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,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。手機充電造成正負極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、電應力、磨損、溫度是導致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反應的必備條件，通過正交實驗極差分析確定了其它三個因素的影響排序依次為鹽污染、電應力、磨損。溫濕度是電化學腐蝕發(fā)生的基礎條件，濕度越大越容易發(fā)生腐蝕?？扇苄喳}會與銅或鎳等金屬發(fā)生反應生成腐蝕物，腐蝕越嚴重，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。三種方法的評估結論一致均為A優(yōu)于B優(yōu)于C,證明了結論的可靠性與檢測評估方法的可行性。
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