论文部分内容阅读
[摘 要]随着科学技术的不断发展，各行各业对电子设备的应用也越来越广泛。电缆组件也随之被广泛应用。设备厂商为了有效的提高电子设备的使用安全性，对电缆组件的可靠性的要求也逐步提高。在实际应用中，电缆组件较容易出现失效问题，从而对电子设备的安全性产生严重的影响。本文对电缆组件失效的原因进行了简要分析，其次对其优化改进措施进行了探讨，为在应用中可靠性的提高提供参考。
[关键词]电缆组件 失效 优化改进
中图分类号：TM246 文献标识码：TM 文章编号：1009―914X（2013）25―0370―01
在科学技术飞速发展的今天，电子设备的应用也越来越广泛。电子工业的基础产业就是电子元件工业，电子元件工业的发展能大幅度提高电子设备的整机功能水平，而电子元件的重要组成部分是电接插元件，电缆组件是电连接器和电缆的组合体，目前在电子设备起着越来越重要的电气连接作用。本文针对电缆组件的失效原因进行了简要分析，并提出了相应的优化改进措施。
一、电缆组件的失效原因
目前的军、民用电子设备系统中都大量应用了电缆组件，因此说电缆组件是一个非常重要的配套接口元件，其主要作用是对各种信号以及能量进行传输。常见的电缆组件失效模式有以下几种：
1、连接失效
1.1内导体脱落
内导体脱落是指连接器内导体与电缆芯线之间的脱落。连接器内导体和电缆芯线之间的连接方式通常有焊接、压接以及弹性对插连接，根据连接器的结构和客户使用的具体情况设计不同的连接方式，导致内导体脱落的原因有：
1）焊接熔锡间隙设计不合理。过大的熔锡间隙会导致焊接后连接器内导体与电缆
芯线之间的不同心，这种不同心的焊接组合体装入连接器同轴结构当中时，引起电缆芯线折断；过小的熔锡间隙会导致焊锡很难流入焊接间隙中，减小焊接的有效面积，造成焊接不牢靠，当受到外力时引起内导体脱落。
2）压接位置不合理。连接器内导体与电缆芯线之间的压接通常是采用专业的压接工具
来完成，但在压接工具的使用过程中，往往忽视对压接钳定位器进行调整或者调整不当，造成压接位置出现偏差，使得连接器内导体尾部端面对电缆芯线形成一定程度的剪切，在外力作用下从剪切位置断开脱落。
3）连接器内导体结构设计不合理。内导体采用分体式的两段螺纹连接结构，由于内导
体直径很小，从而使得两段内导体上的内、外螺纹规格选择受到了限制，过小的螺纹规格导致连接后在外力和扭矩作用下，出现松动脱落或者从螺纹退刀槽处断裂。
1.2连接螺母脱落
连接螺母是螺纹式连接器连接机构的重要零件，连接螺母脱落导致电缆组件无法使用。
造成连接螺母脱落的原因有：
1）设计选材时没有使用具有弹性的铍青铜或锡磷青铜做卡环材料，卡环无弹性造成连接后连接螺母脱落；或者材料没有按照设计要求的热处理硬度来处理，卡环弹性不够造成连接螺母脱落。
2）连接螺母卡环槽设计尺寸不合理或者加工尺寸超差，导致连接时连接螺母脱落。
3）未使用力矩扳手，导致连接时连接力矩不可控，从而导致连接时连接螺母脱落。
1.3电缆屏蔽层与连接器外导体之间的连接松脱
电缆屏蔽层与连接器外导体之间的可靠连接是保证电缆组件性能的重要因素之一，通常电缆屏蔽层与连接器外导体之间的连接方式有：焊接式和压接式。焊接工艺参数不恰当导致熔焊间隙内的焊料分布不均匀以及不饱满；压接工具使用不当、压接套筒选材以及尺寸设计不合理导致压接不牢靠。这些均可能引起电缆屏蔽层与连接器外导体之间的连接松脱导致电缆组件失效。
