或機械特性,保證連接器在不同使用環境下的功能。連接器的環境特性有:

 1. 物理衝擊(Mechanical Shock)
        目的:確認連接器承受意外物理衝擊的能力。
        測試方法:EIA-364-27  or  MIL-STD-1344A,2004   
        測試要點:a. 衝擊脈衝:half-sine or sawtooth(兩者加速度峰值不一樣)  
                        b. 樣品已full wired and mated,並加有負載,負載:100mA Max.  
                        c. 三個互相垂直平面上六個方向各3次,共18次
                        d. 一般在使用的脈衝,峰值加速度為30Gs,週期為11ms
        規範要求: a. no discontinuities of one microsecond(不發生瞬斷)
        物理衝擊是模擬消費者在加速運動負載下使用產品的狀況,確保在不同加速環境下的產品的連接功能。

    2. 隨機振動(Random Vibration)
        目的:確認連接器在使用過程中遇到振動狀況下的功能。
        測試方法:EIA-364-28  or  MIL-STD-1344A,2005  
        測試要點:a. 樣品擺放方式;樣品需full ass'y or install(模擬使用狀況)
                        b. 振動參數:加速度=9.81 m/s2,振幅=1.52mm;變頻幅度&時間&方式;持續時間,均需確定;
                        c.  樣品加有負載  負載:100 mA Max.
        規範要求:a. no discontinuities of one microsecond(不發生瞬斷)
                        b. other dimensional, and functional inspection(其他尺寸和功能檢查)
        隨機振動是模擬消費者在振動條件下使用產品的狀況(例如:在開動的車上使用產品),確保在不同振動環境下產品的連接功能。

    3. 碰撞(Impact)
        目的:確保連接器抵抗碰撞的能力。以保證系統發生意外著地等碰撞時的功能。
        測試方法:EIA-364-42 (見圖1)   
        測試要點:a. 混凝土地板,H=0.1m Min.   
                        b. 高度與次數(和產品要求等級有關)      
                        c. 跌落方位
        規範要求:失效類型  
                        a. 密封性喪失
                        b. 電氣功能喪失
                        c. 機械性能喪失(公母配合;零件結構)
        碰撞測試是模擬產品受到意外碰撞的狀況。確保連接器在受到如著地等意外碰撞時的連接功能。



(圖1)

    4. 溫度衝擊(Thermal Shock;Temperature Cycling)
        目的:確保連接器在極端溫度(高溫or低溫)環境下的正常應用(儲存;運輸;使用)
        測試方法:EIA-364-32  or  MIL-STD-1344A,1003.1    
        測試要點:a. 樣品需確定為mating or unmating  
                        b. 樣品在溫室內需有75%的外露面積,在兩溫室間轉換過程需絕熱;測試的持續時間與樣品的重量有關。
                        c.  溫室內的介質為液化氮,高溫測試條件為:85~88攝氏度;低溫測試條件為:-55~-58 攝氏
                        d. 持續時間一般為30分鐘;週期默認5cycles(依產品功能或客戶要求)
        規範要求:a. 樣品尺寸變異狀況 
                        b. 構件被破壞或移位(密封件,電氣元件等)
                        c. 樣品彈性件失效狀況
                        d. 樣品的電氣特性和機械特性是否有改變
                        e. 有特定要求耐高溫或耐低溫的部分,依照客戶要求執行
        溫度衝擊是模擬消費者在不同溫度條件下使用產品的狀況,例如:在赤度附近或在南極北極。確保連接器在不同溫度條件下能正常使用。

    5. 濕度壽命(Humidity)
        目的:確認連接器在高溫高濕環境下的功能
        測試方法:EIA-364-31  or  MIL-STD-1344A,1002.2  
        測試要點:a. 避免樣品上產生冷凝物,測試前將樣品烘乾處理,烘乾條件:50℃,24H                      
                        b. 測試換氣速度:5倍於測試空間的體積/minute;風速:46m/minute Max.      
                        c. 測試時樣品負載:100VDC;
                        d. 測試持續時間依照產品功能或客戶要求                     
        規範要求:a. 樣品尺寸變異狀況 
                        b. 構件被破壞或移位(密封件,電氣元件等)
                        c. 樣品彈性件失效狀況
                        d. 樣品的電氣特性和機械特性是否有改變
                        e. 濕度測試前後的參數對比

