USB連接器測試
USB連接器測試
USB連接器作為絕大多數(shù)智能手機的充電接口被廣泛地應(yīng)用在市場之中，但在其使用過程中，出現(xiàn)了越來越多燒蝕的故障現(xiàn)象。研究燒蝕故障的機理，并建立合理的檢測評估方法對不同的連接器產(chǎn)品進行檢測和評估，從而選取可靠性較優(yōu)的USB連接器以減小市場燒蝕故障率，具有重要的理論和實際意義。
USB連接器測試主要分為兩部分內(nèi)容；
一方面是針對于USB燒蝕的故障現(xiàn)象,對失效樣品進行檢測與分析,結(jié)合故障樹推斷燒蝕的失效機理,并進行實驗驗證,進而研究導(dǎo)致燒蝕的主要影響因素及各因素的作用特性。
另一方面，基于USB燒蝕機理的研究，建立包含主要影響因素的加速檢測系統(tǒng)，使其能夠在較短的時間內(nèi),對不同廠家的USB產(chǎn)品的抗燒蝕可靠性進行區(qū)分,研究合理的統(tǒng)計分析方法對USB產(chǎn)品的性能進行評估。研究發(fā)現(xiàn)燒蝕失效USB觸點表面被塵土污染，VBUS觸點陰離子含量高,存在大量Cu、Ni的腐蝕物，燒蝕集中在VBUS觸點周圍的絕緣材料上。其失效機理為一定的環(huán)境條件下,USB觸點和絕緣材料表面吸附水膜，而大氣中可溶性鹽的沉積在水膜中形成電解液。手機充電造成正負*之間表面水分的電解和電解液中陰陽離子的定向運動,VBUS觸點上表面鍍Au層與中間層Ni和基底Cu之間發(fā)生原電池腐蝕，Ni和Cu的腐蝕產(chǎn)物造成接觸電阻升高，形成較大的焦耳熱充電時手機內(nèi)部散熱環(huán)境較差，觸點附近的溫度迅速升高致使VBUS周邊的絕緣材料燒蝕，經(jīng)過燒蝕復(fù)現(xiàn)實驗驗證了此機理。通過故障樹分析和各因素作用特性實驗研究，得到環(huán)境濕度、可溶性鹽污染、電應(yīng)力、磨損、溫度是導(dǎo)致USB燒蝕失效的5個主要影響因素，其中溫度和濕度是電化學(xué)反應(yīng)的必備條件，通過正交實驗*差分析確定了其它三個因素的影響排序依次為鹽污染、電應(yīng)力、磨損。溫濕度是電化學(xué)腐蝕發(fā)生的基礎(chǔ)條件，濕度越大越容易發(fā)生腐蝕。可溶性鹽會與銅或鎳等金屬發(fā)生反應(yīng)生成腐蝕物，腐蝕越嚴(yán)重，接觸電阻越高。電壓使污染物中的陰陽離子定向運動，致使腐蝕集中在VBUS附近發(fā)生，電壓越大，腐蝕速度越快。插拔破壞了表面的鍍金層，磨損越嚴(yán)重，越容易發(fā)生腐蝕。本文根據(jù)5個因素的作用特性建立了多因素復(fù)合作用的加速檢測方法，對A、B、C三種型號USB的抗燒蝕可靠性進行了檢測，對實驗前后接觸電阻值增量的分布進行估計，并驗證其服從二參數(shù)的威布爾分布。以威布爾分布的特征值為主要評估依據(jù)，結(jié)合USB觸點鍍金層厚度和累積失效率評估USB產(chǎn)品抗燒蝕可靠性。三種方法的評估結(jié)論一致均為A優(yōu)于B優(yōu)于C,證明了結(jié)論的可靠性與檢測評估方法的可行性。
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