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【环球快播报】关于ESD静电浪涌测试在连接器端子失效分析中的应用启示

来源:哔哩哔哩 发布时间:2023-06-17 23:37:18 分享至:

信号板HDMI连接器接地pin脚出现烧毁不良 图源:华南检测中心

本文案例,从信号板HDMI连接器接地pin脚出现烧毁不良现象展开,通过第三方实验室提供失效分析报告,可以聚焦失效可能原因,比如,可能输入电流过大、电流负载过大、遭遇雷击影响,建议产品进行整机开机时进行模拟雷击浪涌测试、on-board短路测试模拟电流负载,或者从材料优化着手,增加Mylar绝缘片,在连接器端子附近保护钢片表面特定位置进行绝缘处理,预防保护钢片短路。


(资料图)

连接器端子失效现象描述

信号板HDMI连接器接地第17pin(后续简称17pin)功能不良,初步观察发现该17 Pin已经烧掉,17 Pin弯曲处特别是上保护钢片附近位置有烧坏,并有明显凹坑,但临近18 Pin完好,排除17 Pin、18 Pin短路可能性。

HDMI连接器端子失效现象3D显微观察 图源:华南检测中心

连接器端子失效分析流程

围绕不良现象进行分析可能原因,分别从连接器设计、ESD静电释放影响、高压击穿试验、金属短路等角度进行验证试验分析,主要流程如下:

1,连接器设计排查:先针对连接器端子间pitch设计符合性符合性进行排查,确认端子间PIN设计是否相符,对连接器奇数Pin与保护钢间距进行尺寸测量,帮助确认间距设计符合性。

连接器端子间pitch间距尺寸测量 图源:华南检测中心

2,ESD静电排查,主要评估ESD静电释放对连接器端子烧坏的可能影响,借助ESD测试库存良品,参考HDMI 1.3版测试标准,并未发现击穿现象。

3,过电流测试,先将HDMI 连接器17pin与18pin短接,再在另外两端设定电压5V,调节电流从0.5A到3A再加到5A,持续一段时间,观察HDMI 连接器pin并未出现烧坏状况,只是外壳发热、连接器端子表面也发热。接下来,进行on-board 短路测试模拟负载状况,通过仿真信号接受端Sink Source,如果前面输入端Source Device输入电流过大,超过0.5A,确认会不会烧坏端子。

4,金属短路:借助3D显微镜观察,发现HDMI连接器开口,即插cable端口位置17pin表面存在烧坏残留物质,结合3D X-Ray扫描检测分析,发现17pin塑料孔内无端子,插cable端口位置残留物为端子本身烧坏残留物。

HDMI连接器端子失效位置X Ray扫描检测 图源:华南检测中心

连接器端子失效分析结论和建议

结合上述试验分析数据,针对HDMI连接器烧坏原因,可以确认结论如下:首先为输入电流过大,可能性最大来自客户输入端Device,该Device提供电流过大导致烧坏,引发客户端Cable端子异常有短路现象;其次,可能原因为遭到雷击,建议使用整机进行浪涌测试,就是模拟在打雷的情形下进行正常开机工作,或者负载过大,建议进行on-board 短路测试,仿真信号接受端Sink Source,如果前面输入端Source Device的输入电流过大超过某个设定值,确认会不会烧坏端子;最后,建议优化材料设计,比如增加Mylar绝缘片,在连接器端子附近保护钢片表面特定位置进行绝缘处理,预防保护钢片短路等等。

总而言之,关于连接器失效现象种类各异,进行原因机理失效分析所展开实验室流程,也会各有不同。本文从信号板HDMI连接器端子烧毁失效现象入手,分享来自第三方实验室分析案例,希望能抛砖引玉,与文共勉。

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