一种解决低频电缆组装件引脚类接触件与导线压接电阻不良的工艺研究

发表时间:2020/6/8   来源:《科学与技术》2020年4期   作者:易春斌 许海雷
[导读] 引脚类接触件广泛地用于在电子组件的不同部分间提供连接

        摘要  引脚类接触件广泛地用于在电子组件的不同部分间提供连接,引脚类接触件通常在组件的部件之间提供机械连接及电连接。在低频连接器行业,引脚类接触件多数采用压接式,其压接后的导通电阻是重要的一个性能指标之一,若导通电阻出现异常,会影响信号的可靠传输。本文主要通过一系列验证来阐述一种可以解决低频电缆组装件引脚类接触件与导线压接电阻不良的工艺方法。
        关键词  引脚类接触件、电阻不良、镀层发黑、工艺孔

0.引言
         电连接器,作为电流或信号连接的关键元件,也是工业体系的重要组成部分。大到飞机、火箭,小到手机、电视,它都以各种不同的形式出现,在电路或其他部件之间架起桥梁,承担着电流或信号连接的作用。电连接器除了需要满足这些一般的性能要求外,特别重要的要求是电连接器必须达到接触良好,工作可靠,维护方便,其工作可靠与否涉及整个主机系统的安危。为此,主机电路对电连接器的质量和可靠性有非常严格的要求,也正因为电连接器的高质量和高可靠性,使它也广泛应用于航空、航天、国防等军用系统中。
         导通电阻是电连接器的最重要的性能指标之一,若导通电阻出现异常,会影响信号的可靠传输。对于导通电阻不良,一般是指在导线型号、规格、长度及压接均一致的情况下,某一孔位或多个孔位相较与其他孔位的导通电阻相差10mΩ或相差超过10%(两个指标中取高值),此时就说某一孔位或多个孔位导通电阻不良。
1.电阻不良的产生机理
         引脚类接触件采用锡青铜或者铍青铜作为基材,表面处理一般为基材镀铜打底之后直接进行镀金处理。引脚类接触件与导线的连接可靠性主要是依靠压接的可靠性,压接的原理是:引脚类接触件压线筒包住裸导线,用手动或自动的专用压接工具对压线筒进行机械压紧而产生的连接,是让金属在规定的限度内发生变形从而使导线与接触件实现机械和电气的连接。造成压接接触电阻的影响因素主要有导体材料性质、接触形式、接触压力、温度、腐蚀等。
1.1 电阻不良现象分析
         通过对电阻不良的原因排查,排查导线及其他原因,判定为压接位置,即压接电阻出现异常。取不良样件进行解剖分析,批次性电阻异常的接触件压接筒内绝大部分出现发黑情况,如下图。

图1  压接筒内电镀不良图片
    黑色为氧化层,不导电,故确定引脚类产品导通电阻不良系压接筒内壁电镀不良所致。
1.2 压接筒内发黑因素及机理
          接触件压接筒内出现发黑的原因分析,该类型接触件压线筒为盲孔,孔深度与孔内径之比会直接影响电镀的难度。经了解,盲孔类压接筒内壁的良好电镀深度约为1mm,不能100%保证1.5mm及以上深度均能电镀良好。
          接触件电镀采用的QJ450B《金属镀覆层厚度系列与选择原则》中规定:直径d≤10mm的盲孔,其深度大于等于1.5倍的直径处允许无镀层。通常,盲孔的内径尺寸为0.56mm,按镀深为孔内径的1.5倍计算,则镀深不小于0.9mm时即合格。实际,盲孔压接筒内壁的镀深约为1mm,满足QJ450B标准的要求,但不满足产品的制作需求。

图2  压接筒内孔深度与孔内径
1.3 电镀原理及改善措施
目前的电镀标准,直径小于1mm的盲孔,镀深为盲孔孔径的1.5倍。盲孔接触件的毛坯件加工完毕后,立即清洁毛坯件(主要去除盲孔内的多余物),清洗后的毛坯件浸泡在油中,防止毛坯件氧化;按以上的控制方法处理的毛坯件,多家厂家电镀的盲孔接触件,电镀深度为1mm左右,很少能达到1.5mm及以上,最好的电镀不良率在0.1%以内;
针对盲孔引起电镀不良的原因,采取在盲孔底部增加适当大小工艺孔的方法解决。盲孔底部增加工艺孔后,是否可以解决电镀不良的问题,增加工艺孔的接触件制作的产品的导通电阻是否稳定,制作的产品机械性能是否合格,需进一步验证。
综上所述,电阻不良的原因为接触件为盲孔,且深度较大,目前的电镀能力无法满足此项要求。
2.解决措施
         接触件镀金层是导通电阻可靠的必备条件,镀金层深度满足使用要求,因此需改善电镀情况。即需保证1.5mm压接位置电镀必须良好。
         经在盲孔孔底增加工艺孔,把盲孔变成“通孔”。
         优点:① 盲孔变通孔,压接筒内的电镀变的容易,电镀的质量可保证;
                           ② 降低零件的电镀成本。
         缺点:① 毛坯件的加工成本增加;
                           ② 增加工艺孔的位置机械强度会变低,可能会成为薄弱点引起其他问题;
3.试验验证
         根据上述理论分析,讲接触件增加工艺孔解决盲孔电镀不良问题,从而解决压接电阻可靠性问题。经过一系列试验验证后发现,增加工艺孔后接触件孔内电镀良好,解决了孔内发黑问题,压接后电阻不良大幅度下降,降至很低的不良率。成功解决了低频电缆组装件引脚类接触件与导线压接电阻不良的难题。下表为部分验证试验的结果。
表1 工艺孔位置风险性评估





4.结束语
    本文通过对具体项目案例中遇到的实际问题进行理论分析,提出解决思路并进行相关验证,为电连接器盲孔类接触件的电阻不良提供了一种有效的解决措施。导通电阻是连接器的最重要的电性能指标之一,影响导通电阻的因素还有很多,如何彻底解决导通电阻的难题,后续还有很多的事要做。
参考文献
[1] GJB1217 电连接器试验方法[S].中华人民共和国国家军用标准,1991
[2] 许军,李坤,电接触的接触电阻研究.装甲兵工程学院 控制工程系,北京 100072 .
[3] 金属镀覆层厚度系列与选择原则. QJ450B-2005.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: