摘 要：通过分析某重点型号电子设备J14系列微矩形连接器线缆组件功能需求和使用特点，结合连接器结构特点、线缆型号，提出一套行之有效的装接工艺方案。重点介绍了线缆组件下料信息确定、连接器接触偶与导线的连接工艺、线缆组件防护材料选择、线缆组件屏蔽接地工艺、线缆组件焊点固封及尾部灌封工艺等关键工艺。应用结果表明，该工艺方案能够满足该型矩形连接器线缆组件电气性能、屏蔽接地性能以及应用过程中的可靠性需求。
关键词：微矩形连接器；装接工艺；屏蔽接地工艺；焊点固封；尾部灌封
随着电子产品小型化和轻型化的要求，鉴于微矩形连接器高效的可靠性和便捷性的特点，其在电子产品尤其是航空航天产品中的应用越来越广泛[1]。某型弹载产品属于重点型号产品，具有高可靠性的质量要求，具体体现在：a）系统分机环境试验、整机环境试验条件苛刻，分机环境试验后需在加电断电重复条件下进行整机10次的温度循环试验（-25～+62℃，10℃/min，温度保持时间为min），然后再进行高强度随机振动试验、冲击试验及运输试验，经上述试验后产品依然要满足电气功能及可靠性要求；b）在大冲击、强振动、高过载工况下，产品应具有高的温度适应性和机械力学环境适应性。该型产品包含4个功能分机，各分机之间采用J14系列微矩形电连接器线缆组件实现电子产品分系统之间以及与系统总体的信号传输、控制及电连接，线缆组件装接可靠性直接影响到系统能否可靠工作。
因此，迫切需要对J14系列微型矩形连接器线缆组件装接工艺进行研究，制定一套完善的工艺流程，制定合理的工艺，实现该型线缆组件的高可靠性装接。
1连接器线缆组件特点分析
1.1问题的提出
该弹载产品中采用的电连接器与线缆线束焊接后形成电连接器线缆组件，线缆组件负责完成不同单机组件间的电连接，该产品为复杂的光电系统，其内部包含众多类似电缆组件，形成电缆网络，线缆组件靠机械线夹进行固定，尾部采用锦丝线绑扎固定。由于连接器针数较多，线型选择为屏蔽双绞线，线缆组件与分机之间采用连接器本身结构进行装配，在上述综合条件下，线缆组件在经受反复插拔试验、恶劣的环境试验及工况后，易在线缆组件端部即连接器尾部产生较大的应力，甚至造成连接器线缆屏蔽层折断等问题。
本文针对上述问题，着重分析J14系列微型矩形连接器线缆组件结构工艺特点和装接工艺中的关键技术。对该产品中采用的J14系列微型矩形连接器线缆组件装接工艺进行研究，开展电连接器组件外防护材料选用、屏蔽接地工艺、连接器焊点加固及连接器尾部灌封等相关工艺试验。制定了一套完善的装接工艺流程，并通过电性能及环境试验验证采用的工艺实施方案及方法满足产品应用和可靠性要求。
1.2结构及工艺特点
1.2.1J14系列矩形连接器
J14系列微型矩形电连接器采用金属屏蔽外壳、带线夹和锁紧装置，具有圆角防反插设计，体积小、质量轻，产品具有推拉式双保险锁卸机构。本文使用的J14系列矩形连接器组件中接触体为插针，两端采用与功能分机对应插座配合的方式实现电气连接，其工作温度适应范围-55～+℃，常温绝缘电阻大于MΩ，镀金焊杯，焊杯长度4mm，接触体尾部与线缆的短接方式为焊接，连接器外形结构如图1所示。
1.2.2线缆
线缆选用AFRP-型屏蔽线缆，该线缆芯线为双绞线，外有屏蔽层，芯线仅带绝缘皮，不带线包，如图2所示。
2线缆组件装接工艺
2.1装接工艺流程
线缆组件的加工通常包括几个环节：准备（来料检查、熟悉图纸、导线可焊性测试等），下线，导线端头处理（剥头、捻头、搪锡等），导线与连接器接触偶的连接，连接器的装配，线缆组件的标识等[2]。线缆组件装接流程基本与通用线缆流程相同，但根据上文线缆组件的高可靠性应用要求及结构工艺特点，线缆组件的装接工艺流程如图3所示。
