高頻數(shù)據(jù)線接口USB3.1 type-C 連接器失效原因分析

            高頻數(shù)據(jù)線接口USB3.1 type-C 連接器失效原因分析

           USB3.1 type C失效機理分析

             燦科盟根據(jù)多年的生產(chǎn)經(jīng)驗，以及客戶反饋中總結(jié)出USB插接件在使用過程中存在著復(fù)雜的機械與電氣雙重特性，其常見失效模式和失效機理如下：

             1) 多余物

            電連接器內(nèi)部存在的多余物，會造成信號隨機失效。產(chǎn)生的原因主要有：

            a.設(shè)計選材和結(jié)構(gòu)不合理，由于插頭插座選用硬度相差懸殊的異種材料，加上結(jié)構(gòu)形式先天不足，構(gòu)成了產(chǎn)生多余物的隱患。

            b.極層結(jié)合力差，起泡掉皮電鍍前對殼體表面的預(yù)處理不良，鍍銅后停留時間過長表面氧化或鍍液成分不正常等，都會導(dǎo)致膜互換性檢查時稍經(jīng)裝拆就極易剝離，特別是裝配連接部位。

            c.加工精度及尺寸一致性差互換性檢查時發(fā)現(xiàn)裝配連接部位有殘留的加工毛刺或公差配合尺寸過緊，將過盈金屬切削下來而產(chǎn)生多余物。

            2) 接觸不良

            接觸不良會造成接觸電阻大、導(dǎo)通不良，這也是電連接器的一個致命缺陷。從微觀角度分析，任何光滑的表面都是凹凸不平的。因此，兩個接點接觸時，不可能是整個接觸面接觸，而是有限點的接觸。顯然，實際接觸面小于視在接觸面，其差異決定于表面光滑程度和接觸壓力的大小。實際接觸面分為兩部分：一是金屬與金屬的直接接觸，二是通過界面氧化而形成氧化膜，有機氣體吸附膜或塵埃等所形成的沉積膜而相互接觸。因此，造成接觸電阻大，導(dǎo)通不良的原因主要有：

            a.集中電阻大

            集中電阻是指電流通過接觸面時，由于接觸面縮小而導(dǎo)致電流線收縮所顯示的電阻。它是由接觸壓力或熱作用破壞界面膜而形成金屬與金屬直接接觸所構(gòu)成的電阻。其大小與材料本身的特性、生產(chǎn)工藝（如粗糙度、電鍍質(zhì)量和熱處理后的性能等）和接觸壓力等有關(guān)。

            當(dāng)接觸壓力增大后，一方面由于接觸觸點的數(shù)量和面積逐漸增加，另一方面當(dāng)接觸面的壓力超過材料屈服極限時，接觸觸點將從彈性形變過渡到塑性形變。因此，集中電阻將減小，最后趨于穩(wěn)定。而插孔過大或接觸簧片應(yīng)力松弛都將使接觸壓力減小，集中電阻增大。

            為保證接觸可靠和有一定的接觸壓力，電連接器裝配前對插孔、插針都要進行的插撥力（分離力）檢查。裝配成成品后也應(yīng)按技術(shù)條件進行單孔和總的插拔力檢查。

            b.膜層電阻大
膜層電阻是指由于周圍環(huán)境條件及有害氣體的影響，造成接觸表面形成膜層而構(gòu)成的電阻。當(dāng)電連接器插孔插針采用鍍銀時，加電壓通斷試驗后發(fā)現(xiàn)碳、硫、鋅、氧等有害元素會在接觸表面大量出現(xiàn)。在表面生成使接觸電阻不穩(wěn)定的氧化膜。氧化膜的生長與溫度、濕度有很大的關(guān)系。溫度越高、濕度越大，生長速度就越快，這是膜層電阻的主要來源之

            一。膜層電阻的另一來源是塵埃、松香、油污等在接觸表面上機械附著、沉積，形成了較松散的表膜。由于這些帶有微粒的物質(zhì)極易嵌藏在接觸表面的微觀凹坑處，所以使有效的接觸面積縮小，接觸電阻增大，且極不穩(wěn)定。

            3) 絕緣不良（漏電、絕緣電阻低、擊穿）

            連接器表面有受潮的塵埃、焊劑等污染物，有機材料析出物及有害氣體吸附膜與表面水膜溶合形成離子性導(dǎo)電通道。

            4) 彈性元件斷裂

            由于材質(zhì)不良或熱處理質(zhì)量控制不當(dāng)，造成作為電連接器鎖緊裝置的彈簧、壓簧等彈性元件脆斷、疲勞損壞等事故。電連接器制作完成后，其失效模式和失效機理已固定。只有在可靠性設(shè)計基礎(chǔ)上，保證生產(chǎn)線上嚴(yán)格采取可靠性技術(shù)措施，如生產(chǎn)工藝的嚴(yán)格控制、生產(chǎn)環(huán)境條件的控制、各工序過程中的檢測等，才能保證電連接器的可靠性和穩(wěn)定性。

            深圳燦科盟實業(yè)有限公司專業(yè)生產(chǎn)各種線對板連接器、板對板連接器、網(wǎng)絡(luò)連接器、小間距FFC/FPC 連接器、射頻連接器、排針 排母,簡牛牛角，等各種電子連接器歡迎新老客戶前來訂購。