汽車連接器的摩擦腐蝕與電鍍問題

汽車連接器接插問題

解決方案：

將壓合端子技術(shù)引入汽車連接器的制造

特氟隆微顆粒提高連接器穩(wěn)定性

兩步壓接法用于加強(qiáng)端子連接

新型防斜插連接器接口

汽車制造商對其供應(yīng)基地的要求越來越高,，這對于汽車零配件供應(yīng)商來說已經(jīng)是一件眾所周知的事情。就連接器供應(yīng)商而言,，這意味著對產(chǎn)品的性能,、穩(wěn)定性和成本的要求更加嚴(yán)格。供應(yīng)商只有不斷革新產(chǎn)品及工藝,，滿足客戶的這些需求,，才能處于優(yōu)勢地位。

一輛典型輕型汽車大約有1500個(gè)連接點(diǎn)，其中50%到60%用于關(guān)鍵的配電功能,。汽車連接器被用于日益惡劣的環(huán)境,，包括溫度(低至零下40°C，高達(dá)零上155°C),、振動(dòng),、氧化作用以及摩擦腐蝕，我們開始認(rèn)識到設(shè)計(jì)攻關(guān)的重要性,。

實(shí)際上這件事情做起來并不簡單,，大多數(shù)商業(yè)電子元器件出現(xiàn)故障時(shí)最多讓人感到煩惱失意，可是如果關(guān)鍵汽車零配件連接出現(xiàn)問題,，則會(huì)引起火災(zāi)報(bào)警器,、制動(dòng)器或安全氣囊失靈，導(dǎo)致嚴(yán)重后果,。

連接器制造商必須識別并分析環(huán)境中那些可能對連接器性能造成影響的物理和機(jī)械現(xiàn)象,。按照汽車制造商規(guī)定的應(yīng)用條件，為了評估連接器的穩(wěn)定性,，連接器制造商實(shí)施了精細(xì)的測試程序,。如果出現(xiàn)連接器故障，大多可確定為下述三種故障模式之一：摩擦腐蝕,、電氣故障以及連接器接插問題,。

摩擦腐蝕與電鍍問題

腐蝕性氣體、高濕度和強(qiáng)烈振蕩是引起氧化作用和摩擦腐蝕,，并導(dǎo)致連接器故障的三大條件,。這些環(huán)境因素會(huì)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?yàn)檫@些金屬不會(huì)發(fā)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(jià)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(yīng)用中,，大約只有10%的連接點(diǎn)使用了這類金屬。

其結(jié)果是,，一些主要的連接器供應(yīng)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(shù)),，不僅滿足了OEM的成本要求,，而且產(chǎn)品具有同樣的性能。

因?yàn)楸仨毞细邩?biāo)準(zhǔn)的汽車規(guī)格要求,，源于電信市場的壓合端子技術(shù)(連接器到電路板)備受矚目,。由于汽車PCB比應(yīng)用于電信行業(yè)PCB要薄，操作溫度(125oC)也要高很多而且使用環(huán)境有振動(dòng),，想要將這種技術(shù)引入到汽車系統(tǒng)不是一件容易的事情,。

這種技術(shù)帶來了顯著的工藝成本效益，它將一個(gè)無焊錫引腳壓入到金屬PCB板孔中,。為適用于嚴(yán)格的汽車應(yīng)用條件,，F(xiàn)CI壓合端子經(jīng)過專門的設(shè)計(jì)，在插入PCB時(shí)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(wěn)固。

由于比波峰焊更具成本效益,，加之工藝完全自動(dòng)化,，降低了PCB成本，F(xiàn)CI蝶形解決方案(和相關(guān)的應(yīng)用工具)越來越受到汽車制造商的青睞,。除性能優(yōu)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(fēng)險(xiǎn),，它還提高了附加工藝質(zhì)量,。

此外，F(xiàn)CI發(fā)現(xiàn)：在壓合應(yīng)用中使用正確的電鍍工藝和引腳的條件下,，當(dāng)觸點(diǎn)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(huán)境和氣體腐蝕)的時(shí)候,，觸點(diǎn)抗阻性一直保持較小變化,。然而，隨著引腳數(shù)量的增加,，壓力會(huì)變得很大,，所以在將連接器插入到基座時(shí)應(yīng)非常小心。

FCI研制了一種名為“NXT”的新型電鍍工藝,?；谝环N非晶態(tài)鎳的化學(xué)性質(zhì)，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(guān)鍵應(yīng)用中,，這種技術(shù)能支持極低的信號電流。

多引腳連接器向連接電鍍系統(tǒng)提出了另一個(gè)考驗(yàn),。出于人體工程學(xué)的考慮,，連接器插入力應(yīng)盡可能小，但隨著電路計(jì)數(shù)的增加,，插入連接器所需的力將會(huì)成比例增加,。然而，電性能通常表明每個(gè)觸點(diǎn)都獲得高觸點(diǎn)壓力(通常引起高插入力),，這與獲取低連接器插入力的目標(biāo)是相抵觸的,。

為解決這個(gè)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(nèi)經(jīng)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(gè)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(qiáng)人機(jī)工程學(xué)并提高連接器穩(wěn)定性。此外,，經(jīng)測量顯示,，當(dāng)端子易受振動(dòng)影響時(shí)，錫-特氟隆(Tin-Teflon)表面比其他任何鍍錫觸點(diǎn)具有更好的防摩擦腐蝕效果,。