2射频性能失效
1）连接器焊接残渣引起内外导体短路。低损稳相电缆组件往往采用焊接电缆屏蔽层的形式，焊接后在衬套端面上的焊锡残渣清理不彻底，引起内外导体短路失效。
2）焊接工艺方式不合理。由于焊接加热不均匀，造成熔锡间隙内的焊料分布不均匀，使内外导体焊接后达不到正常的射频性能指标。
3 电接触失效
电接触失效的原因比较多，其中包括连接器的加工尺寸超差、装配错误、插针以及插孔的尺寸不匹配、镀层锈蚀等等，这些原因都会引起接触电阻以及插入损耗的增大，另外也会进一步增大驻波比，从而导致反射或者是全反射的产生，以致于出现电接触失效。
二、电缆组件的优化改进措施
通过以上对电缆组件的失效原因进行分析，那么如果想要对电缆组件的可靠性进行有效提高，就必须从设计、加工以及使用等各个环节来入手。
2.1提高电缆组件产品的设计固有可靠性
当产品设计完成之后，其固有可靠性已经固化，因此在设计阶段要结合电缆组件的性能、应用环境以及加工工艺性，最大限度地消除设计缺陷带来的对产品可靠性的影响。
1）合理选材。弹性件应采用铍青铜或锡磷青铜；压接件应选用韧性较好的H62黄铜；壳体选用非磁性材料，避免引起互调失真；在镀层选择上选用压接性好的镀金和镀三元合金，要有足够的厚度且表面光滑均匀。
2）将熔锡间隙严格控制在0.05mm-0.1mm之间，避免熔锡间隙不合理带来的连接器内导体与电缆芯线脱落失效。
3）结构设计时，尽量不采用螺纹连接的内导体分体式结构，采用一体式内导体结构，当分体式结构不可避免时，应在螺纹连接处涂导电胶，确保内导体螺纹连接可靠；合理设计卡环槽结构和尺寸，确保连接机构的可靠性。
2.2提高电缆组件产品的加工工艺水平
电缆组件产品的加工工艺对电缆组件的可靠性是至关重要的。众所周知，电缆组件是由连接器和电缆经过精心组装完成，传统的手工操作使得电缆组件可靠性提升受到了很大限制，应设计工装夹具直至专用设备，尽量提高电缆组件半自动化加工工艺覆盖率，如：通过绕包介质切割夹具、感应焊接设备的使用改变传统的工艺方式；针对不同的连接器结构和电缆类型确定相应的焊接工艺参数；专业的自动压接工具的调整和使用。
2.3制定电缆组件的使用规范
电缆组件设计者更多地关注于电缆组件的性能详细规范，往往忽视电缆组件的应用规范，应当将电缆组件的应用规范纳入向客户交付的文件当中。工程上由于客户不正确的使用或者操作不当造成产品失效的案例比比皆是。因此，应当重视电缆组件产品的使用规范文件的制定，随同产品一起交付客户，确保电缆组件产品的使用可靠性。
三、总结
通过以上对电缆组件的失效原因及其优化改进措施的分析，其失效原因主要包括有连接失效、射频性能失效以及电接触失效等，其改进措施主要就是针对可靠性设计，加工工艺以及使用等三方面进行优化和提升，从而确保电缆组件正常使用。通过本文分析希望可以为电缆组件的失效和优化改进措施提供一定的参考资料，提高电缆组件的可靠性。
参考文献
[1] 李博.Li Bo 一种TNC型射频连接器电缆组件的研制[J]-电子测量技术2008，31（8）：32
[2] 梁洁.王秀霞某型电缆组件失效分析及改进[J]-江西通信科技2010（3）：77
[3] 李军 射频同轴连接器的阻抗补偿[J]-北京电力高等专科学校学报2009（9）：21
作者简介
