新型接触电阻检测仪的应用.pdf

第2期
机电元件
Vol 30 No. 2
2010年6月
ELECTROMECHANICAL COMPONENTS
June 2010
试验与检测
新型接触电阻检测仪的应用
杨奋为
(上海航天技术硏究院808研究所,上海200233)
摘要:互连器件接触电阻检测,一直是系统迮接后判别每个接点接触是否良好,必须解决的实际问题。随着高
密度、小型化的互连器件在电子电气设备上的广泛应用,如何解决互连器件接触电阻的在线自动检测,已成为确保
互连器件质量和可靠性的关键。本文在详细阑述接触电阻检测原理的基础上,介绍了新研制的TD0-MCR-07A
多接点接触电阻检测仪的特点、检测方法和主要技术参数,以及连接电脑和工組成自动检测系统后,成功用于保
险丝盒接触电厘自动检测的实例。
关键词;接触电阻检测仪应用
Doi:10.3969/j.is.1000-6133.2010.02.009
中图分类号:TM503*3文献标识码:A文章编号:1000-6133(2010)02-0040-08
1引言
上选用的开关、连接器、保险丝盒等互连器件接点接
触电阻在线检测的需求,国内外许多公司都在研究
接触电阻是判断互连器件电连接是否可靠的重这些互连器件接点接触电阻自动检测的解决方案。
要参数。为证实互连器件插合或闭合的各个接点接
触界面接触是否良好,能否准确检测接触电阻,一直
2接触电阻概述
是广大设计人员和工艺人员十分关心的课题。鉴于2.1物理意义
接触电阻本身的定义,真实的接触电阻难以测得,实
接触电阻应由以下几部分组成
际只能测得包含有部分导体电阻和夹具与被检对象
(1)集中电阻
接触所附加电阻的总接触电阻。因为在检测开关、
在显微镜下观察互连器件接触件的表面,尽管
连接器、保险丝盒等接触电阻时,检测工装和被检对镀金层十分光滑,但仍能观察到5微米~10微米的
象之间也存在接触电阻,又不能采用焊接、压接等固凸起部分。会看到插合的一对接触件的接触,并不
定连接工艺。在实际检测这些互连器件接触电阻是整个接触面的接触,而是散布在接触面上一些点
时,人们总是习惯采用四端子夹具,用单一输入輸出的接触。实际接触面必然小于理论接触面。根据表
的接触电阻测试仪(毫欧计)或伏-安法,对器件接面光滑程度及接触压力大小,两者差距有的可达几
点按标准规定进行一定比例的接点抽检。鉴于表捧千倍。电流通过实际接触面时,由于电流线收缩
与被检接点接触,造成接触界面的压力、表面镀层、(或称集中)显示出来的电阻。将其称为集中电阻
表面粗糙度等随机因素都将影响检测结果,导致这或收缩电阻。
参数的实际检测结果的波动和离散性很大。造成
(2)膜层电阻
最终检测结果不稳定。
由于接触表面膜层及其他污染物所构成的膜层
为适应和满足电子通讯汽车、军用等高端产品电阻。从接触表面状态分析;表面污染膜可分为较
收稿日期:2010-4-10
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杨奋为:新型接触电阻检测仪的应用
坚实的薄膜层和较松散的杂质污染层。故确切地
MCR-07A
说,也可把膜层电阻称为界面电阻。
H
(3)导体电阻
HIL-S
H!
实际测量电连接器接触件的接触电阻时,都是
在接点引出端进行的,故实际测得的接触电阻还包
Contact
METER
含接触表面以外接触件和引出导线本身的导体电
I-test
阻。导体电阻主要取决于金属材料本身的导电性
Lo-sense
能,它与周固环境温度的关系可用温度系数来表征。
为便于区分,将集中电阻加膜层电阻称为真实
图1四线端子法检测接触电阻原理图
接触电阻;而将实际测得的包含有导体电阻在内的
在连接微弱信号电路中,设定的测试参数对接
称为总接触电阻。
触电阻检测结果有一定影响。因为接触表面会附有
在实际测量接触电阻时,常使用按开尔文电桥氧化层,油污或其他污染物,两接触件表面会产生膜
四端子法原理设计的接触电阻测试仪(毫欧计),其层电阻。由于膜层为不良导体,随膜层厚度增加,接
专用夹具夹在被测接触件端接部位两端,故实际测触电阻会迅速增大。膜层在高的接触压力下会机械
量的总接触电阻R由以下三部分组成,可由下式表击穿,或在高电压、大电流下会发生电击穿。但对某
些小型互连器件,其设计的接触压力很小,工作电流
R= Rc Rr+ Rp,
和电压也仅为mA级和mV级,膜层电阻不易被击
式中;Re为集中电阻;为膜层电阻;P为导穿,接触电阻增大可能影响电信号的传输。
体电阻。
在CB5095“电子设备用机电元件基本试验规
接触电阻检验的目的是确定电流流经接触件的程及测量方法”中的接触电阻测试方法之一,“接触
接触表面的电触点时产生的电阻。如果有大电流通电阻一毫伏法”规定,为防止接触件上膜层被击穿,
过高阻触点时,就可能产生过分的能量消耗,并使触测试回路交流或直流的开路峰值电压应不大于
点产生危险的过热现象。因此,在很多应用中均要20mV,交流或直流的测试中电流应不大于100mA。
求接触电阻低且稳定。
在CJB1217“电连接器试验方法”2中规定有
2.2检测方法
低电平接触电阻”和“接触电阻”两种试验方法。
测量接触电阻除用毫欧计外,也可用伏一安计其中低电平接触电阻试验方法基本内容与上述
法,安培-电位计法。图1为四线端子法检测接触CB505中的接触电阻-毫伏法相同。目的是评定
电阻原理图。He、Hs、Le、Ia分别表示为测量互连器接触件在加上不改变物理的接触表面或不改变可能
件接点接触电阻的四个端子;其中He、Ha为一侧,存在的不导电氧化薄膜的电压和电流条件下的接触
Ie、Is为另一侧,从Lc、ILs侧向He、Hs侧人恒定电阻特性。所加开路试验电压不超过20mV,试验
电流,由于Ig和Hs之间串联有测量电压的伏特计电流应限制在100mA。在这一电平下的性能足以
内阻很大,由此分流的电流可忽略不计。故用测得表现在低电平电激励下的接触界面的性能。而接触
的二端电压降与电流强度之比即可得出该接点接触电阻试验方法的目的是测量通过规定电流的一对插
电阻值。用四端子法检测接触电阻,仅检测与检测合接触件两端或接触件与测量规之间的电阻。通常
工装相接触的接点间包含有部分导体电阻的总接触采用这一试验方法施加的规定电流要比前一种试验
电阻,它与检测回路电阻不同,用二端子串联成回方法大得多。如CJB101“小圆形快速分离耐环境电
路,它包含了组成回路的连接导线电阻、其它器件电连接器总规范”规定;测量时电流为1A,接触对串联
阻和所有接点的接触电阻。
后测量每对接触对的电压降,取其平均值换算成接
触电阻值。
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