基于DJB-823保護劑的連接器鹽霧防護工藝

陳路加，丁良兵

（中國電子科技集團公司 第三十八研究所，合肥 230088）

引言

CPCI（Compact Peripheral Component Interconnect）連接器是雷達分機中常用連接器，一般實現(xiàn)DSP插件和信道化插件的控制信號傳輸、插件與分機背板和其他插件之間的數(shù)據(jù)交互，是一種集成化的信號傳輸載體。在使用過程中，部分軍用CPCI連接器的金屬表面暴露在空氣中時，與空氣中的介質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)而是使設(shè)備的結(jié)構(gòu)、材料遭受不同程度的腐蝕。隨著腐蝕程度的加深會使連接器的導(dǎo)電性能下降、發(fā)生短路等故障。特別是海洋環(huán)境下的雷達設(shè)備，更容易發(fā)生銹蝕、老化、霉變和腐蝕等現(xiàn)象，輕則外觀破損，重則部件損壞、電氣短路[1]。

針對軍品的鹽霧環(huán)境適應(yīng)性的需求，金屬件腐蝕等現(xiàn)場可以通過選用耐腐蝕材料，采取鍍、涂等措施解決[2]。但在一些金屬外殼表面特別是外殼表面較為光滑時，一般的防護工藝（如三防漆涂覆）易發(fā)生涂覆層脫落等問題，從而致使防護失效[3]，發(fā)生腐蝕。

DJB-823電接觸固體薄膜保護劑是把潤滑劑與金屬緩蝕劑相結(jié)合的新型產(chǎn)物，也是由多種有效成份組成的一種新型潤滑材料。DJB-823具有特殊的化學(xué)結(jié)構(gòu)，能與金屬形成化學(xué)鍵結(jié)合，能牢固而持久的附著在金屬表面，構(gòu)成一層固體薄膜，隔絕了腐蝕介質(zhì)對金屬的腐蝕。DJB-823保護劑大量應(yīng)用于接觸件上，不僅提高了接觸件本身的基本性能，而且大大延長了電連接器的使用壽命[4]。

1 腐蝕現(xiàn)象分析

在某型機載雷達的分機插件使用中出現(xiàn)CPCI連接器表面有三防漆片狀脫落、起皮，斑點性銹蝕現(xiàn)象，如圖1所示。

此型連接器在產(chǎn)品中的使用環(huán)境為艙內(nèi)設(shè)備中的不氣密機箱內(nèi)部，屬于一般使用環(huán)境。連接器基材為絕緣性和抗腐蝕性強的聚酯-玻璃纖維，外表面金屬連接和電磁屏蔽材料為合金中耐腐蝕性和耐磨損性較強的磷青銅。產(chǎn)生斑點性的銹蝕現(xiàn)象的即為金屬外殼，連接器其余部分無異?，F(xiàn)象。其金屬外殼應(yīng)采用了具有一定耐腐蝕性能的活躍金屬的設(shè)計，客觀上存在耐鹽霧能力薄弱的問題，同時在使用的測試調(diào)試過程中不可避免的存在人為接觸的二次污染誘導(dǎo)腐蝕現(xiàn)象產(chǎn)生。

根據(jù)連接器表面現(xiàn)象，初步判定為耐腐蝕性能不足。為確定CPCI連接器銹蝕原因及現(xiàn)象，采用鹽霧試驗實驗手段評估其耐腐蝕性能。在正常應(yīng)力狀態(tài)下，高可靠性、長壽命電子功能部件為預(yù)估一定環(huán)境下的壽命而進行的環(huán)境適應(yīng)性實驗所需的時間往往較長，多數(shù)實驗者會主動選擇加速壽命實驗，以期在不改變其失效機理的情況下，盡可能的縮短實驗時間[5]。根據(jù)按GJB 150.11A-2009的試驗方法對其進行鹽霧試驗評估，48 h連續(xù)噴霧后，觀察試驗樣品；繼續(xù)48 h連續(xù)噴霧，總試驗時間96 h連續(xù)噴霧[6]。得到試驗結(jié)果如圖2、圖3所示。

圖1 CPCI連接器表面腐蝕現(xiàn)象

試驗結(jié)果表明：經(jīng)過48 h鹽霧試驗后，CPCI連接器表面有明顯銹蝕，表面銹蝕率達到了19.11 %，如圖2所示；經(jīng)過96 h鹽霧試驗后，銹蝕情況加劇，表面銹蝕率上升到33.68 %，如圖3所示。

因此，按GB/T 6461標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)腐蝕試驗后的試樣和試件的評級規(guī)定，48 h鹽霧試驗后機體表面的缺陷面積10 %＜A≤25 %，評級RP為2級；96 h鹽霧試驗后機體表面的缺陷面積25 %＜A≤50 %，評級RP為1級，存在中度以上的腐蝕情況，CPCI連接器塑封體包覆金屬外殼的表面耐腐蝕性能力存在不足[7]。

圖2 48 h鹽霧試驗結(jié)果及銹蝕面積提取

圖3 96 h鹽霧試驗結(jié)果及銹蝕面積提取

2 DJB-823防護工藝研究

2.1 防護工藝設(shè)計

采用DJB-823固體薄膜防護劑涂具CPCI連接器屏蔽外殼，工藝上存在浸涂防護和刷涂防護兩種操作方式，為充分驗證工藝方式的防護功能效果以及防護對功能性能的影響，結(jié)合實際工況，通過試驗進行考核驗證。

