Etude des mécanismes de fretting dans les contacts électriques bas-niveau étamés
Institution:
Paris 11Disciplines:
Directors:
Abstract EN:
Low-power tinned electrical contacts are widely used in the connections within embedded electronic systems. Their reliability is questioned by a wear phenomenon called fretting corresponding to a multiphysical and essentially vibratory solicitation. Despite a significant number of studies on this topic, the mechanisms governing this mode of degradation are still imperfectly characterized because they involve parameters of different physical nature giving rise to complex interactions. The purpose of this thesis is to contribute to the improvement of the knowledge concerning the deterioration of the electric properties of these low-power contacts subject to fretting following a tribologic and electric approach. The proposed work is based on an experimental device allowing the collecting of relevant measures in a simplified scenario-case study. Thus, the analysis of the contact degradation is insured by the tracking of the value of the electrical resistance and the forces of friction in a test full. A special device can detect and count the electrical micro shutdowns occurring. An analysis after the fact of the surface roughness by a form measuring instrument complements the experimental study. In this work, many trials were conducted to study the influence on the degradation by fretting parameters as the supporting force of contact, the amplitude or the frequency of vibration. The results have been faced with different models encountered in the literature. The data collected helped to identify wear criteria based on energy bases and tribological.
Abstract FR:
Les contacts électriques bas-niveau étamés sont très répandus dans la connectique des systèmes électroniques embarqués. Leur fiabilité est remise en cause par un phénomène d’usure appelé fretting correspondant à une sollicitation multiphysique et essentiellement vibratoire. Malgré un nombre important d’études menées à ce sujet, les mécanismes régissant ce mode de dégradation sont encore mal caractérisés parce qu’ils impliquent des paramètres de nature physique différentes donnant lieu à des interactions complexes. Le but de cette thèse est de contribuer à l’amélioration des connaissances portant sur la dégradation des propriétés électriques des contacts bas-niveaux soumis au fretting par une approche tribologique et électrique. Le travail proposé s’articule autour d’un dispositif expérimental permettant de recueillir des mesures pertinentes dans l’étude d’un cas de figure simplifié. Ainsi, l’analyse de la dégradation du contact est assurée par le suivi de la valeur de la résistance électrique et par la mesure des forces de frottement au cours d’un essai complet. Un dispositif spécial permet de détecter et compter les microcoupures électriques qui surviennent. Une analyse a posteriori de l’état de surface par profilomètrie vient compléter l’étude expérimentale. Dans ce travail, de nombreux essais ont été menés pour étudier l’influence sur la dégradation par fretting de paramètres comme la force de maintien du contact, l’amplitude ou la fréquence des vibrations. Les résultats ont été confrontés à différents modèles rencontrés dans la littérature. Les données recueillies ont permis de dégager des critères d’usure reposant sur des fondements énergétiques et tribologiques.