    6. 鹽霧測試(Salt Spray)
        目的:確認連接器在鹽霧空氣下的功能。主要評估連接器特別是經過表面處理的五金件的耐腐蝕(電解腐蝕)能力。
        測試方法:EIA-364-26  or  MIL-STD-1344A,1001.1
        測試要點:a. 噴氣要求(氣體,相對濕度,溫度,氣壓,相對濃度)
                        b. 鹽溶液濃度:5 +/- 1 %  pH=6.5-7.2  溫度:35 +1/-2 ℃
                        c. 樣品擺放要求,測試過程不能積鹽水                       
                        d. 測試時間一般鍍錫在8H以上,鍍金在12H以上(或依客戶要求)                                                                
                        e. 測試後樣品先清洗與乾燥
        規範要求:a. 腐蝕狀況(保護層被破壞程度)
                        b. 尺寸變異
                        c. 樣品的電氣特性和機械特性是否有改變

    7. 可焊性(Solderability)
        目的:確保連接器焊接區域滿足焊接需求。
        測試方法:EIA-364-52 
        測試要點:a. 也叫吃錫性,用dip的方式測試
        b. 通常不用於評估焊杯,焊接孔,手工焊,SMT 
                 c. 評估是否合適SMT製程時注意溫度曲線
        規範要求:a. 焊接區域95%吃錫          
        定義可焊性是為了確認產品焊接區域的焊接性能(即焊接質量的問題),還需定義耐焊性(即焊接持續時間的問題)。因為焊接過程會產生熱,熱會對塑膠和端子都產生影響,可能會使塑膠熔化導致端子保持力下降。

    8. 可燃性(Flammability)
        目的:確認連接器的阻燃特性(主要指塑膠部分)
        測試方法:UL 94-V0;V1;V2;HB or EIA-364-104 
        測試要點:a. 測試時樣品是水平放置還是垂直方式
                        b. 樣品燃燒後遠離火源,燃燒會持續多長時間
        規範要求:a. 符合UL防火等級(一般是UL 94-V0)
        阻燃等級由HB,V-2,V-1向V-0逐級遞增。
        其中,HB樣品為水平放置,是UL94標準中的最低阻燃等級,要求對於3~13mm厚度的樣品,燃燒速度小於40mm/分鐘;小於3mm厚度的樣品,燃燒速度小於70mm/分鐘;或者在100mm的標誌前熄滅。
  V-2;對樣品進行兩次10秒的燃燒測試後,火焰在60秒內熄滅,可以有燃燒物掉下。
  V-1;對樣品進行兩次10秒的燃燒測試後,火焰在60秒內熄滅,不能有燃燒物掉下。
  V-0;對樣品進行兩次10秒的燃燒測試後,火焰在30秒內熄滅,不能有燃燒物掉下。


四、環保要求

        企業活動必須符合生產當地法律法規(如安全生產,廢氣/廢水/廢棄物/噪音等處理),銷售地的法律法規(如綠色產品要求)以及客戶要求。針對產品而言,企業必須彙集生產當地相關法律法規,銷售地的相關法律法規,客人的要求,並依此制定企業的綠色產品策略和相關流程,確保從供應商進料到廠內生產到出貨整個過程符合要求。

連接器產品相關的重要法律法規及客戶要求有:

        1. WEEE,Waste Electrical and Electronic Equipment (WEEE) Directive (2002/96/EC) ,《廢電氣及電子設備指令》。為歐盟在2003年2月13日發佈並於2005年8月13日正式要求執行的指令。旨在降低全球越演越烈的廢電子電機物品對環境所帶來之危害,另外藉由重複利用、回收再製等操作降低廢棄電子電機物品的產生量以及處理量。同時欲提昇電子電機物品環境表現(包含電子電機物品生命週期中相關經濟體現)。

  2. RoHS,The Restriction of the use of certain Hazardous Substances in Electrical and Electronic Equipment,《在電子電氣設備中限制某些有害物質指令》。為歐盟在2003年2月13日發佈並於2006年7月1日正式要求執行的指令。主要目標為限制使用於電子電機物品上之危害化學品促進電子電機物品廢棄後之資源化及最終處理。RoHS指令中要求的限用物質有鉛Pb(<1000ppm),鎘Cd(<100ppm),汞Hg(<1000ppm),六價鉻Cr6+(<1000ppm),多溴聯苯 PBB(<1000ppm),多溴二苯醚PBDE(<1000ppm)

        3. REACH,REGULATION concerning the Registration, Evaluation, Authorization and Restriction of Chemicals,《化學品註冊,評估,許可和限制》,為歐盟於2006年12月13日通過,並於2007年6月1日開始實施的指令,旨在保護人類健康和環境安全,保持和提高歐盟化學工業的競爭力,以及研發無毒無害化合物的創新能力,防止市場分裂,增加化學品使用的透明度,促進非動物實驗,追求社會可持續發展等。

        4. SONY SS-00259 ,為sony公司推行綠色夥伴計劃而制定的技術文件。包含定義各種有害物質的種類、含量及相關要求等級,旨在透過打造其綠色供應鏈,確保其產品符合法律法規要求,成為綠色產品,銷往全球。


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