2.2连接器线缆组件装接关键工艺
结合上文所述线缆组件装接工艺流程进行分析，线缆组件装接过程中，如果处理不当，易出现：接触偶与导线间焊点虚焊、焊点热缩套管松动以致接触偶焊点间短路；线缆尾夹绑扎后线缆束较硬，不易装配甚至从尾夹端部滑脱；线缆尾夹处屏蔽接地材料选用不当造成线缆绝缘保护层破损等故障。因此J14系列矩形连接器线缆组件装接过程中的关键工艺技术是线缆组件下料信息确定、连接器接触偶与导线的连接、线缆组件及屏蔽接地工艺方案、屏蔽接地材料选择、连接器焊点固封与尾部灌封工艺。
2.2.1线缆组件下料信息确定
该线缆组件采用的线缆为屏蔽双绞线，整机由复杂的功能单元组成，线缆组件需要在单独的工位上装接完成后，再进行机上绑扎，这样可以避免在机上二次修剪线缆产生多余物，给产品质量带来隐患。因此在线缆组件下料前，采用计算机软件三维布线技术，在与产品整机尺寸1∶1的结构图中，对所加工线缆组件的连接器和线缆设计图纸进行参数定义，并按照航天标准中规定的线缆束转弯半径，模拟线缆束在整机中的走线路径和电气连接关系，并导出线缆束长度信息，作为下料的依据。线缆下料长度只需在此信息基础上加上10～20mm的返修余量即可。
2.2.2连接器接触体与导线焊接工艺
连接器线缆组件中导线与连接器接触偶的可靠连接可以采用两种工艺：机械冷压接和焊接，通常根据应用环境和连接器线缆组件结构形式确定，J14系列线缆组件接触偶为焊杯，连接工艺采用焊接方式。
接触偶杯状端子采用了镀金处理，为了防止焊点中金元素含量超标，产生金脆，保证焊点的可靠性，对接触偶杯状端子进行除金和搪锡处理，如图4所示。连接器接触偶与端座装配成一体，为塑料材质，受热情况下接触偶在针座内易松动，相邻接触偶易接触，因此在除金和搪锡过程中，应对接触偶尾部端座进行除金和搪锡过热保护。
导线与接触偶焊接时确保导线插到焊杯底部，为了避免相邻接触偶出现短路故障，根据导线焊接后焊点轮廓，在每个接触偶上加套热缩比不大于2的热缩套管，并且保证热缩套管包裹整个焊杯和绝缘可靠。
2.2.3连接器线缆组件防护材料
电子设备中线缆束往往需要穿套护套以保护线束或者屏蔽接地，同时使线束整齐美观。电缆护套种类很多，例如锦纶丝线编制套、尼龙编织网套、聚四氟乙烯薄膜（或带）、防波套和导电屏蔽布胶带等。
锦纶丝线编织套由于其轻便、易伸缩和防静电等特性被广泛用作低频电缆护套。防波套是一种使用最多、最广泛的套管，它是由铜镀铅锡合金的细丝编织而成，不仅可以作为线缆束的防护材料，还可以作为屏蔽接地材料使用，使用它可有效防止电磁波的泄露和防止电磁波的干扰[3]。导电屏蔽布胶带是用导电布做成的胶带，具有良好的导电性和屏蔽效果；良好的抗摩擦性能，抗摩擦次数可达次。
2.2.4连接器线缆组件屏蔽接地工艺
J14连接器线缆组件是整机中重要的电子元件，线缆组件屏蔽层接地需要满足设计文件中接地阻抗的要求、整机电磁屏蔽要求，否则将导致电磁能量泄漏，影响整机性能。在本产品初样阶段，提出了下列几种屏蔽线缆接地的工艺方案。2.2.4.1线缆组件屏蔽接地工艺方案（I）
按所需长度将屏蔽导线中绝缘导线挑出，对空的屏蔽层拉直剪切后用镀银铜线绑扎，转接AF/AFR-/-0.14～0.35mm2高温导线焊在单耳焊片上，并用热缩管保护，然后将单耳焊片固定在连接器尾夹螺钉上[4]。从理论上分析，该方案应具有良好的接地性能，但在实际加工过程中J14系列矩形连接器尾夹固定螺钉为M2，无法牢固固定接地焊片，且插拔试验中，接地导线容易从线缆组件端部折断，无法保证产品质量。
2.2.4.2线缆组件屏蔽接地工艺方案（II）
