摘要 铍铜是制造高可靠连接器的关键基础材料。为改变我国高可靠连接器用铍铜材料依赖进口局面，提升铍铜产业链供应链韧性，逐步实现“自主可控”。本文在阐述连接器核心零件接触件铍铜应用和分析与进口铍铜差距原因基础上，论述连接器用铍铜产业链系统集成创新的必要性、技术路径和核心内容。并提出“政、产、学、研、用、金”六方联合组织举办“连接器用铍铜产业链系统集成创新研讨会”的倡议。

关键词 连接器 铍铜 产业链 系统集成 创新

1 问题的提出

产业链供应链在关键时刻不能掉链子，这是大国经济必须具备的重要特征。我国连接器产业自2016年起成为世界第一制造大国同时，也是制作高可靠连接器关键材料“铍铜”的主要消费国。2023年我国与全球铍铜市场容量分别为6.85亿元（人民币）与22.16亿元，占全球市场容量30.9%。连接器铍铜每年用量约4000-5000吨，其中制造高可靠连接器的“铍铜”仍部分依赖进口。铍铜产业链供应链不能“自主可控”，存在“大而不强”、“韧中有脆”的问题，亟待改造提升。

作为一位已进入耄耋之年的航天金属材料和电连接器专家，一直关注着连接器关键基础材料的自主创新。早在2013年第三届电接插元件及相关产业技术发展研讨会上，发表“高可靠电连接器接触件铜材联合创新研讨”一文^[1]。文章在阐述铍铜在高可靠电连接器上应用和分析造成与进口铍铜差距原因基础上，论述了开展铍铜及其替代材料联合创新的必要性，並提出建立“高可靠电连接器接触件材料创新联盟”的建议。感到欣慰的是:在国家工信部组织领导下，经苏州金江等铍铜丝生产企业、中南大学等高校和中航光电等连接器企业多年合作应用研究，终于在2024年发布“连接器用铍铜丝”标准YS/T1714-2024^[2]。为解决卡脖子关键材料替代进口，跨出了坚实有力的一步。

鉴于铍铜带和棒丝一样，都是制作高可靠连接器关键基础材料，“连接器用铍铜带”行业标准至今尚未发布。作者撰写本文目的是寻觅高可靠连接器用铍铜产业链系统集成创新的合作伙伴，共同推动“连接器用铍铜带”行业标准制定。构筑安全、韧性和有竞争力的高端制造产业链。实现连接器用铍铜材料从“标准跟随”到“标准引领”、从“依赖进口”到“自主可控”、从“传统制造”到“绿色智能”的历史性跨越。

2 铍铜在高可靠连接器上应用

连接器是一种为电线和电缆端头提供快速接通和断开的装置，是连接各类电气、电子系统不可缺少的基础器件。其中接触件是组成连接器的导电核心零件。它将来自连接器尾部所连电线和电缆的能量或信号传递到与其相配的连接器对应接触件上，通常要求插孔与插针一一对应。组成整机系统每个连接器的每个接触件都必须接触良好，保持低而稳定的接触阻抗，才能保证整机系统安全可靠运行。伴随新能源汽车、大数据、绿色能源、5G通讯、人工智能等新基建项目发展，不仅各类连接器用量剧增，而且为保证电接触可靠性，对接触件铜材选用提出更加苛严要求。

铍铜是力学、物理、化学综合性能良好的一种合金。经淬火时效处理后，具有髙的强度、弹性、耐磨性、耐疲劳性和耐蚀性。铍铜材料还具有较高的导电性、导热性、耐寒性和无磁性，碰击时无火花，易于焊接和钎焊，在大气、淡水和海水中耐腐蝕性极好。铍铜材料工艺性能良好，退火或冷轧状态带材任何方向都能冲压成形。由于铍铜材料具有比一般青铜和黄铜更高的强度水平和良好的综合性能，能满足连接器弹性接触件设计选材的一系列要求，承受高应力时能无屈服变形或断裂，维持长期的高应力状态而不松弛,在有限的空间内能承受最大的力。故它是制作高可靠连接器弹性接触件的首选材料。

