關(guān)于ESD靜電浪涌測(cè)試在連接器端子失效分析中的應(yīng)用啟示

信號(hào)板HDMI連接器接地pin腳出現(xiàn)燒毀不良 圖源:華南檢測(cè)中心

本文案例，從信號(hào)板HDMI連接器接地pin腳出現(xiàn)燒毀不良現(xiàn)象展開，通過(guò)第三方實(shí)驗(yàn)室提供失效分析報(bào)告，可以聚焦失效可能原因，比如，可能輸入電流過(guò)大、電流負(fù)載過(guò)大、遭遇雷擊影響，建議產(chǎn)品進(jìn)行整機(jī)開機(jī)時(shí)進(jìn)行模擬雷擊浪涌測(cè)試、on-board短路測(cè)試模擬電流負(fù)載，或者從材料優(yōu)化著手，增加Mylar絕緣片，在連接器端子附近保護(hù)鋼片表面特定位置進(jìn)行絕緣處理，預(yù)防保護(hù)鋼片短路。

連接器端子失效現(xiàn)象描述

信號(hào)板HDMI連接器接地第17pin（后續(xù)簡(jiǎn)稱17pin）功能不良，初步觀察發(fā)現(xiàn)該17 Pin已經(jīng)燒掉，17 Pin彎曲處特別是上保護(hù)鋼片附近位置有燒壞,并有明顯凹坑，但臨近18 Pin完好,排除17 Pin、18 Pin短路可能性。

HDMI連接器端子失效現(xiàn)象3D顯微觀察圖源:華南檢測(cè)中心

連接器端子失效分析流程

圍繞不良現(xiàn)象進(jìn)行分析可能原因，分別從連接器設(shè)計(jì)、ESD靜電釋放影響、高壓擊穿試驗(yàn)、金屬短路等角度進(jìn)行驗(yàn)證試驗(yàn)分析，主要流程如下：

1，連接器設(shè)計(jì)排查：先針對(duì)連接器端子間pitch設(shè)計(jì)符合性符合性進(jìn)行排查，確認(rèn)端子間PIN設(shè)計(jì)是否相符,對(duì)連接器奇數(shù)Pin與保護(hù)鋼間距進(jìn)行尺寸測(cè)量，幫助確認(rèn)間距設(shè)計(jì)符合性。

連接器端子間pitch間距尺寸測(cè)量 圖源:華南檢測(cè)中心

2，ESD靜電排查，主要評(píng)估ESD靜電釋放對(duì)連接器端子燒壞的可能影響，借助ESD測(cè)試庫(kù)存良品，參考HDMI 1.3版測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，并未發(fā)現(xiàn)擊穿現(xiàn)象。

3，過(guò)電流測(cè)試，先將HDMI 連接器17pin與18pin短接，再在另外兩端設(shè)定電壓5V，調(diào)節(jié)電流從0.5A到3A再加到5A，持續(xù)一段時(shí)間，觀察HDMI 連接器pin并未出現(xiàn)燒壞狀況，只是外殼發(fā)熱、連接器端子表面也發(fā)熱。接下來(lái)，進(jìn)行on-board 短路測(cè)試模擬負(fù)載狀況，通過(guò)仿真信號(hào)接受端Sink Source，如果前面輸入端Source Device輸入電流過(guò)大，超過(guò)0.5A，確認(rèn)會(huì)不會(huì)燒壞端子。

4，金屬短路：借助3D顯微鏡觀察，發(fā)現(xiàn)HDMI連接器開口，即插cable端口位置17pin表面存在燒壞殘留物質(zhì)，結(jié)合3D X-Ray掃描檢測(cè)分析，發(fā)現(xiàn)17pin塑料孔內(nèi)無(wú)端子，插cable端口位置殘留物為端子本身燒壞殘留物。

HDMI連接器端子失效位置X Ray掃描檢測(cè)圖源:華南檢測(cè)中心

連接器端子失效分析結(jié)論和建議

結(jié)合上述試驗(yàn)分析數(shù)據(jù)，針對(duì)HDMI連接器燒壞原因，可以確認(rèn)結(jié)論如下：首先為輸入電流過(guò)大，可能性最大來(lái)自客戶輸入端Device，該Device提供電流過(guò)大導(dǎo)致燒壞，引發(fā)客戶端Cable端子異常有短路現(xiàn)象；其次，可能原因?yàn)樵獾嚼讚?，建議使用整機(jī)進(jìn)行浪涌測(cè)試，就是模擬在打雷的情形下進(jìn)行正常開機(jī)工作，或者負(fù)載過(guò)大，建議進(jìn)行on-board 短路測(cè)試，仿真信號(hào)接受端Sink Source，如果前面輸入端Source Device的輸入電流過(guò)大超過(guò)某個(gè)設(shè)定值，確認(rèn)會(huì)不會(huì)燒壞端子；最后，建議優(yōu)化材料設(shè)計(jì)，比如增加Mylar絕緣片，在連接器端子附近保護(hù)鋼片表面特定位置進(jìn)行絕緣處理，預(yù)防保護(hù)鋼片短路等等。

總而言之，關(guān)于連接器失效現(xiàn)象種類各異，進(jìn)行原因機(jī)理失效分析所展開實(shí)驗(yàn)室流程，也會(huì)各有不同。本文從信號(hào)板HDMI連接器端子燒毀失效現(xiàn)象入手，分享來(lái)自第三方實(shí)驗(yàn)室分析案例，希望能拋磚引玉，與文共勉。