尘土对电接触影响的测试方法研究

摘要

电接触故障在电子设备中大量存在，其中大部分都与大气中的尘土颗粒有关。对失效通讯终端产品中触点的初步研究发现多于65％的接触表面被尘土污染，近50％的接触表面在接触区形成污染物聚集区。大气中悬浮的尘土颗粒随着连接器的不断插拔进入接触区域，进而产生电接触的可靠性隐患。所以研究尘土颗粒对电接触可靠性的影响具有很重要的现实意义。 通过测量有颗粒存在时接触对之间的电阻值，研究尘土对接触电阻的影响。这需要首先解决尘土颗粒的观察定位问题，即如何准确将触头移动到目标尘土颗粒上。本论文针对尘土颗粒和接触区尺寸小的特点，选定了一套微型显微镜观察系统，有效解决了尘土颗粒的观察和定位问题。通过理论计算得出该系统在实际使用中能达到放大率120倍、分辨率6μm、景深23.2μm、视场角10度。 本论文进而研究了在精密再定位接触电阻测试仪上借助微型显微镜系统进行尘土颗粒定位的过程，并在此基础上总结了一套研究尘土颗粒对静态接触电阻影响的测试方法和详细步骤，并对其中的尘土颗粒选用原则、扬尘方法等方面进行了深入探讨，为不同尺寸颗粒对静态接触电阻影响课题的深入研究奠定基础。 研究尘土颗粒对动态接触电阻影响时存在一个危险尺寸，处于危险尺寸范围内的颗粒即使密度不大也可能对接触可靠性造成影响。本论文讨论了如何利用微动模拟设备和微型显微镜系统进行试验，验证各种不同接触材料的危险尺寸，给出了试验方法和流程，并进行了必要的试验验证。 微型显微镜系统使接触对周围微小尘土颗粒分布的实时观测成为可能。无论将其运用在静态接触电阻测试还是动态接触电阻测试中，都使得我们可以更加准确地研究尘土颗粒对接触电阻的影响。

目录

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第一章绪论

1.1电接触可靠性的重要性及其影响因素

1.2尘土对电接触可靠性的影响

1.2.1失效通信移动终端触点表面尘土特性

1.2.2尘土影响电接触可靠性的方法

1.3课题来源、内容及意义

1.3.1课题的来源

1.3.2课题的主要任务

1.3.3课题的意义

第二章实验设备及原理

2.1精密再定位接触电阻测试仪

2.1.1系统原理

2.1.2系统组成

2.2微动模拟接触电阻测试仪

2.3扫描电子显微镜

2.4 X射线能谱仪

第三章颗粒定位问题解决方案选择与论证

3.1光学照片合成法

3.2微型显微镜直接观察法

3.2.1微型显微镜系统设计要求

3.2.2理论可行性验证

3.2.3实际安装及可行性验证

3.3本章小结

第四章尘土对静态接触电阻影响的测试方法研究

4.1尘土颗粒的选择

4.1.1实际失效手机内部尘土颗粒成分分析

4.1.2实验室用尘土颗粒选择

4.2不同尺寸范围尘土颗粒的制备

4.2.1喷嘴喷射法

4.2.2蒸馏水悬浮法

4.3试验流程及说明

4.4试验验证

4.4.1试验准备

4.4.2实验过程

4.4.3结果分析

4.5本章小结

第五章尘土对动态接触电阻影响的测试方法研究

5.1尘土颗粒影响动态接触电阻的方式

5.1.1尘土颗粒的嵌入

5.1.2尘土颗粒被压碎聚集在接触界面

5.2尘土颗粒危险尺寸的计算模型

5.2.1模型的假定条件

5.2.2模型计算

5.3试验流程及说明

5.4试验验证

5.4.1试验准备

5.4.2调试过程演示

5.4.3试验结果分析

5.5本章小结

第六章研究总结及展望

6.1研究总结

6.2讨论与展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文