2.2 防護效果驗證

設(shè)置三組狀態(tài)進行工藝及效果驗證。

第一組：DJB-823浸涂防護后的元器件在機箱內(nèi)完成鹽霧試驗；第二組：DJB-823刷涂防護后的元器件在機箱內(nèi)完成鹽霧試驗；第三組：未防護的元器件放在機箱內(nèi)完成鹽霧試驗。

按照實際裝機狀態(tài)，將第一、第二和第三組元器件插接在干擾機箱的后背板上進行試驗。

2.2.1 試驗條件：參考GJB 150.11A-2009中鹽霧試驗要求。

2.2.2 參考典型工藝，配制DJB-823防護劑，對CPCI連接器進行浸涂和刷涂保護。具體流程與操作如下：前處理、清洗、預(yù)熱、涂敷、完全浸涂、甩干、晾干、烘干、冷卻典型涂覆工藝流程后觀察實驗情況。

2.2.3 耐蝕性能檢測：

1）第一組：DJB-823浸涂防護后的元器件在機箱內(nèi)完成鹽霧試驗。

48 h鹽霧試驗后，器件沒有發(fā)現(xiàn)任何銹蝕，如圖4所示。

繼續(xù)鹽霧試驗，至96 h后，元器件表面和插針未發(fā)現(xiàn)銹蝕跡象，如圖5所示。

2）第二組：DJB-823刷涂防護后的元器件在機箱內(nèi)完成鹽霧試驗。

48 h鹽霧試驗后，器件沒有發(fā)現(xiàn)任何銹蝕。如圖6所示。

繼續(xù)鹽霧試驗，至96 h后，元器件表面和插針未發(fā)現(xiàn)銹蝕跡象，如圖7所示。

3）第三組：未防護的元器件放在機箱內(nèi)完成鹽霧試驗。

圖4 第一組48 h鹽霧試驗結(jié)果

圖5 第一組96 h鹽霧試驗結(jié)果

圖6 第二組48 h鹽霧試驗結(jié)果

圖7 第二組96 h鹽霧試驗

圖8 第三組48 h鹽霧試驗結(jié)果

48 h鹽霧試驗后，有一個器件表面發(fā)現(xiàn)有輕微銹蝕印記，如圖8所示。

繼續(xù)鹽霧試驗，至96 h后，元器件表面出現(xiàn)斑點狀銹蝕跡象，對腐蝕面積提取得到結(jié)果，如圖9所示。

總結(jié)上述試驗情況可得如表1所示結(jié)果。

2.3 電訊性能檢測

為了確認采取DJB-823防護后的元器件是否影響印制板的電訊性能，在上述四組試驗的基礎(chǔ)上，同步開展了第四組驗證試驗，將DJB-823防護過的CPCI元器件安裝到信道化插件板上，進行電訊性能測試，并與未采取元器件防護措施的插件進行對比。

圖9 第三組96 h鹽霧試驗結(jié)果及銹蝕面積提取

表1 CPCI連接器鹽霧試驗結(jié)果

測試結(jié)果表明，插件工作正常， CPCI連接器傳輸正常，性能未受影響。因此，DJB-823防護劑防護，不影響CPCI連接器的電訊性能。這種結(jié)果也符合DJB-823防護劑提供的使用資料中所描述的。

2.4 試驗結(jié)論

根據(jù)前述的試驗方案驗證可得出，機箱內(nèi)插件上的CPCI連接器，在96 h鹽霧試驗后也出現(xiàn)了銹蝕現(xiàn)象，而經(jīng)過DJB-823浸涂和刷涂防護的CPCI連接器在機箱內(nèi)完成96 h鹽霧試驗后，沒有出現(xiàn)銹蝕現(xiàn)象。同時其電訊性能無影響。說明通過DJB-823保護劑的浸涂和刷涂工藝防護都能夠?qū)崿F(xiàn)連接器金屬表面的有效保護。

2.5 DJB-823防護劑的時效性

資料顯示，DJB-823固體薄膜保護劑，在接點金屬表面刷涂后，形成一層極薄的固體防護薄膜，能長時間防止金屬接點磨損，同時防止大氣中各種腐蝕介質(zhì)對金屬的侵蝕，從而保證電接觸穩(wěn)定可靠。對于非接觸金屬平面的保護時效和保護時間會更好，能夠滿足產(chǎn)品使用的需要。同時，DJB-823保護劑與金屬表面有很好的結(jié)合力，能夠在金屬表面形成很好的附著。

3 結(jié)論

本文針對機載雷達用CPCI連接器金屬外殼表面存在的修飾問題，通過加速腐蝕實驗分析了腐蝕原因。以DJB-823固體薄膜保護劑為基礎(chǔ)，設(shè)計了詳細的防護工藝并對連接器進行了對比實驗驗證與研究。通過中性鹽霧耐蝕實驗測試和環(huán)境實驗后樣件的電訊性能測試，證明了以DJB-823保護劑為基礎(chǔ)防護工藝對連接器外殼金屬表面具有良好的防護效果，能滿足軍用級別的使用，為此類連接器使用時的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性提供保證。