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：

將壓合端子技術引入汽車連接器的制造

特氟隆微顆粒提高連接器穩定性

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基地的要求越來越高，這對于汽車零配件供應商來說已經是一件眾所周知的事情。就連接器供應商而言，這意味著對產品的性能、穩定性和成本的要求更加嚴格。供應商只有不斷革新產品及工藝，滿足客戶的這些需求，才能處于優勢地位。

一輛典型輕型汽車大約有1500個連接點，其中50%到60%用于關鍵的配電功能。汽車連接器被用于日益惡劣的環境，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，我們開始認識到設計攻關的重要性。

實際上這件事情做起來并不簡單，大多數商業電子元器件出現故障時最多讓人感到煩惱失意，可是如果關鍵汽車零配件連接出現問題，則會引起火災報警器、制動器或安全氣囊失靈，導致嚴重后果。

連接器制造商必須識別并分析環境中那些可能對連接器性能造成影響的物理和機械現象。按照汽車制造商規定的應用條件，為了評估連接器的穩定性，連接器制造商實施了精細的測試程序。如果出現連接器故障，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。