绝缘电阻是连接器的常规检测项目,通常用500伏或者1000伏的直流电压测量,要求几百兆欧以上。测出来偏低的时候,多数人的第一反应是产品有问题。实际上大部分情况是可恢复的表面问题,直接判废会造成误判。
绝缘电阻的三条通路
绝缘电阻测的是接触件之间、以及接触件与壳体之间的电阻。电流要从一个导体流到另一个导体,可能的路径有三条:
第一条是沿绝缘体表面——表面如果有污染物或者水分,就形成了导电通路。这是最常见的一条。
第二条是穿过绝缘体内部——也就是材料本身的体电阻。合格的绝缘材料体电阻极高,这一条通路只有在材料老化、受潮、或者存在内部缺陷时才显著。
第三条是通过界面——比如绝缘体与金属件的结合界面、灌封界面。界面如果有缝隙,湿气和污染物会进入,形成通路。
排查的顺序应该是:先表面,再界面,最后才考虑体电阻。因为这个顺序对应着"最容易发生"到"最难发生"。
第一步:清洁后复测
发现绝缘电阻偏低,第一步是清洁。用无水乙醇或者专用的电子清洗剂清洁绝缘体表面和接触件,彻底干燥后复测。
我们的经验是,大约七成的"绝缘不良"在这一步就恢复了。污染物来源包括:手上的油脂和汗渍、助焊剂残留、装配时带入的粉尘、包装材料的脱落物。
指纹的影响比多数人想象的大。皮肤分泌的油脂和盐分是导电的,一个指纹就能让绝缘电阻下降一到两个数量级。所以装配过程中戴手套是必要的,不是形式主义。
第二步:干燥处理
如果清洁后仍然偏低,第二步是干燥。把连接器放进烘箱,在材料允许的温度下(通常60到80摄氏度,具体看材料)烘烤几小时到十几小时,然后趁热测量。
这一条针对的是吸湿。绝缘材料多少都有吸湿性,尼龙尤其明显——尼龙吸水后绝缘性能下降,而且尺寸会变化。吸湿是可逆的,干燥后能恢复。
如果干燥后恢复,说明是吸湿问题。这时要考虑的是防护措施:产品在存储和使用环境中怎么防潮。仓库湿度控制、包装加干燥剂、装机后做灌封或者涂覆,都是可选的办法。
第三步:检查界面和内部结构
干燥后仍然偏低,就要考虑界面和内部结构了。检查项包括:绝缘体有没有裂纹、灌封有没有空洞、金属件之间有没有异常的桥接物(金属屑、锡珠)。
金属屑是最常见的内部污染物。来源是加工残留或者插拔磨损。一颗肉眼勉强可见的金属屑如果正好卡在两根接触件之间,绝缘电阻会直接掉到不合格。
这种情况下可以用放大镜检查,必要时做X光检查。如果是单件问题,判废即可;如果是批次性问题,要追溯加工工序。
第四步:材料老化
如果以上都排除了,就要考虑材料本身。长期高温、紫外线照射、化学腐蚀都会让绝缘材料劣化。这时的表现通常是绝缘电阻缓慢下降,而且干燥也恢复不了。
材料老化是不可逆的,只能更换。这种情况下要判断是个体问题还是批次问题——如果同批次多只都出现,说明材料或者工艺有问题,要整批评估。
测量本身的影响
有一点要注意:测量方法会影响结果。
一是测试电压。不同的电压下测得的绝缘电阻可能不同——因为某些缺陷在低电压下不导通,高电压下才暴露。标准规定了测试电压,要按规定执行。
二是加压时间。绝缘电阻的读数会随时间变化——刚加压时电流较大(充电电流),随后逐渐下降趋于稳定。标准通常规定加压一分钟后读数。读早了会偏低。
三是环境温湿度。绝缘电阻随温度升高而下降,随湿度升高而下降。所以测试报告应该记录环境条件,否则数据不可比。
预防
与其等到测出偏低再排查,不如在设计和工艺上预防:装配环境保持清洁、操作人员戴手套、避免用手直接接触绝缘体表面、焊接后清洗助焊剂、产品做防潮包装、存储环境控制湿度。
这几条成本低,效果明确。我们在产线上做过统计,加强这几项之后,绝缘电阻一次合格率提升了约百分之六。
J36C系列矩形电连接器和FQN系列防水圆形电连接器出厂逐只测绝缘电阻并记录环境温湿度。需要对比数据时可以提供测试条件。



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