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汽車連接器的摩擦腐蝕與電鍍問題

腐蝕性氣體、高濕度和強烈振蕩是引起氧化作用和摩擦腐蝕,并導致連接器故障的三大條件。這些環境因素會對錫和鉛錫接觸表面造成極大的影響,有90%的連接器表面屬于這種情況。

通常,人們采用電鍍貴重金屬的方式,如鍍金或鍍銀,因為這些金屬不會發生氧化作用。這些鍍層的厚度從0.5μm至1.27μm不等。然而,令人遺憾的是,由于含有這些貴重金屬以及對其加工使得這類電鍍工藝價格不菲,所以人們盡可能少用這類電鍍材料。在汽車電氣線束應用中,大約只有10%的連接點使用了這類金屬。

其結果是,一些主要的連接器供應商,例如FCI給出了其他可供選擇的電鍍解決方案(例如純錫電鍍、錫-特氟隆TinTeflon、NXT和壓合技術),不僅滿足了OEM的成本要求,而且產品具有同樣的性能。
因為必須符合高標準的汽車規格要求,源于電信市場的壓合端子技術(連接器到電路板)備受矚目。由于汽車PCB比應用于電信行業PCB要薄,操作溫度(125oC)也要高很多而且使用環境有振動,想要將這種技術引入到汽車系統不是一件容易的事情。

這種技術帶來了顯著的工藝成本效益,它將一個無焊錫引腳壓入到金屬PCB板孔中。為適用于嚴格的汽車應用條件,FCI壓合端子經過專門的設計,在插入PCB時提供完全可控的力度,將阻力和變形降到最低,確保與PCB的接口穩固。
由于比波峰焊更具成本效益,加之工藝完全自動化,降低了PCB成本,FCI蝶形解決方案(和相關的應用工具)越來越受到汽車制造商的青睞。除性能優越(兼容SMT工藝以及卓越地保持元件的完整性)以外,由于不存在對PCB的熱沖擊和錫橋的風險,它還提高了附加工藝質量。

此外,FCI發現:在壓合應用中使用正確的電鍍工藝和引腳的條件下,當觸點受各種外部條件制約(例如:急劇的溫度變化、相對濕度變化、長期處于干燥環境和氣體腐蝕)的時候,觸點抗阻性一直保持較小變化。然而,隨著引腳數量的增加,壓力會變得很大,所以在將連接器插入到基座時應非常小心。

FCI研制了一種名為“NXT”的新型電鍍工藝。基于一種非晶態鎳的化學性質,它可以提供非常平滑均勻的電鍍表面,能夠大幅度減少金鍍層的厚度(大約減少80%)。在安全關鍵應用中,這種技術能支持極低的信號電流。
多引腳連接器向連接電鍍系統提出了另一個考驗。出于人體工程學的考慮,連接器插入力應盡可能小,但隨著電路計數的增加,插入連接器所需的力將會成比例增加。然而,電性能通常表明每個觸點都獲得高觸點壓力(通常引起高插入力),這與獲取低連接器插入力的目標是相抵觸的。

為解決這個問題,人們研制了一種新型接觸表面。特氟隆(Teflon)微顆粒在普通錫槽內經過相同處理并有選擇性地電鍍到接觸表面。微顆粒可將一個典型的鍍錫的端子插入力降低40%以上。這種解決方案可使連接器擁有更多的引腳,且無需插入輔助裝置——增強人機工程學并提高連接器穩定性。此外,經測量顯示,當端子易受振動影響時,錫-特氟隆(Tin-Teflon)表面比其他任何鍍錫觸點具有更好的防摩擦腐蝕效果。

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