ハーメチック シールされたコネクタをテストする方法: 99% 漏れがないことを保証するための 5 つのステップ

達成するための最も信頼できる方法 99% 漏れがないことを保証 で 密閉型コネクタ 目視検査、全体的なリークのスクリーニング、微少リークのヘリウム質量分析、電気的検証、および環境ストレスの確認を組み合わせた、構造化された 5 段階のテスト プロトコルに従う必要があります。これらの手順のいずれかをスキップすると、特に微細なリークテストを省略すると、航空宇宙、医療、または高周波通信環境での導入後にのみ現れる障害モードが検出されないままになります。

このガイドでは、各ステップを実際的な用語で説明し、関連する規格を指定し、真に密閉されたアセンブリと単に表面的なチェックに合格したアセンブリを区別する合格基準を特定します。

気密性テストをオプションとして扱えない理由

あ ハーメチック電気コネクタ は、2 つの環境 (通常は密閉された筐体の内部と外部雰囲気) の間の気密シールを維持するように設計されています。このシールが破損すると、湿気、酸素、または汚染物質が侵入し、腐食、短絡、信号劣化を引き起こしたり、加圧システムでは壊滅的な構造故障を引き起こしたりする可能性があります。

結果はアプリケーションによって大きく異なります。埋め込み型医療機器では、シールの破損が患者の生命を危険にさらす可能性があります。航空宇宙エレクトロニクスでは、ミッションクリティカルなシステム損失を引き起こす可能性があります。で RF ガラス焼結密閉絶縁体 通信基地局で使用されるアセンブリでは、たとえ微小なリークでもインピーダンスの不安定性や相互変調歪みを引き起こし、接続されている何千ものユーザー全体でネットワークのパフォーマンスを低下させる可能性があります。

MIL-STD-883 資格プログラムの業界データは、次のことを示しています。 ハーメチックコネクタの故障の最大 15% 現場では、大規模な漏れテストのみに合格し、詳細な漏れ検証は一度も受けていないシールに由来しており、完全なプロトコルの必要性が強調されています。

テスト前にハーメチックシールの構造を理解する

効果的なテストは、何をテストしているのかを理解することから始まります。 高信頼性ハーメチックコネクタ 通常、次の 3 つのシーリング技術のいずれかを使用して構築されます。

• ガラスと金属のシール (GTMS) : ホウケイ酸ガラスまたはソーダ石灰ガラスが金属ピンとコネクタ本体の間で高温で融着されます。の RF ガラス焼結密閉絶縁体 は最も一般的な形式で、優れた気密性と RF 性能を同時に提供します。
• セラミックと金属のシール : アルミナセラミックは活性金属ろう合金を使用して金属シェルにろう付けされており、ガラスシールよりも高い耐熱性を備えています。
• エポキシまたはポリマーシール : より低い気密性基準が許容される場合に使用されます。 1 × 10⁻⁸ atm・cc/秒未満のリーク率を必要とするMIL-SPECまたは医療グレードの用途には適していません。

ガラスと金属が接触するシール界面は、最も脆弱な点です。熱膨張差、機械的衝撃、不適切な取り付けがシール劣化の 3 つの主な原因であり、5 つのテスト手順のそれぞれがこれらの故障モードの 1 つ以上を対象としています。

ステップ 1 — 目視および寸法検査

リークテストを実行する前に、 密閉型コネクタ 徹底的な目視および寸法検査を受ける必要があります。このステップにより、明らかな不良品が早期に排除され、損傷した部品によるテスト機器の汚染が防止されます。

目視で確認すること

• ガラスまたはセラミック絶縁体: 金属とガラスの界面に亀裂、欠け、ボイド、剥離がないかを最低 10 倍の倍率で検査します。
• ピンの位置合わせ: 同軸ハーメチック コネクタの中心導体の位置がずれていると、嵌合中にシールに機械的ストレスが生じます。
• メッキの完全性: ピンホールまたは地金の斑点は保護コーティングが不完全であることを示しており、腐食によるシールの損傷が隠れている可能性があります。
• ボディマークとロットのトレーサビリティ: 部品番号、日付コード、および認証マークが読みやすく、文書と一致していることを確認します。

あpplicable standard: MIL-STD-790 および IPC-A-610 電子コネクタの視覚的な受け入れのための仕上がり基準を定義します。のために 小型密閉型コネクタ 、縮小されたフィーチャーサイズを考慮すると、20 ～ 40 倍の顕微鏡検査が推奨されます。

ステップ 2 — 総リークテスト (気泡または染料浸透剤)

総漏れテストでは、大きなシールの破損 (漏れ率によるもの) をスクリーニングします。 約1×10-3 atm・cc/秒以上 。一般的に次の 2 つの方法が使用されます。

フロロカーボン浸漬（気泡試験）

コネクタは乾燥窒素またはヘリウムで加圧され、125°C に加熱されたフルオロカーボン液体 (FC-72 など) に浸されます。継続的な泡の流れは、重大な漏れを示しています。当たり MIL-STD-883 メソッド 1014 の場合、許容基準は、指定された観察期間 (通常は 30 秒) にわたって継続的な気泡がないことです。

