同轴连接器镀金层发黑的原因分析与对策

镀金层具有较低的接触电阻、良好的耐蚀性和耐磨性，被广泛应用于精密仪器仪表、机电元件、集成电路、印刷电路板等领域。笔者所在公司某出口到日本的镀金同轴连接器能够通过48 h 的中性盐雾(NSS)试验，但组装为连接线运输到日本客户处时却存在氧化发黑现象，不良率高达90%。本文对此进行原因分析，并提出解决措施。

中国在棉纺织业的发展战略上指出要充分利用“一带一路”的战略机遇，与棉纺织业成长迅速的发展中国家进行合作，实现资源优化配置；发展新疆及西部纺织行业。新疆自治区在2016年发布了关于纺织服装产业补贴管理办法。其中提到在原有的相关优惠政策不变的前提下。同时新增了预拨补贴资金、加快兑付进度、对运费补贴实行动态管理以及简化资金拨付程序等方面的内容。

图1 客户反馈不合格样品的外观
Figure 1 Unqualified samples returned from a customer

1 同轴连接器的特征

连接器镀金部位为黄铜基体，镀金层厚度为0.25 μm。连接线的主要制作流程为：剥除电缆外护套→电缆编织层反折→连接器PIN 针与电缆内导体铆接→组装连接器→铆压连接器尾管→注塑PVC(聚氯乙烯)外模→缠绕PVC 膜保护→装入外箱。产品外观如图2 所示。

情况 3.2 {4,5}不是Y中顶点色集合,则C2∪C3中至多有5个集合,设为D1,D2,D3,D4,D5不是Y中顶点色集合且C2中至少有一个集合是Y中顶点色集合,不妨设{1,2,5}是Y中顶点色集合,可得:至少有两个C(ui)包含{1,2},其它C(ui)包含{1,3}或{2,3},由于C(ui)≠C(vj),从而每个C(ui)只能是以下集合之一:{1,2},{1,3},{2,3},{1,2,3},D1,D2,D3,D4,D5,矛盾。

2 发黑原因分析

2.1 镀金层自身缺陷引起的发黑

采用JSM-7001F 型扫描电子显微镜观察发黑金层的形貌，发现对应部位的镀金层存在刮伤、裂纹和针孔(见图3)，因此推测镀金层发黑可能与这些缺陷有关。于是依照GJB 548B–2005《微电子器件试验 方法和器件》，对镀金同轴连接器进行48 h 的NSS 试验。但结果显示金层能保持原有的光亮金黄色(见图4)。这说明金层发黑与上述缺陷无关，即镀金工艺本身没有问题。

图2 组装后的产品外观
Figure 2 Appearance of the assembled products

图3 腐蚀部位镀金层的表面形貌
Figure 3 Surface morphologies of gold coating at the corroded position

图4 NSS 试验48 h 后连接器的外观
Figure 4 Appearance of the connector after NSS test for 48 h

2.2 包装材料引起的发黑

仔细观察发黑样品，发现PVC 膜与包覆的连接器之间有结露。因为黄铜材质连接器的导热系数约为120 W/(m·K)，非金属PVC 膜的导热系数约为0.14 W/(m·K)。连接器散热较PVC 快，产品受热后产生的水蒸气会在连接器上冷凝。这批产品是在8 月份运输的，正值高温季节，集装箱内温度最高可达70 °C甚至更高[1]，运输到日本约耗时2 个月。PVC 膜长期在此高温条件下会有一定的热分解而产生HCl [2]，HCl 溶于连接器表面的水后所形成的盐酸溶液会腐蚀镀金层。

由上述分析可知，将PVC 膜与连接器隔离可避免连接器镀金层氧化。故在用PVC 膜包装产品时增加PE(聚乙烯)膜单独包覆连接器，并与只使用PVC 膜包覆的连接器产品一起进行高温老化试验(依照GB/T 7141-2008《塑料热老化试验方法》的规定)，试验条件为：温度(100 ± 3) °C，相对湿度68% ～ 92%，时间72 h。

如图5 所示，增加PE 膜包覆的连接器镀金层在老化试验后未变色，只用PVC 膜包覆的连接器镀金层则有发黑现象。因此增加PE 膜包覆连接器的方法可行。实际采用该方式包装的产品运输到日本客户处，未再发现镀金层发黑现象。

图5 老化试验后包覆PVC + PE 膜(a)和只包覆PVC 膜(b)的连接器外观
Figure 5 Appearance of the connectors wrapped with PVC + PE film (a) or PVC film (b) after aging test

3 结语

PVC 膜在长期高温环境下热分解产生的HCl 会腐蚀连接器的镀金层，在增加PE 膜包覆连接器后，镀金层发黑的问题得到解决。同时，在成品制作过程中，注塑PVC 外模后要等产品冷却至室温时才可包装，以防发生类似问题。