电子设备内部及触点界面尘土特性研究

摘要

尘土污染可能导致严重的电接触失效，这对电子通讯设备的可靠性有很大的危害。本论文主要分析研究失效电子产品内部的尘土特性、并对比研究经振动加速尘土实验的的电子产品中的尘土特性和未使用的产品内部沉积尘土特性，进而分析触点界面的尘土特性，为提出在尘土实验使用的有效的人工尘土提供参考。 研究自然失效手机内部尘土的形貌特性、尺寸特性、分布特性及尘土成分。手机内部尘土分布规律为距离尘土源越远尘土密度越小，手机内部元件结构对尘土分布有很大的影响。尘土形貌分为纤维和颗粒，纤维与颗粒总量之比为0.05，纤维尺寸主要集中在200μm～1000μm；有将近95％颗粒尺寸集中在10μm～50μm，可知，大于50μm的颗粒进入到手机内部的几率很小。对未使用的连接器触点界面尘土特性分析表明生产过程中进入手机触点界面的污染物尺寸集中在5～10μm，说明大尺寸尘土主要是在使用过程中进入手机的。手机内部颗粒状尘土元素成分有C、O、Mg、Al、Si、S、Cl、K、Ca等，纤维状尘土元素成分有C、O。这一实验结论中的尘土尺寸范围可以作为确定模拟尘土实验中所用尘土尺寸的参考，其分布规律可以用来评判尘土实验所选实验条件模拟自然条件的效果。 振动加速尘土实验能够使尘土大量进入手机内部，是针对手机密封性的整机实验。显微镜下观测尘土的整体分布发现，在手机中部纤维大量聚集，颗粒的尺寸多集中在小于10μm，比自然失效手机内部颗粒的尺寸(主要集中在50μm)要小，建议更改所用人工尘土尺寸：尘土成分分析显示人工尘土与自然尘土成分存在差异，建议应包含有机物成分。 失效触点界面尘土特性分析表明，尘土对失效有重要影响；失效触点在电子设备中的空间位置最接近外界，出现尘土的概率越高，这与自然失效手机内部尘土分布距离尘土源越近尘土密度越大规律吻合，建议优化结构设计，减少尘土对敏感元件的影响；不同的使用地点，失效触点出现尘土颗粒的概率北方高于南方。设计尘土测试实验时，应根据实验目的的不同，选用不同的人工尘土。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1电接触背景介绍

1.2课题背景

1.3已有相关研究

1.4本课题研究内容

1.5课题意义

第二章相关设备介绍

2.1扫描电子显微镜

2.2 X射线能谱仪介绍

2.3精密再定位接触电阻测试仪

2.4三维形貌分析仪

第三章自然失效手机内部尘土特性

3.1样品信息

3.2研究方法

3.2.1分析尘土形貌、给出手机内部尘土分布梯度

3.2.2选定区域内尘土尺寸分布特性

3.3尘土特性

3.3.1尘土分布梯度

3.3.2选定区域内的尘土尺寸分布特性

3.3.3尘土形貌分析

3.3.4尘土成分分析

3.4生产过程中进入手机界面的尘土特性研究

3.4.1试验方法

3.4.2尘土密度

3.4.3颗粒尺寸

3.4.4颗粒成分及形貌

3.4.5对比分析

3.5本章小结

第四章振动尘土加速实验后手机内部尘土特性

4.1振动尘土加速实验

4.2研究方法

4.3尘土特性

4.3.1尘土成分分析

4.3.2尘土分布特性

4.3.3尘土尺寸分布特性

4.4振动加速尘土实验后手机内部尘土特性与自然失效手机内部尘土特性的比较

4.5关于振动加速尘土试验的建议

4.6本章小结

第五章触点界面尘土特性研究

5.1样品信息

5.1.1样品类型

5.1.2样品选取

5.2失效触点界面尘土腐蚀特性研究

5.2.1腐蚀物形貌及成分

5.2.2扬声器腐蚀物电阻测试

5.3失效触点界面尘土特性研究

5.3.1分析方法

5.3.2失效触点界面尘土污染成分及形貌分析

5.3.3失效触点表面尘土特征

5.3.4尘土统计特征

5.4手机内部及触点界面尘土特性对比

5.4.1尘土成分对比

5.4.3尘土分布状态对比

第六章总结

6.1课题总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的论文