例如高可靠射频同轴连接器通用GJB5021A规定：插孔接触件选用鈹铜合金。射频同轴连接器总规范GJB681(MIL39012)规定：除非另有规定，中心接触件的弹性零件应采用鈹青铜制成。表1列出了著名铍铜材料供应商NGK推荐用于连接器的铍铜合金牌号、成分、特性和用途。

表1 NGK推荐用于连接器的铍铜带合金牌号、成分、特性和用途

其中C17510析出强化型铍镍铜合金，屈服强度850MPA以上，导电率仍有纯铜导电率的50%以上。经工厂完成热处理的C17510铍镍铜合金，具有优良的抗高温应力松弛、高抗疲劳特性、高耐磨和耐腐蚀特性，可直接冲压成各种复杂形状后，无须再经热处理，避免因热处理热应力变形，影响外形轮廓尺寸及精度。由于出色的高抗疲劳特性，可用于频繁插拔的交变应力作用下零件，延长使用寿命。优异的耐高温应力松弛特性，适用于可靠性等级较高的精密高功率器件，如汽车连接器、5G基站、光伏电站等电源类连接器弹性接触件^[3]。

2.1 铍铜棒（线）在高可靠连接器上应用

按GJB598、GJB599等国军标生产用于航空、航天等领域高可靠连接器，常用铍铜棒、线车制圆形直开槽插孔（图1）或侧开槽插孔（图2）。用铍铜丝绕制线簧插孔中线簧（图3）、绞线插针中缆束（图4）。线簧插孔和绞线插针和刚性插针（孔）多点（线）柔性电接触，能保持低而稳定的接触阻抗和较高的机械寿命。铍铜细丝还可绕制毛钮扣（图5）用于插入绝缘基板的孔中，使上、下层基板导体通过凸包挤压，实现多块微波多芯片组件基板上导体可靠连接（图6）。

图1 直开槽插孔（铍铜棒车制）

图2 侧开槽插孔（铍铜棒车制）

图3 线簧插孔（鈹铜丝绕制）

图4 0.20mm绞线插针（鈹铜丝绕制缆束）

图5 毛钮扣（鈹铜丝绕制）

图6 毛钮扣工作原理图

2.2 铍铜带在高可靠连接器上应用

随着连接器企业数字化转型和智能化改造，铜带比棒线更适宜于大规模量产的连续高速冲压、电镀、装配和在线检测等智能化生产过程质量控制（图7）。现在越来越多的工业连接器弹性插孔成型工艺，选用铜带冲制替代原来棒、线车制（图8）。

图7 铍铜带连续冲压成型的冠簧

图8 连续冲压成型组装的38999系列插孔

下面举几个铍铜带在高可靠连接器弹性接触件上应用实例：冲制印制板连接器“方形插孔”（图9）、圆形分体式插孔“簧爪”（图10）、超小型圆形插孔“簧爪”（图11）、大电流圆形插孔“转簧”（图12）、大电流圆形插孔“冠簧”（图13），绝缘体（上下安装板）内固定接触件位置的“卡爪”（图14）等零件。

图9方形簧片插孔（铍铜带冲制）

图10 簧爪插孔“簧爪”（铍铜带冲制）

图11 0.26mm冠簧插孔（铍铜带冲制）

图12 大电流转簧插孔（铍铜带冲制）

图13 大电流冠簧插孔（铍铜带冲制）

图14 绝缘体中卡爪（铍铜带冲制）

3 造成和进口铍铜差距原因分析

3.1 铍铜产业链缺乏顶层设计

由于历史原因，我国绝大多数连接器产品都按国外标准仿制。接触件设计选材，依据国外产品标准规定的铜合金材料牌号。建国初期引用前苏联牌号，改革开放后转向引用美国、欧洲、日本等牌号。国家对铍铜材料应用基础研究不重视，连接器用铍铜材料的生产与应用脱节，产业链发展不协调。

3.2 院所转制造成铍铜材料基础共性技术研究不夠

院所转制，造成以“市场指导一切”。连接器用铍铜材料基础共性技术研究薄弱，不能满足行业高质量发展需求。长期跟踪模仿 ，高水平自主创新很少。改革开放初期选用进口铍铜材料，满足国家重点工程配套连接器生产急需。但伴随经济发展和政治形势变化，国外“封锁”、“垄断”加剧，暴露高可靠连接器用铍铜的“卡脖子”问题。

