定義Micro-USB連接器掉落的信賴度

Micro-USB reliability insertion test前面工作熊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,工作熊覺得應該也會有其他朋友需要這樣的資訊,所以就獻醜一下,在這裡大概介紹一下工作熊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,於是我們就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,再以同樣的角度拔出,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根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pin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:
電路板油污客訴調查結果
零件掉落與鍍金厚度的關係
Micro-USB連接器的止檔防暴插設計有助提升插拔信賴度
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。

高压端子和24V端子塌陷问题怎么解决?有哪些方案?是是使用自攻螺丝吗?怎么选型?怎么测试验证可靠性?有啥风险点?

KSJ,
不是很了解你的高壓端子塌陷是什麼現象,所以無法給予建議。而且你對於塌陷的描述也不夠清楚,是在什麼情況下塌陷?使用多久後塌陷?這些都會影響。

高压端子和24V端子,就是菲尼克斯或者高松那个绿色的端子。它固定通过焊锡固定在PCB 上,两边有法兰固定。通过自攻螺丝锁在PCB板上。
端子在外力的作用下,下沉至壳体内部

KSJ,
個人沒有摸過大電的產品,所以對你的產品描述有些概念,但仍然不是很清楚。
看你問題的描述,應該比較偏設計問題,建議你要找連接器的廠商討論相關問題及解決方案。
如果你的連接器是自己設計的,最好可以找到相關的廠商討論相關事宜,或是去參考別人是如何設計的。

IDC板端连接器开裂怎么解决呀?有啥好的方案吗?

KSJ,
可以的話送個不良圖片過來看看,光看你描述,無法判斷。可以在電腦網頁版部落格的上方按郵件icon,或是手幾版部落格下方按郵件icon。


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