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個連接點，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，高達零上155°C)、振動、氧化作用以及摩擦腐蝕，我們開始認識到設(shè)計攻關(guān)的重要性。

實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，則會引起火災(zāi)報警器、制動器或安全氣囊失靈，導(dǎo)致嚴重后果。

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，連接器制造商實施了精細的測試程序。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(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。

因為必須符合高標準的汽車規(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，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，它將一個無焊錫引腳壓入到金屬PCB板孔中。為適用于嚴格的汽車應(yīng)用條件，F(xiàn)CI壓合端子經(jīng)過專門的設(shè)計，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(wěn)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，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，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)的時候，觸點抗阻性一直保持較小變化。然而，隨著引腳數(shù)量的增加，壓力會變得很大，所以在將連接器插入到基座時應(yīng)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(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)提出了另一個考驗。出于人體工程學(xué)的考慮，連接器插入力應(yīng)盡可能小，但隨著電路計數(shù)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(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(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。