连接器常见​故障和机制模式及可靠性测试分析

可靠性是我们日常生活中常用的一个术语。有些汽车因其高可靠性而受到追捧；其他人则因为相反的原因而避免。可靠性是朋友、老板、薪水所需要的品质；但其确切含义可能因上下文而异。

但是，当谈到电连接器时，可靠性有一个精确的定义。用简单的语言来说：可靠性是“连接器在受到一组给定的环境和/或机械应力的期望时间段内按要求运行的可能性。”该定义指出，当连接器在定义的一组条件下运行时，必须在定义的时间内保持一组定义的性能水平。由于任何或所有这些都可能随应用而变化，因此连接器可靠性规范是所有三者的函数。

关于连接器的定义

那么到底什么是连接器呢？连接器的一个一般定义是连接器“在电子系统的两个元件之间提供可分离的连接，而不会出现不可接受的信号失真或功率损耗。”该定义的两个关键部分是“可分离”和“不可接受”的性能损失，两者都取决于连接器应用及其电气和环境要求。

下面是连接器的简化图，显示了主要组件以及接触面和接口的特写。

从上图可以看出，每个连接的电气部分由一个连接器引脚和一个配合接触弹簧组成，它在其关联的引脚上施加机械力以保持电气连续性。销和弹簧各自包含在一个刚性外壳内；两个外壳配合在一起，通常有一个关键机制来确保正确的方向。

连接器常见故障模式和机制

如果没有任何故障，连接器的可靠性将不是问题。但是，在查看连接器中可能出现的问题时，可以区分故障模式和故障机制。故障模式是连接器与应用要求相比可能出现功能故障的特定方式——例如，超出规格的接触电阻或不可接受的高插入力都是故障模式。故障机制是故障模式的原因——例如，机械振动和电气过应力都是可能导致故障的机制。

以下是一些常见的故障机制及其典型的故障模式的对比：

连接器可靠性测试

那么，如何制定连接器的可靠性指标？在大多数领域，可靠性是使用三种可用方法之一确定的，具体如下：

• 实际使用：监控产品在使用中的性能。
• 预测：根据通过实证研究和/或测试开发的模型预测可靠性。
• 物理故障：确定潜在的故障机制并开发加速故障测试程序以引发故障，从而预测实际性能。

但是，出于多种原因，这些技术不适用于连接器。MTTF和MTBF（分别是平均无故障时间和平均无故障时间）等标准统计指标很难获得。相反，连接器制造商给出了一套有保证的电气和机械操作规格以及样品产品已通过的一套资格测试。

总结

如今，随着智能设备的快速发展，连接器被广泛应用于各类设备中。连接器是电子工程技术人员经常接触的一类元器件，是电子电路中沟通的桥梁。通过电信号的快速、稳定、低损耗、高保真传输，保证设备的正常功能，其应用范围非常广泛。不过，在使用连接器时，应该要熟知连接器常见故障模式和机制，并且最后能够对其可靠性进行相关测试。