1、壓接型連接器導線引起的低溫信號傳輸故障分析摘要：文章針對一例壓接型連接器因導線與壓接件不匹配而引起的低溫新號傳輸故障，以GJB5020-2001標準為指導,從電阻、耐拉力、金相分析等多個方面對失效機理進行了分析。關鍵詞：壓接導線；匹配；金相分析在航空、航天、艦載、車載電子產品裝聯中，壓接型連接器及線束電纜的應用極其廣泛，它是保證電氣信號傳輸正確性和可靠性的關鍵產品。壓接連接技術是在常溫下，用壓接工具或設備對2個特定的金屬表面施加一定的壓力，使金屬結合部產生恰當的塑性變形而產生可靠的電氣連接，具有很好的機械強度，優良的電氣性能和耐環境性。壓接操作主要借助于專用壓接工具完成，其質量雖然主要由壓接工

2、具來保證，但是由于壓接連接處于接觸件的內部，不像焊接連接那樣可以直接觀察到，因此如果存在諸如接觸件與導線不匹配、操作不當等問題后，其質量隱患很難直接被發現。這種存在質量隱患的連接器或線束電纜在裝配到產品中后，就會導致產品在使用過程中發生故障。本文針介紹一例在使用壓接型連接器時導線與壓接筒不匹配而引起的低溫下信號傳輸中斷的故障，從故障現象及定位、多項機理分析等方面內容進行了研究。1故障現象及定位圖1是莫產品采用J18CMA-37S型壓接連接器制作的線束。該產品的在進行環境應力試驗的過程中，偶爾會在低溫（-40C）下發生故障。由于故障發生頻率不高，且只在低溫下由現，前期只是將故障定位到該線束上，更

3、換了整個線束，但是該低溫故障并沒有徹底得到解決。在一次偶然的情況下，另外一臺同樣低溫故障的產品，在常溫狀態下對線束進行逐根排查時，故障得到了復現。在進一步的測量中發現，故障形式是信號傳輸中斷一一導線上有信號，但是沒有傳輸到其所壓接的接觸件上，如圖2所示。基于上述排故過程，故障定位于壓接接觸件和導線在壓接質量方面存在問題。J18CMA-37S型連接器是37芯的壓接型矩形連接器，其接觸件為20#插孔型壓接件，其推薦適配的導線規格為（0.20.4）mm2。但是，本線束的導線規格有2種一種是FPFQ-2502X0.14mm2（白皮雙絞屏蔽線，單股導線線芯7根），一種是AFR-2500.2mm2（四氟薄

4、膜繞包型絕緣導線，導線線芯42根）o很明顯，FPFQ-2502X0.14mm2導線的規格不符合連接器接觸件使用要求，而且以往發生故障的信號其傳輸導線正好都是采用FPFQ-2502X0.14mm2規格的導線2故障機理分析為了進一步了解這種導線與接觸件不匹配所存在的不穩定質量因素，在連接器廠家的幫助下，根據GJB5020壓接連接技術要求（以下簡稱GJB5020）中對壓接質量的要求，選擇從外觀、導通電阻、拉力對比試驗、金相分析3個方面進行了分析。2.1 外觀檢查根據GJB5020的要求，首先對故障產品上的壓接件進行了外觀上的檢查，從導線剝頭，導線在壓接筒內的位置，壓痕的情況及位置等各方面的觀察，未發

5、現存在問題。2.2 導通電阻試驗在GJB5020中要求測量的是電壓降，是一種靜態的測量，同時需要電壓表和外部電源。而測量導通電阻是指用數字式微歐表測量分別測量接觸件端和導線端，輕微晃動導線并觀察電阻值的變化情況，從電阻值的變化情況反映由壓接部位的穩定性、可靠性。分別對壓接0.14mm和0.2mm導線的接觸件（所測試的這些接觸件中，有些是已裝機使用過的，經過了高低溫試驗；有些是未裝機使用過的）進行常溫下的導通電阻測試，測試結果如表1-2所示。從測試結果我們可以發現，對于壓接0.14mm2的接觸件，在經過了高低溫試驗之后，其導通電阻不穩定的概率明顯增大，甚至由現斷路；但是壓接0.2mm2的接觸件，

