定義Micro-USB連接器掉落的信賴度

Micro-USB reliability insertion test前面已經有兩篇文章來說明Micro-USB連接器掉落及焊錫破裂以及Micro-USB連接器掉落的解決對策為了要評估Micro-USB連接器改善前與改善後的效果,我們自己定義了一些關於連接器掉落的信賴度測試方法。

後來看到別的公司及連接器廠商也有類似的方法,只是定義上稍有不同,我想應該也會有其他的朋友需要這樣的資訊,所以就獻醜一下,在這裡大概介紹我所知道的這些關於連接器掉落的信賴度的測試方法。

其他還有一些關於連接器的焊錫性、鹽霧試驗、插拔力測試、耐壓測試、接觸電阻、高低溫濕度循環、冷熱衝擊…等較常見的測試方法就不在這裡贅述。

基本上我們認為原來協會規定的單純10k次的機械式插拔測試無法滿足我們的需求,因為我們的客戶不太可能乖乖且小心翼翼的插拔我們產品的Micro-USB排線,於是我們設計了幾個比較另類的測試方法來驗證我們的產品:







1. 側向力測試(Side Force Test)

Micro-USB connector 側向力測試(Side Force Test)
將排線插入Micro-USB連接器後,使用推力計(push/pull gage)施力於USB排線距離連接器出口固定的位置(10mm或15mm),依順時針或逆時針每次施加固定力(建議3kg~5kg)於排線的四個平面,每面約為一秒鐘,四個平面依序全部做完為一個循環,如此重複直到連接器失效為止(無法通訊或失去電源),計算連接器可以承受多少個循環,或達到幾個循環後仍然可以工作(至少100個循環)。測試時應考慮連接器是否需要額外加上機構輔助補強連接器強度。

這個目的在測試連接器焊接並固定在電路板上的強度。

2 落珠試驗(Ball Test)

Micro-USB connector 落珠試驗(Ball Test)

將排線插入Micro-USB連接器後,使用一定重量的鋼珠(建議150~170g)從一定高度(建議50~70mm)自由落下於排線距離連接器出口固定的位置(10mm或15mm)上,鋼珠依順時針或逆時針每次掉落於排線的四個平面,四個平面依序全部做完為一個循環,如此重複直到連接器失效為止(無法通訊或失去電源),計算連接器可以承受多少個循環,或達到幾個循環後仍然可以工作(至少10個循環)。測試時應考慮連接器是否需要額外加上機構輔助補強連接器強度。

這個目的在測試連接器排線突然受到外力撞擊時的承受能力。原則上由鋼珠的高度及重量就可以算出其因為重力加速度撞擊在排線上的力量及速度多寡。(F=m×a,好像有點還給老師了!慘)

3. 斜插測試(Skew Insertion)

Micro-USB connector 斜插測試(Skew Insertion)

假設將排線與Micro-USB連接器的角度設定成X及Y軸方向,先將排線與連接器之間設定成水平的(X+)固定角度(3~5°),然後將排線以最大不超過35(Newton)的力量插入連接器,在以同樣的角度拔出,然後再將排線與連接器之間設定成水平的(X-)固定角度(3~5°),同樣做插入與拔出的動作,接著設定(Y+)及(Y-)的角度,依序(X+)(X-)(Y+)(Y-)完成為一個循環,如此重複直到連接器失效為止(無法通訊或失去電源),計算連接器可以承受多少個循環,或達到幾個循環後仍然可以工作(至少100個循環)。測試時應考慮連接器是否需要額外加上機構輔助補強連接器強度。

這個測試的重點著重在連接器的五隻功能焊腳的焊錫強度,因為這個測試有可彎曲連接器內部的舌片,並進一步搖動功能焊腳。不過這個測試可能需要特別設計治具才好完成。


延伸閱讀:
零件掉落與鍍金厚度的關係
電路板油污客訴調查結果
掀蓋式連接器的活動片設計注意事項(right angle connector)




訪客留言內容(Comments)

謝謝您的分享

測試應該是偏向於零件廠商的測試方式,
我們以前測connector的方式有些不同,我們不會空板測,我們都是組成實機去測試的,因為機殼上會做強化機構,我們以前是插拔10萬次(驗證)
另外以前我們的手機按鍵是按一百萬次。

Paul;
我印象中手機按鍵的壽命有些應該高達兩百萬次耶!
現在大都採用 metal dome 的按鍵,兩百萬次也應該都沒問題才對。

請問??Micro USB的測試是依據哪個標準???
ASTM? ISO? IEC? or others??

Windchang;
這個標準是自己訂的,用來比較兩種連接器的實際使用效果。


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