陳路加，丁良兵

（中國電子科技集團(tuán)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(dá)分機(jī)中常用連接器，一般實(shí)現(xiàn)DSP插件和信道化插件的控制信號(hào)傳輸、插件與分機(jī)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(hào)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(shí)，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(huì)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(dá)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(duì)軍品的鹽霧環(huán)境適應(yīng)性的需求，金屬件腐蝕等現(xiàn)場(chǎng)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(shí)，一般的防護(hù)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(hù)失效[3]，發(fā)生腐蝕。

DJB-823電接觸固體薄膜保護(hù)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(duì)金屬的腐蝕。DJB-823保護(hù)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(jī)載雷達(dá)的分機(jī)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(diǎn)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(jī)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(qiáng)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(qiáng)的磷青銅。產(chǎn)生斑點(diǎn)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(jì)，客觀上存在耐鹽霧能力薄弱的問題，同時(shí)在使用的測(cè)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(yàn)實(shí)驗(yàn)手段評(píng)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(jìn)行的環(huán)境適應(yīng)性實(shí)驗(yàn)所需的時(shí)間往往較長，多數(shù)實(shí)驗(yàn)者會(huì)主動(dòng)選擇加速壽命實(shí)驗(yàn)，以期在不改變其失效機(jī)理的情況下，盡可能的縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間[5]。根據(jù)按GJB 150.11A-2009的試驗(yàn)方法對(duì)其進(jìn)行鹽霧試驗(yàn)評(píng)估，48 h連續(xù)噴霧后，觀察試驗(yàn)樣品；繼續(xù)48 h連續(xù)噴霧，總試驗(yàn)時(shí)間96 h連續(xù)噴霧[6]。得到試驗(yàn)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(yàn)結(jié)果表明：經(jīng)過48 h鹽霧試驗(yàn)后，CPCI連接器表面有明顯銹蝕，表面銹蝕率達(dá)到了19.11 %，如圖2所示；經(jīng)過96 h鹽霧試驗(yàn)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(yàn)后的試樣和試件的評(píng)級(jí)規(guī)定，48 h鹽霧試驗(yàn)后機(jī)體表面的缺陷面積10 %＜A≤25 %，評(píng)級(jí)RP為2級(jí)；96 h鹽霧試驗(yàn)后機(jī)體表面的缺陷面積25 %＜A≤50 %，評(píng)級(jí)RP為1級(jí)，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(yàn)結(jié)果及銹蝕面積提取

圖3 96 h鹽霧試驗(yàn)結(jié)果及銹蝕面積提取

2 DJB-823防護(hù)工藝研究

2.1 防護(hù)工藝設(shè)計(jì)

采用DJB-823固體薄膜防護(hù)劑涂具CPCI連接器屏蔽外殼，工藝上存在浸涂防護(hù)和刷涂防護(hù)兩種操作方式，為充分驗(yàn)證工藝方式的防護(hù)功能效果以及防護(hù)對(duì)功能性能的影響，結(jié)合實(shí)際工況，通過試驗(yàn)進(jìn)行考核驗(yàn)證。

2.2 防護(hù)效果驗(yàn)證

設(shè)置三組狀態(tài)進(jìn)行工藝及效果驗(yàn)證。

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

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

2.2.1 試驗(yàn)條件：參考GJB 150.11A-2009中鹽霧試驗(yàn)要求。

2.2.2 參考典型工藝，配制DJB-823防護(hù)劑，對(duì)CPCI連接器進(jìn)行浸涂和刷涂保護(hù)。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(shí)驗(yàn)情況。

2.2.3 耐蝕性能檢測(cè)：

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

48 h鹽霧試驗(yàn)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(yàn)，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(hù)后的元器件在機(jī)箱內(nèi)完成鹽霧試驗(yàn)。

48 h鹽霧試驗(yàn)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(yàn)，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(hù)的元器件放在機(jī)箱內(nèi)完成鹽霧試驗(yàn)。

圖4 第一組48 h鹽霧試驗(yàn)結(jié)果

圖5 第一組96 h鹽霧試驗(yàn)結(jié)果

圖6 第二組48 h鹽霧試驗(yàn)結(jié)果

圖7 第二組96 h鹽霧試驗(yàn)

圖8 第三組48 h鹽霧試驗(yàn)結(jié)果

48 h鹽霧試驗(yàn)后，有一個(gè)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(yàn)，至96 h后，元器件表面出現(xiàn)斑點(diǎn)狀銹蝕跡象，對(duì)腐蝕面積提取得到結(jié)果，如圖9所示。

總結(jié)上述試驗(yàn)情況可得如表1所示結(jié)果。

2.3 電訊性能檢測(cè)

為了確認(rèn)采取DJB-823防護(hù)后的元器件是否影響印制板的電訊性能，在上述四組試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，同步開展了第四組驗(yàn)證試驗(yàn)，將DJB-823防護(hù)過的CPCI元器件安裝到信道化插件板上，進(jìn)行電訊性能測(cè)試，并與未采取元器件防護(hù)措施的插件進(jìn)行對(duì)比。

圖9 第三組96 h鹽霧試驗(yàn)結(jié)果及銹蝕面積提取

表1 CPCI連接器鹽霧試驗(yàn)結(jié)果

測(cè)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(hù)劑防護(hù)，不影響CPCI連接器的電訊性能。這種結(jié)果也符合DJB-823防護(hù)劑提供的使用資料中所描述的。

2.4 試驗(yàn)結(jié)論

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

2.5 DJB-823防護(hù)劑的時(shí)效性

資料顯示，DJB-823固體薄膜保護(hù)劑，在接點(diǎn)金屬表面刷涂后，形成一層極薄的固體防護(hù)薄膜，能長時(shí)間防止金屬接點(diǎn)磨損，同時(shí)防止大氣中各種腐蝕介質(zhì)對(duì)金屬的侵蝕，從而保證電接觸穩(wěn)定可靠。對(duì)于非接觸金屬平面的保護(hù)時(shí)效和保護(hù)時(shí)間會(huì)更好，能夠滿足產(chǎn)品使用的需要。同時(shí)，DJB-823保護(hù)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(duì)機(jī)載雷達(dá)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(shí)驗(yàn)分析了腐蝕原因。以DJB-823固體薄膜保護(hù)劑為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了詳細(xì)的防護(hù)工藝并對(duì)連接器進(jìn)行了對(duì)比實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與研究。通過中性鹽霧耐蝕實(shí)驗(yàn)測(cè)試和環(huán)境實(shí)驗(yàn)后樣件的電訊性能測(cè)試，證明了以DJB-823保護(hù)劑為基礎(chǔ)防護(hù)工藝對(duì)連接器外殼金屬表面具有良好的防護(hù)效果，能滿足軍用級(jí)別的使用，為此類連接器使用時(shí)的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性提供保證。