Connector reliability testing using salt spray

Abstract

Reliability is the ability of a product to operate in the desired way under the desired conditions at the desired time. Reliability is used a measure a product´s resistance to malfunction. When a product is purchased and taken into use, an important issue for the customer is that the product will continue to function and not fail immediately. Nowadays, long product lifetime is highly valued. A long lifetime originates from high quality of design and production, good materials, and overall reliability of operation. Reliability is paramount in every sector of design, production, delivery, sales and especially in the case of electrical devices. Poor reliability undermines the value of a product. Reliability can be tested, analyzed, and embedded into the product. Reliability tests also reveal the weak points of the product. The weak points can be analyzed and, if required, changes can be made to the design of the product. This will improve the product´s reliability. Measures such as replacing weak parts, upgrading the manufacturing parameters, improving the materials of the substrate, will all influence the lifetime of the product and result in increased reliability. Reliability can be tested employing various methods. Here the focus was on salt spray testing. The starting point of this study was to examine the reliability of connectors subjected to the testing method employed here. A common failure mechanism of connectors is corrosion, which causes degradation of operation. The use of salt spray testing exposes the connector to a corrosive environment and thus allows its reliability to be examined. The test items consisted of two types of connector from two different manufacturers. The test type made it easy to compare the results under identical test conditions. When the connectors were in the test, their performance was observed by measuring the resistance of the entire connector. Results of the 1500-hour long test show that the significant difference between the connector types was attributable to the coatings of the pins in their header parts. One of the manufacturers uses a tin over nickel coating and the other uses a tin over copper coating. The connectors with the latter coating performed better in the tests.

AB3:Laitteen luotettavuus käsittää paljon muutakin kuin käyttäjän mieltämän luotettavuuden tuotteen halutunlaisesta toiminnasta. Kun asiakas hankkii laitteen ja ottaa sen käyttöön, on tärkeää, että tuote kestää käytössä eikä vikaannu välittömästi. Nykypäivänä tuotteen pitkä käyttöikä on korkeasti arvostettua. Vaikkakin käyttöiän halutaan olevan pitkä, esimerkiksi matkapuhelimien yhteydessä pitkä käyttöikä ei ole pääasia. Asiakas käyttää puhelintaan useimmiten vain vähän aikaa. Tällöin ei puhelimen vaihtoon johtaneena syynä saisi olla kuitenkaan vika puhelimen toiminnassa. Syynä tulisi ennemmin olla uudistukset sekä itselle sopivammat ominaisuudet tuotteessa kuin myös tuotteen käytettävyys. Tuotteen luotettavuutta voidaan testata, analysoida sekä parantaa. Kärjistetyssä tilanteessa yksikin väärä komponenttivalinta voi huonontaa laitteen luotettavuutta, vaikuttaa tätä kautta laitteen myyntiin ja koko yrityksen tulevaisuuteen. Diplomityössä keskityttiin suolasumutestaukseen luotettavuustestauksen alueella. Diplomityö tehtiin osana projektia, jossa kehitetään luotettavuuden analysointimenetelmiä. Työn lähtökohtana oli vertailla kahden eri valmistajan liittimiä. Testiksi valittiin tieteellisen kirjallisuuden perusteella suolasumutestaus. Suolasumutestaus on vanha testimenetelmä, jossa aiheutetaan laitteen toiminnan heikentymistä korroosiolla. Suolasumutestauksen rasitus kohdistuu korroosion kiihdyttämiseen ja tätä kautta laitteen tai komponentin toiminnan heikentymiseen. Suolasumutestin avulla voidaan vertailla eri liittimien toimintaa ja suolasumun vaikutusta niihin testiolosuhteiden ollessa samat. Suolasumutestissä olleiden liittimien toimintaa tarkkailtiin mittaamalla niiden resistanssia testin ollessa käynnissä. Suolasumutesti kesti kokonaisuudessaan 1500 tuntia.