韩飞，男，籍贯河北衡水，1977年6月，陕西华达科技股份有限公司，工程师，研究方向设计工艺技术管理。田峰伟，男，籍贯陕西商洛，1968年11月，陕西华达科技股份有限公司，工程师，研究方向设计工艺技术管理。
[关键词]电缆组件 失效 优化改进
中图分类号：TM246 文献标识码：TM 文章编号：1009―914X（2013）25―0370―01
在科学技术飞速发展的今天，电子设备的应用也越来越广泛。电子工业的基础产业就是电子元件工业，电子元件工业的发展能大幅度提高电子设备的整机功能水平，而电子元件的重要组成部分是电接插元件，电缆组件是电连接器和电缆的组合体，目前在电子设备起着越来越重要的电气连接作用。本文针对电缆组件的失效原因进行了简要分析，并提出了相应的优化改进措施。
一、电缆组件的失效原因
目前的军、民用电子设备系统中都大量应用了电缆组件，因此说电缆组件是一个非常重要的配套接口元件，其主要作用是对各种信号以及能量进行传输。常见的电缆组件失效模式有以下几种：
1、连接失效
1.1内导体脱落
内导体脱落是指连接器内导体与电缆芯线之间的脱落。连接器内导体和电缆芯线之间的连接方式通常有焊接、压接以及弹性对插连接，根据连接器的结构和客户使用的具体情况设计不同的连接方式，导致内导体脱落的原因有：
1）焊接熔锡间隙设计不合理。过大的熔锡间隙会导致焊接后连接器内导体与电缆
芯线之间的不同心，这种不同心的焊接组合体装入连接器同轴结构当中时，引起电缆芯线折断；过小的熔锡间隙会导致焊锡很难流入焊接间隙中，减小焊接的有效面积，造成焊接不牢靠，当受到外力时引起内导体脱落。
2）压接位置不合理。连接器内导体与电缆芯线之间的压接通常是采用专业的压接工具
来完成，但在压接工具的使用过程中，往往忽视对压接钳定位器进行调整或者调整不当，造成压接位置出现偏差，使得连接器内导体尾部端面对电缆芯线形成一定程度的剪切，在外力作用下从剪切位置断开脱落。
3）连接器内导体结构设计不合理。内导体采用分体式的两段螺纹连接结构，由于内导
体直径很小，从而使得两段内导体上的内、外螺纹规格选择受到了限制，过小的螺纹规格导致连接后在外力和扭矩作用下，出现松动脱落或者从螺纹退刀槽处断裂。
1.2连接螺母脱落
连接螺母是螺纹式连接器连接机构的重要零件，连接螺母脱落导致电缆组件无法使用。
造成连接螺母脱落的原因有：
1）设计选材时没有使用具有弹性的铍青铜或锡磷青铜做卡环材料，卡环无弹性造成连接后连接螺母脱落；或者材料没有按照设计要求的热处理硬度来处理，卡环弹性不够造成连接螺母脱落。
2）连接螺母卡环槽设计尺寸不合理或者加工尺寸超差，导致连接时连接螺母脱落。
3）未使用力矩扳手，导致连接时连接力矩不可控，从而导致连接时连接螺母脱落。
1.3电缆屏蔽层与连接器外导体之间的连接松脱
电缆屏蔽层与连接器外导体之间的可靠连接是保证电缆组件性能的重要因素之一，通常电缆屏蔽层与连接器外导体之间的连接方式有：焊接式和压接式。焊接工艺参数不恰当导致熔焊间隙内的焊料分布不均匀以及不饱满；压接工具使用不当、压接套筒选材以及尺寸设计不合理导致压接不牢靠。这些均可能引起电缆屏蔽层与连接器外导体之间的连接松脱导致电缆组件失效。
2射频性能失效
1）连接器焊接残渣引起内外导体短路。低损稳相电缆组件往往采用焊接电缆屏蔽层的形式，焊接后在衬套端面上的焊锡残渣清理不彻底，引起内外导体短路失效。