染料浸透試験

あ fluorescent dye is applied under pressure to the external surface. After a dwell period, UV inspection reveals dye ingress at any crack or void. This method is particularly effective for identifying hairline cracks at the glass-to-metal interface of RF ガラス焼結密閉絶縁体 アセンブリ。

重要な制限事項 : 総リークテストだけでは十分ではありません。 高信頼性ハーメチックコネクタ 。コネクタは、密封された機器内で 10 ～ 15 年の耐用年数にわたって故障の原因となる微細なリークが存在していても、全体的なリーク テストに合格することがあります。

ステップ 3 — ヘリウム質量分析による微小リークテスト

微細リークテストは、最も重要で技術的に要求の高いステップです。最低レベルの漏れ率を検出します。 1×10⁻¹⁰atm・cc/秒 — 総漏れ法よりも 3 桁感度が高くなります。標準的なアプローチは次のとおりです MIL-STD-883 メソッド 1014, Condition A .

試験手順

1. コネクタをヘリウムボンベに加圧したチャンバーに置きます。 2～6気圧のヘリウム 指定された滞留時間 (コネクタの内部容積に応じて通常 2 ～ 4 時間)。
2. コネクタを取り外し、規格で指定された最大転送時間 (通常、少量のパッケージの場合は 1 時間) 内に質量分析計のリーク検出器に置きます。
3. ヘリウムの排出率を測定します。ほとんどの気密パッケージの MIL-STD-883 に基づく合格基準は次のとおりです。 R1≦5×10⁻⁸atm・cc/秒 .

のために 小型密閉型コネクタ 内部容積が非常に小さい場合、ヘリウム貯蔵量の減少を考慮して、MIL-STD-883 メソッド 1014 の付録 A の方程式を使用して滞留時間と転送時間を再計算する必要があります。そうしないと、結果が誤って楽観的になります。

ステップ 4 — 電気的性能の検証

あ connector that passes leak testing must also confirm that the sealing process has not degraded its electrical performance. This is particularly important for ハーメチック電気コネクタ RF および高周波アプリケーションで使用され、ガラスまたはセラミック誘電体がインピーダンスと信号の完全性に直接影響します。

確認すべき主要な電気パラメータ

• 絶縁抵抗 (IR) ：ピンとシェル間をDC500V以上で測定。 MIL グレードのハーメチック コネクタの合格基準は通常、 ≧5,000MΩ 室温で100MΩ以上、125℃で100MΩ以上。
• 耐電圧 (DWV) : 1.5 ～ 2 倍の定格使用電圧を 60 秒間印加しても、破壊やフラッシュオーバーはありません。電気的ストレス下でのガラス絶縁体の完全性をテストします。
• 接触抵抗 : 信号経路を確認するために低電流 (10 ～ 100 mA) で測定。同軸 RF ハーメチック コネクタの場合、センター ピンの接触抵抗は ≤ 10mΩ .
• VSWR / リターンロス : のための RF ガラス焼結密閉絶縁体 コネクタ、ベクトル ネットワーク アナライザー (VNA) 測定により、インピーダンスの一致が確認されます。のVSWR ≤ 1.3:1 定格周波数までが SMA および N タイプのハーメチック バージョンの共通の許容基準です。

ステップ 5 — 長期的なシールの完全性を確認するための環境ストレステスト

最後のステップでは、ハーメチックシールが使用中に遭遇する熱、機械、湿度のストレスに耐えられるかどうかを検証します。環境ストレステストは、すべての生産ユニットで実施されるわけではありません。通常、サンプルロット、認定ビルド、または設計変更の導入時に実施されます。

熱衝撃

当たり MIL-STD-202 メソッド 107 、コネクタは、-65°C ～ 150°C の間で最低 10 サイクル、両極端の間の転送時間は 10 秒以下です。ガラスと金属の間の熱膨張差が主な応力要因です。微細漏れ試験は、試験によって誘発されたシールの亀裂を検出するために、熱衝撃の直後に実行されます。

機械的衝撃と振動

のために aerospace-rated 高信頼性ハーメチックコネクタ 、MIL-STD-202 メソッド 213 (500g での機械的衝撃、1ms 半正弦波) およびメソッド 204 (振動、20 ～ 2,000 Hz) が適用されます。テスト後の気密性と電気的検証により、構造負荷によるシールの劣化がないことが確認されます。

湿った熱と塩水噴霧

海洋、屋外通信、または熱帯気候用途向けのコネクタでは、85°C / 85% RH の湿熱に 1,000 時間暴露した後、微細な漏れの再試験を行うのが標準的な方法です。塩水噴霧試験 あSTM B117 (48 ～ 96 時間) シール界面を腐食の侵入から保護する金属メッキの完全性を検証します。

テスト失敗の一般的な原因とその対処方法

ハーメチック コネクタがテストに失敗する理由を理解することは、テスト方法を知ることと同じくらい重要です。以下の表は、最も頻繁に発生する障害モードとその根本原因をまとめたものです。

あbout Ningbo Hanson Communication Technology Co., Ltd.

認定されたメーカーを選択することは、厳格なテストプロトコルを持つことと同じくらい重要です。社内で機械加工、電気めっき、および組み立ての機能をすべて単一の品質管理システムの下で備えているサプライヤーは、最も一般的にマージンシールを生成するプロセス間の変動を最小限に抑えます。

よくある質問