镀镍导线压接技术研究

镀镍导线压接技术研究

郭进 吴文单 成双林

（贵州航天电器股份有限公司，贵州 贵阳 550009）

摘要：导线压接是端接方式里面最为常见和可靠的一种连接方式，通过外力使导体间形成永久性的形变连接。压接操作方便，无需引入新物料，可在无电源、热源的环境下进行操作^［1］。镀镍导线有性能稳定，耐高温，成本相对较低的特点，目前在很多场合都有选用镀镍导线作为电信号传输的载体。但镀镍导线在常规压接后经常出现导通电阻值异常现象，本文将通过对镀镍导线的压接分析及研究，提升镀镍导线导通电阻值稳定性和一致性，以提高产品的使用可靠性。

关键词：压接 镀镍导线 导通电阻值

1 引言

在压接连接技术中，为保证产品质量，从GJB 5020《压接连接技术要求》标准中针对压接导线有着诸多条件的限制，其中主要的有以下几点：①、用于压接连接的导线应为多股绞合线，单股导线不能用于压接；②、导线线芯材料的硬度应和压线筒材料硬度相近；③用于压接连接的导线线芯应为镀银铜线，使用镀锡和镀镍导线必须经过批准，但镀镍导线不使用与低电压场合。国军标中明确规定了镀镍导线的使用范围，需经批准及不使用在低电压场合。目前电缆组件产品在高温环境、抗氧环境、高寿命、耐磨性、轻型化等方面的快速发展及运用，以及相比镀银铜线的较高性价比，生产工艺相对简单、价格便宜、耐高温、抗氧化等优点，镀镍导线被越来越多的客户、厂商青睐，在很多产品上被广泛使用。但由于镀镍导线和镀银导线相比，本身存在导电性差、硬度大等缺点，造成在推广使用上依然受限。特别是导电性差，压接后导通电阻值不稳定的现象，给产品的质量埋下了隐患。本文通过对镀镍导线的压接分析，采取控制措施，提升导通电阻值的稳定性。

2 电阻值不稳定原因分析

2.1生产过程分析

在使用镀镍导线的生产过程中，会影响导通电阻值的原因有导线载体、剥线过程、压接过程、灌胶过程。通过GB/T 11019《镀镍圆铜线》标准查阅和剪取镀镍导线进行实际测量，导线载体满足标准要求，不存在问题。剥线过程也遵循GJB 5020的规定要求（本文不做研究），不存在问题。压接过程是直接影响导通电阻值的因素，其中欠压（导线线芯与压线筒形变不够）影响最大^［2］。灌封过程由于有新的物料引入，胶体将压接部位全部包裹，灌封时胶液、胶液中的水分等液体会流入压接筒和导线线芯之间，形成隔离层导致导通电阻值不稳定。

2.2压接过程验证

2.2.1压接设备介绍

为提升压接效率，实现连续半自动化压接，工作原理同DMC公司的M22520/2-01压接钳和定位器，压接过程中由伺服电机取代压接钳手动压接过程，设备如图1；

1. 压接设备

2.2.2压接机理分析

检测压接质量主要依据GJB 5020的要求，对外观、电压降（电阻值）、耐拉力进行检查，必要时增加压接截面积金相显微镜检查。其中耐拉力的符合性是保证压接质量的重要条件之一，通过耐拉力检查，可以有效检查出压接是否牢靠。GJB 5020中对压接深度、截面积、导电率、耐拉力之间的关系绘制出了相应条件下的关系曲线图。图中的耐拉力随着压接深度的增加，从低值渐变到一个峰值，又从峰值逐渐降低，如图2。由于耐拉力检验值只规定了最小值，从而导致压接深度也是一个范围，既可以在峰值的左侧，也可以在峰值的右测。从机理上得出，在相同的耐拉力值下，对应着两个压接深度，压接深度不一样，压接筒和导线之间的间隙也会不同。

2. 压接抗拉力曲线图

2.2.3压接验证

选取常用的截面积为0.3mm²镀镍导线进行验证，压接之后进行耐拉力测试，按GJB 5020要求，0.3mm²导线的耐拉力要求为＞33N。选截面积0.3mm²的400mm长HF46-2-0.3（7/0.23）镀镍导线30根分成3组，控制压接深度状态为分别拉力值处于最高点的左侧、拉力值处于最高点（7股丝0.3mm²的最大耐拉力为71N，多次试验验证得出）、拉力值处于最高点右侧，见图3，根据这三种状态进行压接，按状态调模，分别压接3组，每组10根。