6、無論是否經過高低溫試驗，具導通電阻值都處于一種很穩定的狀態。2.3 耐拉力試驗對于耐拉力測試，加工工藝要求是每批次壓接操作時都要先進行拉力測試，合格后才能繼續加工。對于20#接觸件，最低的適配導線是0.2mm2規格的，推薦使用壓接鉗（M22520/2-01）的檔位是4檔，并沒有對應0.14mm2規格導線的檔位推薦，加工者在壓接時提高了一個檔位，并且通過了耐拉力試驗（根據GJB5020壓接連接技術要求，0.14mm2導線的坑壓抗拉強度應不小于23N）（見表3）。2.4 金相分析從上面的3項測試結果3項合格、1項不完全合格的情況來看，常規的測試方法并不能夠真正分析由這種導線與接觸件不匹配而導致失效

7、的原因，必須從微觀方面進行分析一一金相分析就是微觀分析的重要方法之一。壓接截面金相分析可以直接觀察到壓接部位的內部結構情況，可以定量的分析由來壓接后導線芯線、接觸件的變形程度，直觀的判斷處壓接的可靠性，做由更科學的判斷。壓接截面金相分析共選取了4個壓接件，其中有3個是壓接了FPFQ-2502X0.14mm2導線的接觸件、1個是壓接了AFR-2500.2mm2型導線的接觸件，從金像分析照片可以得由以下結論：（1）圖3-5是壓接了FPFQ-2502X0.14mm2型導線的接觸件，可以明顯地看由導線芯線雖然在擠壓下產生了變形，但在壓接腔內，仍然存在較大空隙，在芯線與芯線、芯線與筒壁之間也有微小縫隙。

8、而且壓接筒變形量較大，屬于一種過量壓接的表現。（2）圖6是壓接了AFR-2500.2mm2型導線的接觸件，壓接筒內無間隙，導線與壓接筒之間均呈氣密性連接，所有導線的圓形截面均已發生變形，其外觀形態與GJB5020中優選形態相符合（見圖7）。2.5 試驗分析總結從上述的故障現象、故障定位及機理分析來看，該故障有2個特點：（1）由于導線規格與接觸件之間的不匹配程度很小，而且常溫下的導通電阻和耐拉力測試均合格，很容易導致問題暴露不及時。（2）從金相分析中可以看到，FPFQ-2502X0.14mm2型導線的線芯只有7根，每根線芯的直徑0.16mm,而0.2mm2規格的AFR型導線線芯多達42根（0.1

9、4mm2的為30根），每股線芯直徑只有0.08mm。線芯直徑較大，不僅會導致在壓接筒的邊緣很難形成氣密型連接，而且還會導致導線受到熱脹冷縮效應更明顯，這也與低溫下故障率高的特點相吻合。3結語導線與壓接筒不匹配是壓接連接技術中非常普遍的問題，該類問題非常具有隱蔽性，帶來的故障也往往是隨著時間的推移才會逐漸暴露。但是，如果設計人員嚴格按照產品手冊進行設計使用，工藝人員嚴格按照GJB5020中的要求進行工藝鑒定，加工人員嚴格按照規范進行操作，該類問題是完全可以避免的。參考文獻1李曉麟多芯電纜裝焊工藝與技術M.北京：電子工業由版社，2010.2徐林.航天壓接型電纜組件失效模式與分析J.制造技術研究，2

10、014(4):93-95.3宋冬.壓接型連接器中導線不匹配的處理J.電子工藝技術，2007(2):45-47.FailureAnalysisofSignalTransmissionInterruptunderLowTemperatureCausedbytheWireofCrimpConnectorHaoBin(LuoyangResearchInstituteofElectro-opticalEquipment,Luoyang471000,China)Abstract:Inthisarticle,weintroduceafaultmodesofsignaltransmissioninterruptunderlowtemperaturewhichcausedbythewireandcrimppartsdonotmatchwhenusingcrimpconnector.GuidingbytheGJB5020-2001standard,thefailuremechanismi