当前位置: X-MOL 学术J. Electron. Test. › 论文详情
Our official English website, www.x-mol.net, welcomes your feedback! (Note: you will need to create a separate account there.)
Influence of Printed Circuit Board Dynamics on the Fretting Wear of Electronic Connectors: A Dynamic Analysis Approach
Journal of Electronic Testing ( IF 0.9 ) Pub Date : 2022-09-10 , DOI: 10.1007/s10836-022-06022-x
Sushil Doranga, Jenny Zhou, Ram Poudel

The harsh operating environment of automotive and aerospace applications causes printed circuit board (PCB) connectors to be susceptible to intermittent high contact resistance, which eventually leads to a failure resulting in the loss of signal integrity. Pin fretting within the mating connector is often the cause of these failures. Over the past several years, there has been a significant increase in the laboratory-based testing of sample connectors for pin fretting. These laboratory-based results have shown the primary cause of pin fretting to be due to the relative motion within the mating connector. However, quantification of the relative motion in different vibration environments by considering the dynamics of PCBs has not been studied yet. This paper develops a new methodology for studying pin fretting within the mating connector. The developed methodology is based on the quantification of relative motion as a measure of pin fretting by considering the dynamics of PCBs, printed circuit board assemblies (PCBAs), and mounting brackets. To do this, a continuous, lightly damped, multi-degree of freedom (MDOF) model is developed for the assembly consisting of PCBs, PCBAs, and mounting brackets. The behavior of the system is investigated by exciting the system using harmonic and random vibration signals. In the harmonic signal analysis, a frequency domain-based approach is presented to compute the relative motion of the mating connector, while a pseudo-random time series signal derived from the power spectrum density (PSD) of the signal is used to excite the system for the random vibration excitation analysis. The relative response vector is then computed based on the system’s response. The results of the relative motion of the mating connectors are presented in terms of the maximum amplitude of relative motion and the cumulative relative movement. The significance of the cumulative relative movement is that the complex phenomenon of pin fretting in the mating connectors can be represented by a simple time series model that can be used to correlate the material degradation. Finally, two numerical examples using the analytical and finite element-based (FE) technique are shown to demonstrate the proposed methodology. The examples show that the method proposed here is systematic and constructive in quantifying the pin fretting behavior.



中文翻译:

印刷电路板动力学对电子连接器微动磨损的影响:一种动态分析方法

汽车和航空航天应用的恶劣工作环境导致印刷电路板 (PCB) 连接器容易受到间歇性高接触电阻的影响,最终导致故障,从而导致信号完整性损失。配合连接器内的引脚磨损通常是这些故障的原因。在过去的几年中,基于实验室的针微动连接器样品测试显着增加。这些基于实验室的结果表明,引脚磨损的主要原因是由于配合连接器内的相对运动。然而,尚未研究通过考虑 PCB 的动力学来量化不同振动环境中的相对运动。本文开发了一种新的方法来研究配合连接器内的针微动。所开发的方法基于相对运动的量化,通过考虑 PCB、印刷电路板组件 (PCBA) 和安装支架的动力学来衡量引脚微动。为此,我们为由 PCB、PCBA 和安装支架组成的组件开发了一个连续、轻阻尼、多自由度 (MDOF) 模型。通过使用谐波和随机振动信号激励系统来研究系统的行为。在谐波信号分析中,提出了一种基于频域的方法来计算配对连接器的相对运动,而从信号的功率谱密度 (PSD) 导出的伪随机时间序列信号用于激励系统用于随机振动激励分析。然后根据系统的响应计算相对响应向量。配合连接器的相对运动结果以相对运动的最大幅度和累积相对运动的形式呈现。累积相对运动的意义在于,可以用一个简单的时间序列模型来表示配合连接器中的销微动的复杂现象,该模型可用于关联材料退化。最后,显示了使用解析和基于有限元 (FE) 技术的两个数值示例来演示所提出的方法。这些例子表明,这里提出的方法在量化销微动行为方面是系统的和建设性的。配合连接器的相对运动结果以相对运动的最大幅度和累积相对运动的形式呈现。累积相对运动的意义在于,可以用一个简单的时间序列模型来表示配合连接器中的销微动的复杂现象,该模型可用于关联材料退化。最后,显示了使用解析和基于有限元 (FE) 技术的两个数值示例来演示所提出的方法。这些例子表明,这里提出的方法在量化销微动行为方面是系统的和建设性的。配合连接器的相对运动结果以相对运动的最大幅度和累积相对运动的形式呈现。累积相对运动的意义在于,可以用一个简单的时间序列模型来表示配合连接器中的销微动的复杂现象,该模型可用于关联材料退化。最后,显示了使用解析和基于有限元 (FE) 技术的两个数值示例来演示所提出的方法。这些例子表明,这里提出的方法在量化销微动行为方面是系统的和建设性的。累积相对运动的意义在于,可以用一个简单的时间序列模型来表示配合连接器中的销微动的复杂现象,该模型可用于关联材料退化。最后,显示了使用解析和基于有限元 (FE) 技术的两个数值示例来演示所提出的方法。这些例子表明,这里提出的方法在量化销微动行为方面是系统的和建设性的。累积相对运动的意义在于,可以用一个简单的时间序列模型来表示配合连接器中的销微动的复杂现象,该模型可用于关联材料退化。最后,显示了使用解析和基于有限元 (FE) 技术的两个数值示例来演示所提出的方法。这些例子表明,这里提出的方法在量化销微动行为方面是系统的和建设性的。

更新日期:2022-09-10
down
wechat
bug