USB3.1 type C失效機理（lǐ）分析

      JCE多年來（lái）專（zhuān）注於電連接器（qì）的可靠性分析研（yán）究，獲得豐碩成果，總結USB插接件在使用過程中存在著複雜的機械與電氣（qì）雙重特性（xìng），其常見失效模式和失效機理如下：

1) 多餘物

     電連接（jiē）器內部存在（zài）的多餘物，會造成信號隨機失（shī）效。產生的原因主要有（yǒu）：

a.設計選材和結構（gòu）不合理，由於插頭插（chā）座選用硬度相差懸殊（shū）的異種材料，加上結構形式先天不足，構（gòu）成了產生多餘物的隱患。

b.極層結合力差，起泡掉皮電鍍前對殼體表麵（miàn）的（de）預處（chù）理不良，鍍銅後（hòu）停留時間過長表麵氧化或鍍液成分不正常等，都會導致膜互換性檢查時稍經裝拆就極易剝離，特別是裝配連接部位。

c.加工（gōng）精度及（jí）尺寸一致性差互換性（xìng）檢查時發現裝配（pèi）連接部位有（yǒu）殘留的加工毛刺或公差配合尺寸過緊，將（jiāng）過盈金屬切削下來而產生（shēng）多餘物。

2) 接觸不良

     接觸不良會造成接觸電阻大、導通不良，這也是電連接（jiē）器的一個致命缺陷。從微（wēi）觀角度分（fèn）析，任何光滑的表麵（miàn）都是凹凸不平的（de）。因（yīn）此，兩個接點接觸時，不可能是整個接觸（chù）麵接觸，而是有限點的接觸。顯然，實際接觸麵小於視（shì）在接觸麵，其差異決定於表麵光滑程度和接觸壓力的大小。實際接觸麵分為兩部分：一是金屬與金屬的直接接觸，二是（shì）通過界麵氧化而形成氧化膜，有機氣體吸附膜或塵埃等所形（xíng）成的沉積膜而相互（hù）接觸（chù）。因此，造成接觸（chù）電阻大（dà），導通不良的原因主要有：

 a.集中電阻大

     集中電阻是（shì）指（zhǐ）電流（liú）通過接觸（chù）麵時，由於接觸麵縮小而導致電流線收縮所顯示的電阻。它是由接觸壓力或熱作（zuò）用（yòng）破壞界麵膜而形成金屬與（yǔ）金屬直接接觸所構成的電阻。其大小（xiǎo）與材料本身的特性、生產（chǎn）工藝（如粗糙度、電鍍質量和熱處（chù）理後的性能（néng）等）和接觸壓力等有關。

當接觸壓力增大後，一方麵由於接觸觸（chù）點的數量（liàng）和麵積逐漸增加，另一方麵當接（jiē）觸麵的壓力超過材料屈服極限時，接觸（chù）觸點將從彈性形變過渡到塑性形變。因此，集中電阻將減小，最（zuì）後趨（qū）於穩定（dìng）。而插（chā）孔過大或接觸簧片應力（lì）鬆弛都（dōu）將使接觸壓力減小，集中電阻增大。

為保證接觸可（kě）靠和（hé）有一定的接觸壓力，電連接器（qì）裝配前對插孔、插針都要進行的插撥力（lì）（分離（lí）力）檢查。裝配成（chéng）成品後也應按（àn）技術條（tiáo）件進行單孔和（hé）總的插拔力檢查。

 b.膜層電阻（zǔ）大

     膜層電阻是指由於周圍環（huán）境條件及有害氣體的影響，造（zào）成接觸表麵形成膜層而構成的電阻。當電連（lián）接器插孔插針采用鍍銀時，加電壓通斷試驗後發現碳、硫、鋅、氧（yǎng）等（děng）有（yǒu）害元（yuán）素會在（zài）接觸表（biǎo）麵大（dà）量出現。在表麵生成使接觸（chù）電阻不穩定的氧化膜。氧化膜的生長與溫度、濕度有很大的（de）關係。溫度（dù）越高、濕（shī）度越大，生長速（sù）度就越快，這是膜層電阻的主要（yào）來源（yuán）之一。膜層電阻的另一（yī）來源是塵埃、鬆（sōng）香、油汙等在接觸表麵上機械附著、沉（chén）積，形成了（le）較鬆散的表膜。由於這些帶有微粒的物質（zhì）極易嵌藏在接觸表麵的微（wēi）觀凹坑處，所以使有效（xiào）的接觸麵積縮小，接觸電阻增大，且極不穩定。

3) 絕（jué）緣不良（漏電、絕緣電阻低、擊穿）

     連（lián）接器表麵有受潮的塵埃、焊劑等汙（wū）染物，有機材料（liào）析（xī）出物及有害氣體吸附膜與表麵水膜（mó）溶合形成離子性導電通道（dào）。

4) 彈性元件斷裂

     由於材質不良或熱處理質量控製不當（dāng），造成作為電連接器鎖緊裝置的彈簧、壓簧等彈性元件脆斷、疲勞損壞等事故。電連接器製作完成後，其失效（xiào）模（mó）式和失效機理已固（gù）定。隻（zhī）有（yǒu）在可靠性設計基礎上，保證生產線上嚴格采取可靠性技術措施，如生產工藝的（de）嚴格控製、生（shēng）產環（huán）境條件的控製、各工（gōng）序過（guò）程中的檢測等，才能保證電（diàn）連接器的可靠性和（hé）穩定性。