電接觸失效原因分析

連接器是電子電路中的連接橋梁，在器件與組件、組件與機(jī)柜、系統(tǒng)與子系統(tǒng)之間起電連接和信號(hào)傳遞的作用，那么電接觸失效原因會(huì)有哪些呢？

電接觸壓力不足

連接器通過插針和插孔接觸導(dǎo)電，插孔為彈性元件，其質(zhì)量優(yōu)劣對(duì)電連接的可靠性至關(guān)重要，插針插入插孔，插孔產(chǎn)生彈性變形，進(jìn)而對(duì)插針產(chǎn)生接觸壓力，接觸壓力的不穩(wěn)定或減小會(huì)影響接觸電阻的不穩(wěn)定，在一定的振動(dòng)、沖擊應(yīng)力作用下，彈性原件發(fā)生產(chǎn)生恢復(fù)性彈性變形，振動(dòng)、沖擊應(yīng)力足夠大，作用時(shí)間足夠長，就會(huì)造成瞬斷故障。

插針插孔長期受作用力和反作用力，插孔彈性元件逐漸產(chǎn)生永久行變形，出現(xiàn)應(yīng)力疲勞松弛現(xiàn)象，尤其在接觸點(diǎn)及環(huán)境溫度的作用下，插孔會(huì)出現(xiàn)蠕變現(xiàn)象，接觸壓力減小，接觸電阻增大。

接觸磨損

連接器插合分開時(shí)，插針與插孔之間在一定的接觸壓力作用下，由于相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生摩擦，在摩擦過程中，會(huì)出現(xiàn)接觸表面的光潔度損傷，幾何形狀改變、擦傷、粘連、 產(chǎn)生磨屑，材料轉(zhuǎn)移等，同時(shí)還伴隨有熱量產(chǎn)生。隨著插拔次數(shù)的增加，插針插孔的表面鍍層金屬被磨損，露出基底金屬，在周圍環(huán)境作用下產(chǎn)生腐蝕，形成接觸不良。

接觸對(duì)表面磨損的程度與接觸壓力的大小，接觸摩擦部位表面光潔度，接觸對(duì)表面鍍層品種、 硬度、質(zhì)量、接觸對(duì)導(dǎo)向部位圓角是否光滑以及插孔接觸部位幾何形狀等因素有關(guān)。在 接觸壓力大，插針頭部及插孔內(nèi)孔口部圓角連接差，接觸部位粗糙度高，鍍層材料硬度 低，鍍層質(zhì)量差的情況下，接觸對(duì)磨損更為嚴(yán)重。連接器的插拔壽命也低，接觸穩(wěn)定性也差。

微動(dòng)磨損：微振是發(fā)生在兩個(gè)具有小幅振動(dòng)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)表面的磨損現(xiàn)象，其振幅為 1—100um，主要是溫度循環(huán)引起的熱脹冷縮和背景的振動(dòng)，汽車連接器因其工作工況中，振動(dòng)及熱沖擊同時(shí)存在，因此微動(dòng)頻繁發(fā)生。例如電連接器按照5℃／h波動(dòng)，循環(huán)20次，插針(黃銅制造)的熱膨脹系數(shù)為2x10-5/℃，插針長度為 5mm，則其微振幅度可達(dá)5um。試驗(yàn)表明，這種微振達(dá)到數(shù)百萬次以后，就有可能嚴(yán)重影響電接觸的可靠性。比如汽車運(yùn)行5h，振動(dòng)頻率 1000Hz，相當(dāng)于產(chǎn)生1800萬次的微振。

微振失效模型將失效劃分了7個(gè)階

（1）潔凈的微觀突起的接觸；

（2）微振運(yùn)動(dòng)使微觀突起接觸暴露于銹蝕作用之下，形成銹蝕膜層；

（3）微振的反向運(yùn)動(dòng)刮削膜層，一部分落入“谷”中，同時(shí)有一部分壓入接觸部分；

（4）一步的微振再次將接觸部分暴露于銹蝕作用之下；

（5）微振運(yùn)動(dòng)使微觀突起產(chǎn)生塑性變形，使銹蝕膜層碎裂，并使碎末與突起的金屬混合：

（6）微觀突起逐漸被銹蝕物污染，接觸電阻增加；

（7）最后銹蝕碎末填滿“谷”中，在兩接觸表面之間形成厚度至少為20nm的絕緣層，連接完全失效。

相比較而言，電子連接器在低電壓、小33電流的工作場合，微動(dòng)過程中接觸表面上的絕緣，物質(zhì)的危害較大，而在大功率電力電路中，絕緣物可能由于電沖擊而被去除對(duì)電路的影響。