Современная электроника №4/2021

ЭЛЕМЕНТЫ И КОМПОНЕНТЫ 24 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 4 2021 Исследование эксплуатационных качеств покрытий для радиочастотных соединителей В статье приведены результаты исследований контактного сопротивления, износостойкости, гибкости, паяемости и интермодуляционных свойств материалов, применяемых для покрытий радиочастотных соединителей. В ходе испытания анализировались эксплуатационные качества пяти различных покрытий: серебра, белой бронзы (в том числе инновационного материала SURO720), олово-никеля и химического никель-фосфора. Кристиан Рем (HUBER+SUHNER) , Кристиан Дандл, Бернхард Цехентнер, Райнхард Вагнер (Rosenberger) Введение HUBER+SUHNER AG и Rosenberger Hochfrequenztechnik GmbH & Co. KG являются ведущими поставщиками радиочастотных и оптических компо- нентов связи: соединителей, кабелей и готовых сборок для телекоммуникаций, приборов космической промышленно- сти, приложений для защиты, тестиро- вания и измерений. Поскольку покры- тие из материала остаётся решающим фактором при определении характе- ристик радиочастотных соединителей, обе компании серьёзно занимаются научно-исследовательскими работами в области разработки новых покрытий. Для этого у компаний имеется соответ- ствующее оборудование. Чтобы предоставить клиентам под- робную информацию о различных покрытиях и их характеристиках, ком- пании HUBER+SUHNER и Rosenberger продолжают очень тесно сотрудничать. Результатом этого сотрудничества ста- ла настоящая статья, которую можно использовать в качестве справочно- го материала при выборе различных вариантов покрытия. В данной статье оцениваются тради- ционные современные покрытия, а так- же новое запатентованное покрытие SURO720,разработанноеHUBER+SUHNER в партнёрстве с Rosenberger. Чтобы получить более подробные характеристики различных покры- тий, используемых в радиочастотных соединителях, в рамках исследования оценивалась устойчивость к корро- зии при испытании в соляном тумане в течение 720 ч. В ходе теста анализи- ровались эксплуатационные качества пяти различных покрытий: серебра, белой бронзы, SURO720, олово-нике- ля и химического никель-фосфора. Помимо этого, исследованы контакт- ное сопротивление, износостойкость, гибкость, пригодность к пайке и пас- сивные интермодуляционные свойства. Что касается контактного сопротив- ления, то лучшие результаты проде- монстрировали серебряные покрытия. Чуть хуже показатели у белой брон- зы, SURO720 и оловянно-никелевых покрытий. Химическое никель-фос- форное покрытие показало наиболь- шее контактное сопротивление. Наилучшая износостойкость была у покрытия никель-фосфор, полученно- го методом химического восстановле- ния. Покрытие из серебра чрезмерно изнашивается, потому этот материал не рекомендуется для применений с боль- шим количеством циклов соединений и рассоединений. Недостаток твёрдо- сти и износостойкости был отмечен и у никель-фосфорного покрытия – в результате агрессивного воздействия покрытие оказалось очень хрупким. Для пайки пригодными оказались покрытия из серебра, SURO720 и белой бронзы. Никель-фосфорное покры- тие имеет плохую смачиваемость при пайке стандартными припоями. Пло- хая смачиваемость, вероятно, вызовет проблемы во время пайки, особенно в изделиях, чувствительных к пассивной интермодуляции (ПИМ). Олово-нике- левое покрытие можно паять, однако это потребует очень строгого контро- ля во время нанесения покрытия и пай- ки деталей, кроме того, проблемы могут возникнуть и во время хранения. Поэ- тому олово-никель не является идеаль- ным покрытием для паяемых деталей. Что касается коррозии, моделируе- мой с помощью 720-часового нахож- дения в солевом тумане, серебряные покрытия с последующей обработкой против потускнения на основе тиола и химический никель-фосфор показали удовлетворительные результаты. В то же время никель-фосфорные покрытия лучше справляются с корро- зией. Серебряные покрытия практиче- ски не показывают ухудшения контакт- ного сопротивления. Олово-никелевые покрытия обесцвечиваются, при этом у них повышается контактное сопро- тивление. Без прямого контакта с алюминием стандартное белое бронзовое покрытие подвергается коррозии даже визуально, в то время как новое покрытие SURO720 почти не изнашивается. Кроме того, кон- тактное сопротивление SURO720 незна- чительно изменяется после испытания на коррозию. Таким образом, SURO720 отвечает самым высоким требованиям с точки зрения устойчивости к коррозии, пригодности к пайке и электрических характеристик, сохраняя при этом зна- чительное экономическое преимуще- ство обычных покрытий перед покры- тиями из белой бронзы. На рынке мобильной связи сфор- мировался тренд на соединители с повышенными требованиями к харак- теристикам покрытия, особенно к кор- розионной стойкости. Соединители, используемые на открытом воздухе, например на удалённых радиоголовках и антеннах, подвергаются экстремаль- ным нагрузкам и должны выдерживать температурные перепады (от арктиче- ских зим до тропической жары). Для этих соединителей необходимо покры- тие с исключительной коррозионной стойкостью, только так соединители будут соответствовать строгим механи- ческим и электрическим требованиям. В настоящее время в конструкции соединителей используется множе- ство различных типов покрытий, поэ- тому необходимо подробное сравнение их преимуществ и недостатков, чтобы выяснить, какое из них обеспечива- ет оптимальную коррозионную стой- кость. Так, компании HUBER+SUHNER AG и Rosenberger провели обширное сравнительное исследование наибо- лее популярных покрытий радиоча- стотных соединителей. Также в этом