不同材料接触对的微动特性与环境特性研究

发布时间：2020-11-07 11:26

　　 微动和环境是电连接器在贮存和使用中对其可靠性影响最大的两个因素。本文以不同基底材料的接触对为研究对象研究其微动性能与环境特性。基于微动接触电阻测试系统,探究了接触压力、环境温度、基底材料、材料厚度等因素作用下接触对的微动接触电阻变化规律和微动磨损特性。对微动后的接触对分别进行了加速温湿实验和盐雾腐蚀实验,并通过测试加速环境实验前后微动区域静态接触电阻的变化值来评估接触对的环境特性。本文以不同材料接触对连接器为研究对象,设计了7种不同材料接触对的微动实验,分别为:镀Au(铍铜)-镀Ni(Cu)、镀Au(铍铜)-镀Ag(Cu)、镀Au(铍铜)-镀Sn(Cu)、镀Ag(铍铜)-镀Ni(Cu)、镀Ag(铍铜)-镀Sn(Cu)、镀Ag(铍铜)-镀Au(pcb)、镀Sn(铍铜)-镀Au(pcb)。发现随着接触压力的增加,接触对的微动性能变优。这种影响规律和镀层材料、环境温度无关。并不是表面镀层厚度越厚,接触对的微动性能就越优。中等厚度获得优良微动性能的概率低于薄镀层厚度和厚镀层厚度。高温时接触对的微动性能优于室温时。当接触压力为50克时,按优接触性能百分比高低的排序是(厚厚度、高温)(薄厚度、高温))(中厚度、高温)(中厚度、室温)。当接触压力为100克时,按优接触性能百分比高低的排序是(厚厚度、高温)(薄厚度、高温)=(中厚度、室温)(中厚度、高温)。所有接触对在一定条件下均能获得最优的微动接触性能,接触电阻值在19 mQ-34mΩ之间,接触对材料的影响不大。接触对组合在一定条件下也均能获得最差的微动接触性能,接触电阻值分为500mQ,100 mΩ-500 mΩ两种。在对5组正交试验的结果分析中可以发现:在温度、镀层厚度、压力三个微动性能的主要影响因素中,对微动性能影响最大的是压力。随着接触压力的增加,接触对的微动性能变优。影响因素的影响规律与全面微动实验的实验结果大致相同。与金镀层相比,银镀层的微动敏感性要弱。7种接触对经多种微动条件下的微动实验后,分别进行了温湿环境贮存和盐雾环境贮存实验,实验后测试微动区域的静态接触电阻,结果是经湿热、盐雾环境贮存后接触电阻比贮存前有增加,不同材料增加比例不同。
【学位单位】：北京邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：TM503.5
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 微动国内外研究现状
        1.2.1 微动的影响因素
        1.2.2 微动机理
        1.2.3 微动判定的依据
        1.2.4 微动研究现状
    1.3 环境因素国内外研究现状
        1.3.1 环境因素影响机理
        1.3.2 环境的影响因素
        1.3.3 环境影响判定的依据
        1.3.4 耐环境特性国内外研究现状
    1.4 论文研究内容及意义
        1.4.1 论文的主要研究内容
        1.4.2 论文意义
    1.5 论文组织结构
第二章 论文实验方案与原理
    2.1 实验方案
        2.1.1 微动试验方案
        2.1.2 环境试验方案
    2.2. 接触电阻测量原理
        2.2.1 测量原理
        2.2.2 测量步骤
    2.3 接触表面形貌测量原理
        2.3.1 光学显微镜
        2.3.2 三维形貌仪
    2.4 数据处理
        2.4.1 微动数据处理
        2.4.2 环境试验处理
        2.4.3 正交实验方法
    2.5 本章小结
第三章 不同材料接触对的微动特性研究
    3.1 相同触头不同样片表面镀层材料微动特性对比
        3.1.1 Au （BeCu） -不同样片
        3.1.2 Ag （BeCu） -不同样片
    3.2 相同样片不同触头镀层材料微动特性对比
        3.2.1 Sn4 （BeCu） -Au （pcb）样片组合7
        3.2.2 Ag （BeCu） -Au （pcb）样片组合6
        3.2.3 相同样片（Au/pcb）与两种触头微动特性对比
    3.3 微动影响因素的作用
        3.3.1 接触压力
        3.3.2 环境温度
        3.3.3 微动周期数
        3.3.4 接触对材料
    3.4 本章小结
第四章 不同材料接触对的耐环境特性研究
    4.1 不同材料接触对的耐温湿环境特性
        4.1.1 相同触头不同样片表面镀层材料接触对
        4.1.2 相同样片不同触头镀层材料接触对
        4.1.3 温湿环境对接触对电阻特性的影响
    4.2 不同材料接触对的耐盐雾腐蚀特性
        4.2.1 相同触头不同的样片表面镀层材料耐盐雾腐蚀特性对比
        4.2.2 相同样片不同触头镀层材料耐盐雾腐蚀特性对比
        4.2.3 盐雾环境对接触对微动电阻特性的影响
    4.3 本章小结
第五章 正交实验分析
    5.1 正交实验方案设计
    5.2 正交实验结果分析
        5.2.1 组合1:Au（BeCu）-Ni（Cu）
        5.2.2 组合2:Au（BeCu）-Ag（Cu）
        5.2.3 组合3:Au（BeCu）-Sn（Cu）
        5.2.4 组合4:Ag（BeCu）-Ni（Cu）
        5.2.5 组合5:Ag（BeCu）-Sn（Cu）
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
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本文编号：2873879