同軸連接器鍍金層發黑的原因分析與對策

鍍金層具有較低的接觸電阻、良好的耐蝕性和耐磨性，被廣泛應用于精密儀器儀表、機電元件、集成電路、印刷電路板等領域。筆者所在公司某出口到日本的鍍金同軸連接器能夠通過48h的中性鹽霧(NSS)試驗，但組裝為連接線運輸到日本客戶處時卻存在氧化發黑現象，不良率高達90%。本文對此進行原因分析，并提出解決措施。

01 同軸連接器的特征

連接器鍍金部位為黃銅基體，鍍金層厚度為0.25μm。連接線的主要制作流程為：剝除電纜外護套→電纜編織層反折→連接器PIN針與電纜內導體鉚接→組裝連接器→鉚壓連接器尾管→注塑PVC(聚氯乙烯)外模→纏繞PVC膜保護→裝入外箱。產品外觀如圖2所示。

02 發黑原因分析

1 鍍金層自身缺陷引起的發黑采用JSM-7001F 型掃描電子顯微鏡觀察發黑金層的形貌，發現對應部位的鍍金層存在刮傷、裂紋和 針孔(見圖 3)，因此推測鍍金層發黑可能與這些缺陷有關。于是依照 GJB548B–2005《微電子器件試驗方法和器件》，對鍍金同軸連接器進行 48 h 的 NSS 試驗。但結果顯示金層能保持原有的光亮金黃色(見 圖 4)。這說明金層發黑與上述缺陷無關，即鍍金工藝本身沒有問題。

2 包裝材料引起的發黑仔細觀察發黑樣品，發現 PVC 膜與包覆的連接器之間有結露。
 
      因為黃銅材質連接器的導熱系數約為 120 W/(m.K)，非金屬 PVC 膜的導熱系數約為 0.14 W/(m.K)。連接器散熱較 PVC 快，產品受熱后產生的 水蒸氣會在連接器上冷凝。這批產品是在 8 月份運輸的，正值高溫季節，集裝箱內溫度最高可達 70 ℃甚至更高，運輸到日本約耗時 2 個月。PVC 膜長期在此高溫條件下會有一定的熱分解而產生 HCl， HCl 溶于連接器表面的水后所形成的鹽酸溶液會腐蝕鍍金層。由上述分析可知，將 PVC 膜與連接器隔離可避免連接器鍍金層氧化。故在用 PVC 膜包裝產品時增 加 PE(聚乙烯)膜單獨包覆連接器，并與只使用 PVC 膜包覆的連接器產品一起進行高溫老化試驗(依照 GB/T 7141−2008《塑料熱老化試驗方法》的規定)，試驗條件為：溫度(100 ± 3)°C，相對濕度 68% ~92%， 時間 72 h。如圖5所示，增加PE膜包覆的連接器鍍金層在老化試驗后未變色，只用 PVC 膜包覆的連接器鍍金 層則有發黑現象。因此增加PE膜包覆連接器的方法可行。實際采用該方式包裝的產品運輸到日本客戶處，未再發現鍍金層發黑現象。

03 結語

PVC膜在長期高溫環境下熱分解產生的HCl會腐蝕連接器的鍍金層，在增加PE膜包覆連接器后， 鍍金層發黑的問題得到解決。同時，在成品制作過程中，注塑PVC 外模后要等產品冷卻至室溫時才可包裝，以防發生類似問題。