2）焊接工艺方式不合理。由于焊接加热不均匀，造成熔锡间隙内的焊料分布不均匀，使内外导体焊接后达不到正常的射频性能指标。
3 电接触失效
电接触失效的原因比较多，其中包括连接器的加工尺寸超差、装配错误、插针以及插孔的尺寸不匹配、镀层锈蚀等等，这些原因都会引起接触电阻以及插入损耗的增大，另外也会进一步增大驻波比，从而导致反射或者是全反射的产生，以致于出现电接触失效。
二、电缆组件的优化改进措施
通过以上对电缆组件的失效原因进行分析，那么如果想要对电缆组件的可靠性进行有效提高，就必须从设计、加工以及使用等各个环节来入手。
2.1提高电缆组件产品的设计固有可靠性
当产品设计完成之后，其固有可靠性已经固化，因此在设计阶段要结合电缆组件的性能、应用环境以及加工工艺性，最大限度地消除设计缺陷带来的对产品可靠性的影响。
1）合理选材。弹性件应采用铍青铜或锡磷青铜；压接件应选用韧性较好的H62黄铜；壳体选用非磁性材料，避免引起互调失真；在镀层选择上选用压接性好的镀金和镀三元合金，要有足够的厚度且表面光滑均匀。
2）将熔锡间隙严格控制在0.05mm-0.1mm之间，避免熔锡间隙不合理带来的连接器内导体与电缆芯线脱落失效。
3）结构设计时，尽量不采用螺纹连接的内导体分体式结构，采用一体式内导体结构，当分体式结构不可避免时，应在螺纹连接处涂导电胶，确保内导体螺纹连接可靠；合理设计卡环槽结构和尺寸，确保连接机构的可靠性。
2.2提高电缆组件产品的加工工艺水平
电缆组件产品的加工工艺对电缆组件的可靠性是至关重要的。众所周知，电缆组件是由连接器和电缆经过精心组装完成，传统的手工操作使得电缆组件可靠性提升受到了很大限制，应设计工装夹具直至专用设备，尽量提高电缆组件半自动化加工工艺覆盖率，如：通过绕包介质切割夹具、感应焊接设备的使用改变传统的工艺方式；针对不同的连接器结构和电缆类型确定相应的焊接工艺参数；专业的自动压接工具的调整和使用。
2.3制定电缆组件的使用规范
电缆组件设计者更多地关注于电缆组件的性能详细规范，往往忽视电缆组件的应用规范，应当将电缆组件的应用规范纳入向客户交付的文件当中。工程上由于客户不正确的使用或者操作不当造成产品失效的案例比比皆是。因此，应当重视电缆组件产品的使用规范文件的制定，随同产品一起交付客户，确保电缆组件产品的使用可靠性。
三、总结
通过以上对电缆组件的失效原因及其优化改进措施的分析，其失效原因主要包括有连接失效、射频性能失效以及电接触失效等，其改进措施主要就是针对可靠性设计，加工工艺以及使用等三方面进行优化和提升，从而确保电缆组件正常使用。通过本文分析希望可以为电缆组件的失效和优化改进措施提供一定的参考资料，提高电缆组件的可靠性。
参考文献
[1] 李博.Li Bo 一种TNC型射频连接器电缆组件的研制[J]-电子测量技术2008，31（8）：32
[2] 梁洁.王秀霞某型电缆组件失效分析及改进[J]-江西通信科技2010（3）：77
[3] 李军 射频同轴连接器的阻抗补偿[J]-北京电力高等专科学校学报2009（9）：21
作者简介
韩飞，男，籍贯河北衡水，1977年6月，陕西华达科技股份有限公司，工程师，研究方向设计工艺技术管理。田峰伟，男，籍贯陕西商洛，1968年11月，陕西华达科技股份有限公司，工程师，研究方向设计工艺技术管理。