CN102323282A - 一种汽车电子中接触端子的失效分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种汽车电子中接触端子的失效分析方法，包括以下步骤：A、使用扫描电子显微镜对接触端子样品进行表面观察；B、使用X射线特征粒子能量谱仪分析接触端子样品表面元素；C、使用X射线光电子能谱进行接触端子样品表面化合物官能团分析；D、制作接触端子样品为金相切片样品；E、使用扫描电子显微镜和X射线特征粒子能量谱仪对制作好的金相切片样品进行观察分析；F、综合分析以上步骤得出的结论，总结出接触端子样品失效的具体原因。本发明方法可快速判断出接触端子的质量好坏以及失效的接触端子的失效原因，可以有效规范汽车电子业界的技术人员进行关于接触端子质量分析的方法，同时也节省大量的分析成本。

Description

一种汽车电子中接触端子的失效分析方法

技术领域

本发明涉及一种汽车电子中接触端子的失效分析方法，特别涉及一种通过对传感器表面镀层进行分析从而得出失效原因的分析方法。

背景技术

汽车电子是车体汽车电子控制装置和车载汽车电子控制装置的总称。汽车电子大致可分为：信息系统、行驶系控制系统、传动系控制系统、车身控制系统和安全控制系统等。汽车电子最重要的作用是提高汽车的安全性、舒适性、经济型和娱乐性。用传感器、微处理器、执行器、数十个甚至上百个电子元器件及其零部件组成的电控系统。其中传感器作为一种灵敏器件广泛应用于汽车电子中的各个重要部件。

譬如说传感器中的线束插件接触端子是传感器的核心部件，接触端子一般是内部是以某种金属材质作为基材，如铜，而在基材上会镀上导电性较好的镀层，如银、金。这主要是因为导电性好的材料金、银等比较昂贵，端子一般不会全部使用纯金端子或纯银端子，而是以较廉价的铜作为基材，将导电性好的镀层镀在基材上。当然，由于金和银直接镀在铜的基材上，一般结合情况较差，不能很好的形成金属间化合物，所以一般会选取一种中间材质如镍，中间材质既可以与基材形成金属间化合物，形成好的结合，又可以与金或银形成金属间化合物，形成好的结合，所以如金-镍-铜或者银-镍-铜的结构被业界普遍采用。

对于接触端子，最基本的特性便是导电性能的好坏，比如传感器接触端子在一定条件下要求导通、在一定条件下要求断开，特别是前者，如果在导电性上存在问题将直接影响传感器的性能。目前，由于经济利益驱使，一些汽车电子的生产商在接触端子的制造过程中的偷工减料、以次充好的情况时有发生。因此，如何及时有效地判断接触端子的质量好坏以及如何对失效的接触端子进行失效分析的问题，成为该技术领域亟待解决的问题。

发明内容

为解决如何检测分析接触端子的质量好坏以及如何对失效接触端子进行失效分析的问题，本发明提供以下技术方案：

一种汽车电子中接触端子的失效分析方法，包括以下步骤：

A、使用扫描电子显微镜对接触端子样品进行表面观察，查看表面镀层是否均一、完整以及是否有间隙和微裂纹；

B、使用X射线特征粒子能量谱仪分析接触端子样品表面元素，查看是否有影响导电性的元素化合物；

C、使用X射线光电子能谱进行接触端子样品表面化合物官能团分析，探测表面异常化合物组成形式；

D、制作接触端子样品为金相切片样品；

E、使用扫描电子显微镜和X射线特征粒子能量谱仪对制作好的金相切片样品进行观察分析；

F、综合分析以上步骤得出的结论，总结出接触端子样品失效的具体原因。

本发明有如下优点：本发明方法可快速判断出接触端子的质量好坏以及失效的接触端子的失效原因，可以有效规范汽车电子业界的技术人员进行关于接触端子质量分析的方法，同时也节省大量的分析成本。

具体实施方式

下面对该工艺实施例作详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围作出更为清楚明确的界定。

本实施例是一个针对某种探测雨刮器清洗剂液位的传感器端子其感应功能失效的失效分析案例，通过该方案很快地判断出该种失效实际上是端子的生产商为了节省成本，没有按技术规格书的要求先在铜基材上生长中间层——镍层，再镀银层，而是将银直接镀在了铜基材上，从而造成了后续的传感器端子导电性急剧下降，使得两个端子不论是同时浸泡在能导电的雨刮器清洗剂中还是其中一个离开清洗剂，都不能导通，一直处于触发报警机制的状态。

