USB连接器作为绝大多数智能手机的充电接口被广泛地应用在市场之中,但在其使用过程中,出现了越来越多烧蚀的故障现象。研究烧蚀故障的机理,并建立合理的检测评估方法对不同的连接器产品进行检测和评估,从而选取可靠性较优的USB连接器以减小市场烧蚀故障率,具有重要的理论和实际意义。
主要分为两部分内容;
一方面是针对于USB烧蚀的故障现象,对失效样品进行检测与分析,结合故障树推断烧蚀的失效机理,并进行实验验证,进而研究导致烧蚀的主要影响因素及各因素的作用特性。
另一方面,基于USB烧蚀机理的研究,建立包含主要影响因素的加速检测系统,使其能够在较短的时间内,对不同厂家的USB产品的抗烧蚀可靠性进行区分,研究合理的统计分析方法对USB产品的性能进行评估。研究发现,烧蚀失效USB触点表面被尘土污染,VBUS触点阴离子含量高,存在大量Cu、Ni的腐蚀物,烧蚀集中在VBUS触点周围的绝缘材料上。其失效机理为一定的环境条件下,USB触点和绝缘材料表面吸附水膜,而大气中可溶性盐的沉积在水膜中形成电解液。手机充电造成正负极之间表面水分的电解和电解液中阴阳离子的定向运动,VBUS触点上表面镀Au层与中间层Ni和基底Cu之间发生原电池腐蚀,Ni和Cu的腐蚀产物造成接触电阻升高,形成较大的焦耳热,充电时手机内部散热环境较差,触点附近的温度*升高致使VBUS周边的绝缘材料烧蚀,经过烧蚀复现实验验证了此机理。
2.其中机械环境包含：振动、机械冲击、机械碰撞、跌落、斜面冲击，温湿度+振动三综合、高加速寿命测试（HALT）、高加速应力筛选（HASS）、插拔力，保持力，插拔寿命，耐磨测试、附着力测试、百格测试等；
3.其中电气性能包含：接触电阻，绝缘电阻，耐电压等等
电子产品检测标准：
GB/T2423
GB4943.1
GB 31241
GB/T 18287
GB/T 35590
一.连接器的实验项目：
插拔力、夹持力、蒸汽老化、盐水喷雾、热风回流程（IR）、振动测试、高温老化、恒温恒湿、冷热冲击、插拔测试、接触阻抗、绝缘阻抗、耐压测试、硬度测试、喷漆厚度测试、电镀膜厚测试、表面粗糙度测试、吃锡性/耐焊性实验。
二.各项实验之条件及实验目的：
1.插拔力---测试公母对插之插入及拔出所需力量。（自动插拔测试机）
2.来持--测试端子植入塑料所需拔出之力量。
3.蒸汽老化---检验五金件电镀后的保质期。（镀全金/半金锡/全锡端子）试验条件为温度98±2℃，时间8H。
4.盐水喷雾--检验五金件电镀后的保质期。（铁壳/叉片/铆钉类）试验条件为试验槽温度35℃，时间4H，盐水比例5：95。（盐水喷雾试验机）
检验：当五金件表面刮伤、镀层太低或电镀表面不良时需做此项实验确认质量。
5.热风回流焊（IR）---仿真产品在客户处过SMT使用状况。检验塑料起泡状况及少量产品SMT试验，实验条件为温度235±5℃，温度时间为3~5S。（热风回流焊试验机）
6.振动测试---检验产品公母对插后的瞬间导通性，实验时将产品全部串联接到信号测试机上测试。另也可以仿真产品在运输途中的状况。实验条件为频率10HZ-55HZ-10HZ/分钟一个循环，振幅1.52mm，时间为X、Y、Z各2H。
7.高温老化---检验塑料及端子在温度为80℃，时间96H或温度为150℃，时间4H的环境下有无变化。（例如塑料变形或端子变色发黄）
8.恒温恒湿---检验产品在定值50±2℃、湿度90%~95%RH，时间96小时或循环条件65℃/95%RH（4H）-25℃/60%RH（2H）---65C
/95%RH（4H）---25C/60%RH（2H）---（-10℃/4H）---25℃/60%RH（2H），循环25次后，产品的变化状况。例如绝缘特性、接触阻抗、插拔力以及端子的腐蚀状况等（恒温恒湿机）
9.冷热浊--检验产品在忽冷忽热的环境下其变形状况，实验条件为-55℃（30MIN）---排风（5min）--85℃（30min）---排风（5min）。例如：绝缘特性、接触阻抗、插拔力以及端子的腐蚀状况等。（冷热冲击机）
10.插拔---检验产品公母对插之寿命（即产品规格要求之多次数）。采用电动机做公母对插，一般每分钟190次，另有一种简易插拔测试机可以调整速度。（插拔测试机）
11.接触阻抗---测试公母座接触之阻抗值。不同的产品其接触阻抗值大小不一，接触阻抗值越小其信号传送速度越快（接触阻抗测试机）
12.绝缘阻抗---检验产品之pin与pin间的绝缘能力。其阻抗值需大于1000MΩ，测试电压为DC500V。（绝缘阻抗测试机）
13.耐压测试---测试产品PIN与PlN间的耐压特性。其测试条件为电压AC500V，截止电流为1mA。（耐压测试机）
14.硬度测试---测试铜板的维克氏硬度，其测试条件为重荷300g。铜板硬度规格依不同材质而定。当端子折弯出现裂痕时，可测试端子硬度来判定是否材质太硬或为镀NI太高。（硬度测试机）
15.喷漆厚度测试---检测喷漆厚度，例如100005外表有喷漆，用其检测喷漆厚度。
16.表面粗糙度测试---可测试模具、治工具表面的粗糙程度。
17.电镀膜厚测试---检测五金件电镀镀层的厚度有无符合规格要求。例如：端子镀NI过高则端子折弯易裂，或电镀层镀太薄，则端子较易氧化、生锈等，均可通过此测试来判定是否合格。（膜厚测试机）
18.吃锡性---检验电镀五金件焊接部位的吃锡性，现厂内以过锡炉试吃锡性，温度为235士5℃，时间为3S。
19.耐焊性--检验电镀五金件吃锡部份之耐焊程度，是否因焊接温度过高及时间过长产生镀层脱落，造成假焊或虚焊，测试条件为温度265±5℃，时间为10S。（锡炉）
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