基于DJB-823保护剂的连接器盐雾防护工艺

陈路加，丁良兵

（中国电子科技集团公司 第三十八研究所，合肥 230088）

引言

CPCI（Compact Peripheral Component Interconnect）连接器是雷达分机中常用连接器，一般实现DSP插件和信道化插件的控制信号传输、插件与分机背板和其他插件之间的数据交互，是一种集成化的信号传输载体。在使用过程中，部分军用CPCI连接器的金属表面暴露在空气中时，与空气中的介质发生化学反应而是使设备的结构、材料遭受不同程度的腐蚀。随着腐蚀程度的加深会使连接器的导电性能下降、发生短路等故障。特别是海洋环境下的雷达设备，更容易发生锈蚀、老化、霉变和腐蚀等现象，轻则外观破损，重则部件损坏、电气短路[1]。

针对军品的盐雾环境适应性的需求，金属件腐蚀等现场可以通过选用耐腐蚀材料，采取镀、涂等措施解决[2]。但在一些金属外壳表面特别是外壳表面较为光滑时，一般的防护工艺（如三防漆涂覆）易发生涂覆层脱落等问题，从而致使防护失效[3]，发生腐蚀。

DJB-823电接触固体薄膜保护剂是把润滑剂与金属缓蚀剂相结合的新型产物，也是由多种有效成份组成的一种新型润滑材料。DJB-823具有特殊的化学结构，能与金属形成化学键结合，能牢固而持久的附着在金属表面，构成一层固体薄膜，隔绝了腐蚀介质对金属的腐蚀。DJB-823保护剂大量应用于接触件上，不仅提高了接触件本身的基本性能，而且大大延长了电连接器的使用寿命[4]。

1 腐蚀现象分析

在某型机载雷达的分机插件使用中出现CPCI连接器表面有三防漆片状脱落、起皮，斑点性锈蚀现象，如图1所示。

此型连接器在产品中的使用环境为舱内设备中的不气密机箱内部，属于一般使用环境。连接器基材为绝缘性和抗腐蚀性强的聚酯-玻璃纤维，外表面金属连接和电磁屏蔽材料为合金中耐腐蚀性和耐磨损性较强的磷青铜。产生斑点性的锈蚀现象的即为金属外壳，连接器其余部分无异常现象。其金属外壳应采用了具有一定耐腐蚀性能的活跃金属的设计，客观上存在耐盐雾能力薄弱的问题，同时在使用的测试调试过程中不可避免的存在人为接触的二次污染诱导腐蚀现象产生。

根据连接器表面现象，初步判定为耐腐蚀性能不足。为确定CPCI连接器锈蚀原因及现象，采用盐雾试验实验手段评估其耐腐蚀性能。在正常应力状态下，高可靠性、长寿命电子功能部件为预估一定环境下的寿命而进行的环境适应性实验所需的时间往往较长，多数实验者会主动选择加速寿命实验，以期在不改变其失效机理的情况下，尽可能的缩短实验时间[5]。根据按GJB 150.11A-2009的试验方法对其进行盐雾试验评估，48 h连续喷雾后，观察试验样品；继续48 h连续喷雾，总试验时间96 h连续喷雾[6]。得到试验结果如图2、图3所示。

图1 CPCI连接器表面腐蚀现象

试验结果表明：经过48 h盐雾试验后，CPCI连接器表面有明显锈蚀，表面锈蚀率达到了19.11 %，如图2所示；经过96 h盐雾试验后，锈蚀情况加剧，表面锈蚀率上升到33.68 %，如图3所示。

因此，按GB/T 6461标准经腐蚀试验后的试样和试件的评级规定，48 h盐雾试验后机体表面的缺陷面积10 %＜A≤25 %，评级RP为2级；96 h盐雾试验后机体表面的缺陷面积25 %＜A≤50 %，评级RP为1级，存在中度以上的腐蚀情况，CPCI连接器塑封体包覆金属外壳的表面耐腐蚀性能力存在不足[7]。

图2 48 h盐雾试验结果及锈蚀面积提取

图3 96 h盐雾试验结果及锈蚀面积提取

2 DJB-823防护工艺研究

2.1 防护工艺设计

采用DJB-823固体薄膜防护剂涂具CPCI连接器屏蔽外壳，工艺上存在浸涂防护和刷涂防护两种操作方式，为充分验证工艺方式的防护功能效果以及防护对功能性能的影响，结合实际工况，通过试验进行考核验证。