清洗剂探测器传感器端子，正常情况下浸润端两个端子都浸入导电的清洗剂液体时，端子间导通，探测器不报警，一旦浸润端中一个端子离开液体，端子间断开，触发报警机制，探测器报警；异常情况为不论浸润端两个端子都浸入液体还是浸润端一个端子离开液体，探测器都认为端子间没有导通，从而报警。电性上具体表现为异常品传感器浸润端端子的电阻率高于正常品浸润端端子的电阻率，使得异常品传感器在即使两个端子都浸入液体后，电阻高于正常品浸润端端子的电阻，电性无法达到消除报警的导电性导通的要求，仍然报警。

对该失效的传感器端子样品进行分析，详细步骤如下：

A、使用扫描电子显微镜对传感器端子样品进行表面观察，查看表面镀层是否均一、完整以及是否有间隙和微裂纹，经扫描电子显微镜观察，该传感器端子样品表面银镀层的膜质不致密，存在大量的空隙；

B、使用X射线特征粒子能量谱仪分析传感器端子样品表面元素，查看是否有影响导电性的元素化合物，经查看发现，该传感器端子样品表面除了多数比例为银之外，几乎没有应该打出的中间层——镍层，而基材的铜/锌经过一段时间被探测出，同时发现异常成分硫；

C、使用X射线光电子能谱进行传感器端子样品表面化合物官能团分析，探测表面异常化合物组成形式，通过化学结合能的对比，发现该传感器端子样品表层硫元素的结合能在硫化银结合能的位置，因此表面打出的硫判定为硫化银中的硫，存在高阻硫化银化合物；

由于异常的硫化银腐蚀化合物的存在，本实施例使用紫外可见分光光度仪分析了清洗剂，确认了硫化银中的硫离子来源于清洗剂；

D、制作传感器端子样品为金相切片样品；

E、使用扫描电子显微镜和X射线特征粒子能量谱仪对制作好的金相切片样品进行观察，发现该传感器端子样品的浸润端没有生长镍层；

F、通过分析发现，该传感器端子样品与优良品传感器端子对比有以下3点区别：

1、优良品的传感器端子银镀层和镍层完整，而该传感器端子样品缺失该镍层；

2、优良品的传感器端子银镀层表面膜质致密，而该传感器端子样品银镀层表面膜质疏松，多空隙；

3、优良品的传感器端子银镀层表面无腐蚀污染，呈白色，而该传感器端子样品银镀层表面有异常化学物质硫化银，呈黑褐色；而其中能引起电阻率升高的原因有2大点：

1：优良品的传感器端子具有致密的银镀层导电性即输送电子的性能肯定优于该传感器端子样品的空隙较多，膜质疏松的银镀层，所以空隙的疏松结构使得不良品的电阻率升高。

2：该传感器端子样品表层的硫化银层对电阻率的影响，由于硫化银的导电性比纯银差(硫化银导电性仅为纯银的20％)，会导致镀件连接接触面电阻增大，及电阻率的增大。

为此，总结得出优良品传感器端子和不良品传感器端子的导电机理：

优良品导电能力强的机理：

优良品银镀层电镀在镍上，结合膜质形貌致密，晶界无空隙，不易被液体中的硫离子电解腐蚀成硫化银，导电能力强，电阻率低(膜质致密，无硫化银)。

不良品导电能力差，电阻率高的机理：

不良品银镀层电镀在铜/锌合金上，结合膜质形貌疏松，膜质疏松，空隙、空洞多，使得晶界交接处更易吸水，更易被液体中的硫离子电解腐蚀成硫化银(即晶粒间腐蚀)，导电能力差，电阻率高(膜质疏松，有硫化银)。

综合得出如下结论：

关键问题不在于传感器端子是否浸润到含有硫离子的洗涤剂中，而是镍镀层的缺失问题，因为只要银-镍-铜/锌的结构完整，银电镀生长在镍层上，即使优良品放置在洗涤剂硫离子的环境中，由于银的膜质致密就不易发生电解腐蚀，不会变色生成硫化银高阻层，同时膜质致密导电能力强，电阻率仍然低。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式之一，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种汽车电子中接触端子的失效分析方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

A、使用扫描电子显微镜对接触端子样品进行表面观察，查看表面镀层是否均一、完整以及是否有间隙和微裂纹；

B、使用X射线特征粒子能量谱仪分析接触端子样品表面元素，查看是否有影响导电性的元素化合物；

C、使用X射线光电子能谱进行接触端子样品表面化合物官能团分析，探测表面异常化合物组成形式；

D、制作接触端子样品为金相切片样品；

E、使用扫描电子显微镜和X射线特征粒子能量谱仪对制作好的金相切片样品进行观察分析；

F、综合分析以上步骤得出的结论，总结出接触端子样品失效的具体原因。