Современная электроника №3/2020

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 30 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2020 Покрытия радиочастотных соединителей Радиочастотные соединители являются необходимыми компонентами систем связи и телекоммуникации, авиационной и авиакосмической аппаратуры, медицинской техники, систем управления транспортом и многих других систем. Важнейшее место в конструкции и технологии изготовления радиочастотных соединителей занимают покрытия их металлических поверхностей. Рассмотрению состава и свойств современных покрытий радиочастотных соединителей посвящена данная статья. Кива Джуринский (kbd.istok@mail.ru ) Основные виды покрытий В радиочастотных соединителях применяют небольшую номенклату- ру металлических материалов. Корпу- са коммерческих, а также немагнитных соединителейизготавливают из латуни, реже –из бронзы, а корпуса герметичных соединителей, в которых герметичность обеспечивает металлостеклянный спай, – из железо-никель-кобальтового сплава Kovar (вРоссии–29НК). Корпусыизмери- тельных, метрологических и составных соединителей сантиметровогоимилли- метрового диапазонов длин волн выпол- няют из пассивированнойнержавеющей стали. Внутренние цанговые проводни- ки соединителей всех типов за рубежоми в нашей стране изготавливают из терми- чески упрочнённой бериллиевой брон- зы. Для изготовления центральныхшты- ревых проводников применяют латунь или бериллиевуюбронзу. Параметры радиочастотных соедини- телей в значительной степени определя- ются составом и свойствами покрытий их наружных и внутренних проводни- ков. Поэтому зарубежные компании постоянно ведут работы по созданию новых, более совершенных и экономич- ных покрытий. Покрытия, применяемые в настоящее время зарубежными компа- ниями – производителями соедините- лей и других электронных компонентов, приведены в таблице 1 [1–13, 17–33]. Требования, предъявляемые к покрытиям К покрытиям радиочастотных соеди- нителей предъявляют следующие тре- бования: ● высокая электропроводность, низкое и стабильное контактное сопротив- ление; ● высокая коррозионная стойкость; ● износостойкость; ● температурная стойкость; ● хорошая паяемость; ● немагнитность; ● низкий уровень интермодуляцион- ных искажений; ● оптимальное соотношение цена/ка- чество; ● экологичность: отсутствие в составе покрытия вредных веществ (соответ- ствие директиве RoHS). Рассмотрим перечисленные характе- ристики подробнее. Контактное сопротивление Соединение внутренних и наружных проводников вилки и розетки соедини- теля происходит в результате образова- ния точечных контактов, так как даже тщательно обработанные поверхности обоих проводников имеют неровности: выступы и впадины (см. рис. 1) [1, 14]. Кроме того, на поверхности металлов адсорбируются молекулы газов окру- жающей среды, и образуются тончай- шие непроводящие плёнки окислов, сульфидов и различных органических загрязнений. В результате совместно- го действия точечных контактов и непроводящих плёнок возникает кон- тактное сопротивление, зависящее от многих факторов: удельного электри- ческого сопротивления, твёрдости, пла- стичности и коррозионной стойкости покрытия, площади и шероховатости поверхности контакта, условий нанесе- ния покрытия и т.д. [1, 2, 14]. В техни- ческих условиях на соединители раз- ных типов приводят следующие нормы величины сопротивления: 1…3 мОм – для наружных и 3…5 мОм – для внутрен- них проводников [2]. Низкое контактное сопротивление обеспечивают покрытия с низким удельным электрическим сопротив- лением, которое необходимо также для уменьшения прямых СВЧ-потерь в соединителе. Наименьшую величину удельного сопротивления имеют сере- бряное и золотое покрытия, наиболь- шую – химически осаждённый никель, содержащий до 13%фосфора. Для обе- спечения низкого и стабильного во вре- Таблица 1. Покрытия зарубежных радиочастотных соединителей Покрытие Обозначение (производитель), состав, толщина Стандартное золотое покрытие (для корпусов из латуни) Gold plated (Harting, Telegartner и др.): золото – 0,8 мкм, подслои меди – 1 мкм и никеля – 2 мкм. Тонкое покрытие «твёрдое» золото по подслою химического никеля Hard gold (сплав золота с 0,1–0,3% кобальта или никеля): AuroDur (Rosenberger): химический никель – 2–3 мкм, «твёрдое» золото – 0,15 мкм; NiP-Au (Telegartner, Harting): химический никель – 4 мкм, «твёрдое» золото – 0,1 мкм; Sucopro (Huber+Suhner): «твёрдое» золото 99,7% – 0,1–0,2 мкм, химический никель (фосфор 10,5%) – 2 мкм. Гальванический никель Nickel plated (Harting, Telegartner): никель – 5 мкм, медь – 2 мкм. Химический никель Никель с 8–13% фосфора. NPGR (Radiall): более 10% фосфора; Sucodur (Huber+Suhner): никель с 10,5–13% фосфора. «Белая бронза» Сплав олово-медь-цинк: 50–55% меди, 30–35% олова, 15–17% цинка, 0,5–4 мкм. BBR (Radiall); Miralloy 2844 (Umicore Electroplating): 55% меди, 30% олова, 15% цинка; Sucoplate (Huber+Suhner); Secoplate (SEC Plating); Tri-M3™ (Electro-Spec, Inc.); Optalloy (Rosenberger); Telealloy (Harting): 3 мкм; Albaloy (Delta Electronics). «Белая бронза», покрытая золотом GBR (Radiall): «твёрдое» золото – 0,2 мкм поверх BBR – 1,8 мкм. Серебро, покрытое «белой бронзой» Sucoplate 30 (Huber+Suhner): серебро – 2 мкм, Sucoplate – 0,5 мкм; Optargen (Rosenberger, Telegartner): серебро – 2 мкм, «белая бронза» – 0,5 мкм. Серебро, сплав серебро-сурьма Silver plated (Harting, Telegartner): серебро – 5 мкм, подслой меди – 2 мкм. Палладий-никель, палладий- никель, покрытый тонким слоем золота Твёрдый раствор палладия (70–80%) и никеля (20–30%), «твёрдое» золото – менее 0,25 мкм (FCI, Molex, TE Electronics и др.). .. .. .. .. ..