本文關(guān)鍵詞：熱替換條件下電連接器電熱耦合失效機理研究

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【摘要】：在當(dāng)今電子設(shè)備中,電連接器是電信號傳輸?shù)年P(guān)鍵元器件。隨著信息時代的來臨,電連接器的可靠性要求也越來越高,因此有必要對降低可靠性的電連接器失效現(xiàn)象進行深入研究。本文以USB3.0電連接器為對象,分析了在使用過程中的電熱耦合效應(yīng)和接觸失效機理,以便于進一步提高電連接器的可靠性。本文的主要內(nèi)容包括:首先是分析多物理場耦合現(xiàn)象,基于電熱耦合機理,采用有限元方法建立電場激勵模型和熱場傳熱模型,進行非線性耦合得到相對準(zhǔn)確的電熱耦合數(shù)學(xué)模型,描述電磁場對溫度場的瞬態(tài)和穩(wěn)態(tài)影響。采用電接觸基本原理,對于電連接器的接觸失效機理進行分析,依據(jù)電熱耦合規(guī)律分析電接觸失效過程中由于接觸電阻變化帶來的溫升結(jié)果。在電連接器電熱耦合效應(yīng)的基礎(chǔ)上,分析其溫度變化導(dǎo)致焊點部位發(fā)生熱疲勞失效機理。依據(jù)電連接器的測試試驗標(biāo)準(zhǔn),設(shè)計壽命加速模擬試驗,依照焊點的熱疲勞失效過程,通過四電極法測試焊點材料的電導(dǎo)率變化。根據(jù)電接觸學(xué)原理和焊點失效機理,建立焊點部位的電阻數(shù)學(xué)模型。建立USB3.0三維結(jié)構(gòu)模型,建立基于Newton-Raphson method的熱電迭代算法,采用仿真軟件模擬電連接器的溫度和電損耗分布情況,通過改變激勵電流的大小分析電流對溫度場和電損耗的影響,記錄電連接器溫度隨時間的瞬態(tài)變化分析電連接器的熱替換周期。對于電連接器焊點疲勞失效過程中焊點組織的材料屬性和接觸面積變化,分別對其單獨仿真分析。通過對比失效過程中電連接器溫度和電損耗變化,研究焊點材料屬性變化和接觸面積變化對電連接器的影響,分析接觸失效過程中的電阻的變化。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM503.5

【參考文獻】

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1 張菊華;國外電連接器可靠性試驗情況介紹[J];機電元件;1988年01期

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本文編號：1228833