在屏蔽线束外套上防波套，采用绵丝线将线缆组件端部绑扎15～20mm，距离连接器尾夹至少5mm不能绑扎，以免影响防波套的接地效果，然后外套热缩套管，最后将电缆尾夹紧固在防波套上，保证屏蔽网编织紧密，无松散现象，使线缆组件屏蔽防波套与连接器外壳导通。如图5所示。
2.2.4.3线缆组件屏蔽接地工艺方案（III）
在屏蔽线束外缠绕导电屏蔽布胶带，采用绵丝线将线缆组件端部绑扎15～20mm，同上文所述距离连接器尾夹至少5mm不能绑扎，并在扎结处涂某胶液，避免绑扎线松脱。在距离电缆尾夹5～10mm处套热缩套管，热缩套管长度以长于距离连接器尾部最远端绑扎线5～10mm为宜，最后将电缆尾夹紧固在屏蔽布胶带上，使电缆屏蔽布胶带与连接器外壳可靠接地，如图6所示。
2.2.4.4线缆组件屏蔽接地方案确定
对上文三种方案进行理论分析，由于连接器结构及严酷的环境试验条件，直接否决了第一种方案。方案II和方案III理论上均可实现屏蔽接地材料与连接器尾夹°接触，接地性能良好，对两种方案中采用的屏蔽接地条件进行性能对比，见表1。
经试验对比，方案II接地效果较好，机械连接应力小，具有良好的抗振动性能，但弯曲性能差。方案III不仅接地效果较好，机械连接应力小，具有良好的抗振动性能，并且较方案II采用屏蔽防护处理后几乎不增加整个线束的外径，在承受反复试验后依然保持产品技术状态，可实现产品高可靠性技术需求。综上所述，选择方案III屏蔽接地工艺即导电屏蔽布胶带作为本产品J14系列矩形连接器线缆组件的屏蔽接地材料。
2.2.5连接器线缆组件焊点固封及尾部灌封工艺
本产品连接器组件中采用的线缆为屏蔽双绞线，连接器接触体间隙小，导线与接触体可靠焊接后，虽然有热缩套管对焊点进行保护，然而由于热缩套管具有伸缩性能，为了防止使用过程中热缩套管少量滑脱，避免接触体之间短路，出现电缆组件失效现象，影响组件在工作中的性能，提高电缆组件的可靠性和使用寿命，对热缩套管与针座之间的缝隙进行固封。
该型连接器组件装接完成后，尾夹与针座之间形成封闭空间，由于组件采用的线缆为屏蔽双绞线缆，存在屏蔽层端部屏蔽丝折断落入的风险，因此在连接器组件尾夹固定之前对连接器组件进行尾部灌封。
焊点固封和连接器尾部灌封材料选择某型硅橡胶，该胶粘剂具有在固化时不吸热、不放热，固化后不收缩，粘接性好易于返修的特点。焊点固封时硅橡胶胶粘剂涂胶量不易过多，把热缩套管与针座之间的缝隙填满。胶层厚度为2～3mm，不能超过针座边缘。连接器组件尾部灌封时将导电布胶带端部至连接器针座之空隙用某型硅橡胶胶粘剂灌封，胶层厚度为5～8mm，应不影响电装装配。
3结论
J14系列电缆组件作为本产品中电气连接的主要组件，是确保电子设备整机各分机之间、系统之间电气连接的关键环节。合理使用连接器，对选用连接器的结构有清楚的认识，确定相应的工艺制作方法，形成优化的工艺方案，是确保连接器可靠电气连接、电气性能测试以及产品整机可靠工作的关键。本文所述的J14系列电缆组件的装配工艺流程和关键工艺已经在该产品加工中得到了应用，并取得了良好效果，保证了产品质量可靠性，并且文中介绍的关键工艺同样适用于类似连接器组件的加工。
参考文献：
[1]黄素波,李树明.微矩形高压电缆的装配技巧[J].电子工艺技术,,36(5):-.
[2]刘进峰.无线电装接工[M].北京:中国劳动出版社,6:78-80.
[3]李晓麟.多芯电缆装焊工艺与技术[M].北京:电子工业出版社,:23-40.
[4]杨光育.视频电缆组件装配关键工艺技术研究[J].电子工艺技术,7,28(2):90-96.
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