2.2 防护效果验证

设置三组状态进行工艺及效果验证。

第一组：DJB-823浸涂防护后的元器件在机箱内完成盐雾试验；第二组：DJB-823刷涂防护后的元器件在机箱内完成盐雾试验；第三组：未防护的元器件放在机箱内完成盐雾试验。

按照实际装机状态，将第一、第二和第三组元器件插接在干扰机箱的后背板上进行试验。

2.2.1 试验条件：参考GJB 150.11A-2009中盐雾试验要求。

2.2.2 参考典型工艺，配制DJB-823防护剂，对CPCI连接器进行浸涂和刷涂保护。具体流程与操作如下：前处理、清洗、预热、涂敷、完全浸涂、甩干、晾干、烘干、冷却典型涂覆工艺流程后观察实验情况。

2.2.3 耐蚀性能检测：

1）第一组：DJB-823浸涂防护后的元器件在机箱内完成盐雾试验。

48 h盐雾试验后，器件没有发现任何锈蚀，如图4所示。

继续盐雾试验，至96 h后，元器件表面和插针未发现锈蚀迹象，如图5所示。

2）第二组：DJB-823刷涂防护后的元器件在机箱内完成盐雾试验。

48 h盐雾试验后，器件没有发现任何锈蚀。如图6所示。

继续盐雾试验，至96 h后，元器件表面和插针未发现锈蚀迹象，如图7所示。

3）第三组：未防护的元器件放在机箱内完成盐雾试验。

图4 第一组48 h盐雾试验结果

图5 第一组96 h盐雾试验结果

图6 第二组48 h盐雾试验结果

图7 第二组96 h盐雾试验

图8 第三组48 h盐雾试验结果

48 h盐雾试验后，有一个器件表面发现有轻微锈蚀印记，如图8所示。

继续盐雾试验，至96 h后，元器件表面出现斑点状锈蚀迹象，对腐蚀面积提取得到结果，如图9所示。

总结上述试验情况可得如表1所示结果。

2.3 电讯性能检测

为了确认采取DJB-823防护后的元器件是否影响印制板的电讯性能，在上述四组试验的基础上，同步开展了第四组验证试验，将DJB-823防护过的CPCI元器件安装到信道化插件板上，进行电讯性能测试，并与未采取元器件防护措施的插件进行对比。

图9 第三组96 h盐雾试验结果及锈蚀面积提取

表1 CPCI连接器盐雾试验结果

测试结果表明，插件工作正常， CPCI连接器传输正常，性能未受影响。因此，DJB-823防护剂防护，不影响CPCI连接器的电讯性能。这种结果也符合DJB-823防护剂提供的使用资料中所描述的。

2.4 试验结论

根据前述的试验方案验证可得出，机箱内插件上的CPCI连接器，在96 h盐雾试验后也出现了锈蚀现象，而经过DJB-823浸涂和刷涂防护的CPCI连接器在机箱内完成96 h盐雾试验后，没有出现锈蚀现象。同时其电讯性能无影响。说明通过DJB-823保护剂的浸涂和刷涂工艺防护都能够实现连接器金属表面的有效保护。

2.5 DJB-823防护剂的时效性

资料显示，DJB-823固体薄膜保护剂，在接点金属表面刷涂后，形成一层极薄的固体防护薄膜，能长时间防止金属接点磨损，同时防止大气中各种腐蚀介质对金属的侵蚀，从而保证电接触稳定可靠。对于非接触金属平面的保护时效和保护时间会更好，能够满足产品使用的需要。同时，DJB-823保护剂与金属表面有很好的结合力，能够在金属表面形成很好的附着。

3 结论

本文针对机载雷达用CPCI连接器金属外壳表面存在的修饰问题，通过加速腐蚀实验分析了腐蚀原因。以DJB-823固体薄膜保护剂为基础，设计了详细的防护工艺并对连接器进行了对比实验验证与研究。通过中性盐雾耐蚀实验测试和环境实验后样件的电讯性能测试，证明了以DJB-823保护剂为基础防护工艺对连接器外壳金属表面具有良好的防护效果，能满足军用级别的使用，为此类连接器使用时的可靠性和环境适应性提供保证。