1、案例背景
本案例中的失效品連接器是經(jīng)絕緣檢測合格后予以出廠并交付客戶使用（檢測合格標(biāo)準(zhǔn)為:對連接器外金屬套殼與內(nèi)金屬觸條施加1000V DC電壓，兩者間的絕緣阻值大于500 MΩ為合格品），然而產(chǎn)品經(jīng)使用約兩周時間后，連接器出現(xiàn)絕緣阻值大幅下降的失效現(xiàn)象，而正常品連接器經(jīng)檢測合格后未曾使用；據(jù)悉，該連接器是電動汽車動力輸出系統(tǒng)的零部件，正常使用時流經(jīng)電流較大，所處環(huán)境溫度較高。
2、分析方法簡述
首先對失效品和正常品進行高溫試驗，對高溫下及冷卻后的樣品分別進行絕緣測試，結(jié)果顯示：失效品連接器中含有一定量的水分，同時水的存在及高溫均會使連接器的絕緣阻值降低。接著對失效品連接器進行拆裝試驗，發(fā)現(xiàn)連接器內(nèi)部絕緣組件上殘留有淺藍色的腐蝕物及附著有一層光亮的金屬膜，對拆除封裝膠前后失效連接器進行絕緣阻值測試，結(jié)果顯示拆裝后失效連接器的絕緣阻值變?yōu)楹细�，而封裝膠的經(jīng)檢測其絕緣阻值正常。對絕緣組件上的淺藍色腐蝕物和光亮銀膜進行SEM&EDS測試，結(jié)果表明淺藍色腐蝕物含有大量的鋅（Zn）、銅（Cu）、氯（Cl）, 殘留在紅膠上的光亮金屬膜含有的主要元素為銀（Ag）, SEM結(jié)果顯示金屬膜的微觀形貌呈樹枝狀，這是典型的金屬銀遷移表現(xiàn)，銀遷移膜和金屬腐蝕物殘留在絕緣組件上在外金屬套殼與內(nèi)金屬觸條構(gòu)件間形成斷斷續(xù)續(xù)的導(dǎo)電通路，從而導(dǎo)致連接器內(nèi)外絕緣阻值下降，拆除封裝膠的過程中破壞了已形成的導(dǎo)電通路，因此連接器阻值恢復(fù)正常。對連接器的所有金屬構(gòu)件進行EDS測試，結(jié)果表明與內(nèi)金屬觸條一體的金屬構(gòu)件為表面鍍銀的銅鋅合金，其他金屬構(gòu)件均無銅鋅銀成分，因此淺藍色腐蝕物及銀遷移膜均來自與內(nèi)金屬觸條一體的金屬構(gòu)件，對所有的絕緣組件進行紅外分析，結(jié)果顯示絕緣組件分別有聚酯、硅膠、聚氯乙烯（封裝膠），分別對失效品封裝膠和正常品封裝膠進行離子色譜分析，結(jié)果顯示失效品封裝膠中氯離子的含量是正常品的1.8倍，而潮濕環(huán)境下氯離子的存在將會大大促進金屬構(gòu)件的腐蝕和離子導(dǎo)電通路的形成，因此連接器絕緣失效的原因是在高溫潮濕通電的使用環(huán)境條件下，與內(nèi)金屬觸條一體的金屬構(gòu)件在氯離子的促進作用下發(fā)生了主體材質(zhì)的腐蝕和鍍銀層遷移，這兩種效應(yīng)的產(chǎn)物附著在絕緣組件表面形成導(dǎo)電通路，從而使外金屬套殼與內(nèi)金屬觸條之間絕緣阻值降低，導(dǎo)致連接器絕緣失效。
3、結(jié)果與討論
通電、高溫、潮濕、氯離子存在的條件下，連接器內(nèi)部金屬構(gòu)件發(fā)生了表面鍍銀層的電遷移和主體材料的腐蝕，產(chǎn)物在電場的作用下附著在絕緣組件上并將外金屬套殼和與內(nèi)金屬觸條一體的金屬構(gòu)件連接，從而導(dǎo)致連接器絕緣阻值大幅降低失效。
4、建議
本案例中的連接器應(yīng)用在電動汽車的動力系統(tǒng)上，而汽車在行駛過程中往往受到各種自然環(huán)境條件的直接影響，戶外的風(fēng)吹日曬雨淋加之本身通大電流發(fā)熱較大，如此嚴(yán)酷的使用條件對連接器材料的可靠性會有更高的要求，本案例中連接器采用軟質(zhì)聚氯乙烯作為封裝膠，對連接器內(nèi)部金屬構(gòu)件起保護和絕緣作用，但軟質(zhì)聚氯乙烯是一種玻璃化轉(zhuǎn)變溫度較低、高溫易降解的塑膠，高溫環(huán)境下使用時，聚氯乙烯從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變成為高彈態(tài)，使得封裝膠變得松軟，此時環(huán)境中的水汽就容易進入連接器內(nèi)部，而降解產(chǎn)生的氯化氫會在水中電離出氯離子和氫離子，那么金屬構(gòu)件的腐蝕和離子導(dǎo)電的形成便很容易發(fā)生。因此，對應(yīng)用在連接器上材料的選擇要根據(jù)產(chǎn)品的使用環(huán)境進行合理的選擇和配合，以提高產(chǎn)品的可靠性。上海寶倉電子有限公司成立于2003年，是一家集精密五金，塑膠模具設(shè)計開發(fā)，五金沖壓，注塑成型，產(chǎn)品自動化組裝和銷售服務(wù)為一體的多元化電子連接器專業(yè)制造廠。