3. 试验拉力曲线图

压接后选取3根进行拉力测试，3根进行金相检查（剩余的过程中有损耗时补充使用）。进行验证的导线导通电阻值和耐拉力值见表1。

1. 压接验证数据

第一组：拉力≥33N（拉力值三组，分别为61N、63N和61N），金相分析如图4：

4. 第一组金相图片

第二组：拉力≥33N（拉力值三组，分别为71N、70N和70N），做金相如图5所示：

5. 第二组金相图片

第三组：拉力≥33N（拉力值三组，分别为57N、55N和55N），做金相如图6所示：

6. 第三组金相图片

三组试验导线，拉力值均在合格范围之内，其中从拉力值最高点左侧的金相图片可观察到，在耐拉力满足的情况，导线线芯形和压接筒变量较小，导线线芯和压接筒之间有较大缝隙；第二组和第三组导线线芯和压接筒形变逐渐明显，导线线芯和压接筒之间的间隙也在缩小。

2.2.4压接结论

当压接耐拉力值满足压接要求时，压接的导线线芯和压接筒形变也存在差异。只有形变达到一个最优值时，才能保证压接质量是最可靠，导通电阻值是最稳定的。

2.3灌封过程验证

按照3种已经验证的压接现象，再各压接50根，用于组装后灌封。选取常用的元器件J40-15TJ元器件，进行满点装入后灌封，每种状态可装配3只产品。灌封胶选取EC104、DG-3S和NQ-803三种胶液，三种胶液的流动性从强到弱一次为EC104＞DG-3S＞NQ-803，从每组里面个选取一只灌封不同的胶液，按胶的固化条件进行固化后测试产品导通电阻值，其情况见表2。

2. 灌封验证数据

经过灌封后对产品进行导通电阻值检查发现，导线线芯和压接筒之间的间隙越大，胶的流动性越强，对导通电阻值的影响越大，当导线线芯和压接筒之间的间隙越小时，胶的流动性强弱对导通电阻值基本无影响。

3 可靠性试验验证

按以上的验证情况，选取HF46-2-0.3（7/0.23）导线按压接中的第三组要求控制，使用DG-3S胶生产10套产品，进行振动和温度循环试验检查导通电阻值。（注：不选压接中的第二组是该情况需要找到使用镀镍导线耐拉力值的峰值进行控制，难度较大；胶液不选EC104和NQ-803是EC104流动性太强，NQ-803胶是硅橡胶，对导线固定性不好，综合考虑后选择压接中的第三组要求控制和使用DG-3S胶。）

筛选试验为X、Y、Z三轴方向的振动和12个温度循环，温度循环穿插在振动试验中，前3个温度循环做完测一次导通电阻值，后6个温度循环做完测一次导通电阻值，穿插的每个振动试压后都进行一次导通电阻值检测，确保监测到每一个环节中。筛选试验流程为：X、Y轴向振动→3个温度循环→6个温度循环→Z轴振动。试验条件如下：

振动条件：

功率谱密度（PSD）20Hz～80Hz，3dB/otc；80Hz～350Hz，0.02G²/Hz；350Hz～2000Hz，-3dB/otc；每个轴向5min。

温循条件：

-40℃～+60℃，温变不小于10℃/min，高低温保持80min，循环9次。

产品导通电阻值验证情况见表3。

3. 试验可靠性验证

根据试验数据，控制导线线芯和压接筒之间的间隙，可提升产品导通电阻值的一致性。经过对镀镍导线的分析和产品试验的验证，在对导通电阻值稳定性上需要对耐拉力、金相、胶体进行有目的性的选择。耐拉力在满足相关要求的情况下，拉力值需要处于峰值的右边，确保压接牢靠。由于压接床子的连续性特点，压接首件时需要进行多次调模，从耐拉力值开始满足要求后，上升到开始出现耐拉力值有下降的情况，进行金相检查后，满足要求再进行产品批量压接，按以上要求进行控制，镀镍导线导通电阻值一致性可以得到保障。

4 结束语

压接是电装过程中最为重要的环节之一，压接的可靠性就是产品质量的可靠性。随着市场大环境的变化和发展，镀镍导线作为替代镀银导线低成本管控发展方向，镀镍导线的使用将会越来普遍。提高镀镍导线的压接质量和可靠性，需要设计人员根据使用场合进行合理的选择，同时工艺人员在选择了镀镍导线时，需要有明确的控制方法和检测方式，确保镀镍导线的压接要求可操作，压接过程可检验。

参考文献

［1］张冬梅.导线压接连接质量控制［J］.新技术新工艺，2014.10

［2］王光耀.接触件压接工艺技术及控制［J］.信息系统工程，2016.03