热替换条件下电连接器电热耦合失效机理研究

发布时间：2017-11-26 06:15

  本文关键词：热替换条件下电连接器电热耦合失效机理研究

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【摘要】：在当今电子设备中,电连接器是电信号传输的关键元器件。随着信息时代的来临,电连接器的可靠性要求也越来越高,因此有必要对降低可靠性的电连接器失效现象进行深入研究。本文以USB3.0电连接器为对象,分析了在使用过程中的电热耦合效应和接触失效机理,以便于进一步提高电连接器的可靠性。本文的主要内容包括:首先是分析多物理场耦合现象,基于电热耦合机理,采用有限元方法建立电场激励模型和热场传热模型,进行非线性耦合得到相对准确的电热耦合数学模型,描述电磁场对温度场的瞬态和稳态影响。采用电接触基本原理,对于电连接器的接触失效机理进行分析,依据电热耦合规律分析电接触失效过程中由于接触电阻变化带来的温升结果。在电连接器电热耦合效应的基础上,分析其温度变化导致焊点部位发生热疲劳失效机理。依据电连接器的测试试验标准,设计寿命加速模拟试验,依照焊点的热疲劳失效过程,通过四电极法测试焊点材料的电导率变化。根据电接触学原理和焊点失效机理,建立焊点部位的电阻数学模型。建立USB3.0三维结构模型,建立基于Newton-Raphson method的热电迭代算法,采用仿真软件模拟电连接器的温度和电损耗分布情况,通过改变激励电流的大小分析电流对温度场和电损耗的影响,记录电连接器温度随时间的瞬态变化分析电连接器的热替换周期。对于电连接器焊点疲劳失效过程中焊点组织的材料属性和接触面积变化,分别对其单独仿真分析。通过对比失效过程中电连接器温度和电损耗变化,研究焊点材料属性变化和接触面积变化对电连接器的影响,分析接触失效过程中的电阻的变化。
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM503.5

【参考文献】

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1 张菊华;国外电连接器可靠性试验情况介绍[J];机电元件;1988年01期

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本文编号：1228833