3.3 技术水平和集成度低

世界先进铍铜材料生产厂一般年产超1000吨，如美国Brusnllmen达10000吨/年，日本NGK达3000吨/年。近年来国产铍铜材料产量虽增长很快，但中小民营企业众多，占市场容量70%以上。技术集成度低，高质量铍铜带丝生产能力依然落后。随着5G通讯、人工智能、机器人、无人机等高密度、小型化、高可靠连接器需求量增加，制作其关键零件接触件的铍铜精密超薄带材、超细丝材需求量相应剧增。目前我国还无法生产铍铜特薄、特细带（丝）材；如手机用SIM/接地弹片C17200等铜合金箔带0.015―0.12mm、厚度偏差±5%，全球仅少数几家供货商能提供稳定的精密超薄铍铜材料。

3.4 冶炼水平低，质量一致性差

合金成分、性能、显微组织、表面质量和尺寸偏差等质量一致性指标方面与进口铍铜材料存在差距。由于受冶炼技术水平限制，Al、Si、Pb、Fe等杂质元素含量高于进口同类产品。杂质元素与铜形成脆性化合物分布于晶界，易导致工艺成型或使用过程中出现簧片开裂、变形等故障，高可靠连接器生产企业不敢轻易选用。

3.5 缺乏系统集成人才

制定连接器用铍铜行业标准，缺乏系统集成人才。迫切需要改革现行运行机制。将铍铜产业链上的研究、生产与应用等单位组成“连接器用铍铜产业链系统集成创新联合实体”，通过铍铜新材料、新工艺研究和制定行业标准等实战，培育系统集成人才。

4 连接器用铍铜产业链系统集成创新的必要性分析

高可靠连接器关键零件接触件是若干技术组合的结果，按生产流程或中间产品的上下游关系往往形成一个技术链。铍铜产业链系统集成创新的重要特征是寻求最大限度满足整机装备配套连接器的市场需求和可供的最优技术资源匹配性，实现技术链上的材料技术、工艺技术、装备技术和检测技术等全部技术的优化组合（图15）。

图15 铍铜是高可靠连接器接触件产业链的源头和基础

其中铍铜材料技术（铍铜及其替代材料）是优化组合的源头和基础。连接器生产企业必须通过连接器用铍铜产业链系统集成创新，和设计、材料和工艺设备等外部资源全面整合，掌握连接器关键零件接触件核心技术，才能使连接器产品质量和可靠性水平逐步接近和达到世界一流水平。

特别是随着5G/6G通讯、高速计算(AI服务器、数据中心)、新能源汽车(高压连接、自动驾驶传感)、航空、航天等系统工程飞速发展，为满足高频高速、高功率、高可靠性、微型化等连接器研发生产需求，对高强度、高可靠、高精度的铍铜用量剧增。迫切需要上下游企业合作开展铍铜新材料(复合材料、替代材料)、新工艺(超薄带精密轧制、智能化热处理)应用基础研究。尽快制定出“连接器用铍铜带”行业标准，为提升铍铜带性能和降低成本提供新路径。通过打造自主可控、安全可靠的连接器用铍铜产业链供应链，保证铍铜从铍矿石开采、熔炼加工、使用到废料回收全生命周期的绿色可持续发展，保证作为关键战略物资“铍资源”的铍铜材料供应链稳定性、避免价格波动和地缘政治风险。

5 连接器用铍铜产业链系统集成创新技术路径

必须坚持“问题导向、产需结合、协同创新、重点突破”原则，瞄准我国高可靠连接器生产紧缺的接触件用铍铜，由政府牵头建立“政、产、学、研、用、金” 六方结合的铍铜产业联盟或研发平台。通过政策和资金扶植，组织产业链上的生产、科研、应用等单位联合攻关，这是一项耗资巨大、见效慢，需经历目标确定、系统分析、系统设计、初步试验、扩大试验和生产应用等六阶段的铍铜产业链系统集成创新工程。

首先要明确系统所达到的目标、工作内容和具体要求。目标是要使国产连接器用铍铜合金含量、添加元素、制造工艺和性能参数，赶上或超过进口同类材料的生产质量水平，能等效替代进口。经专家对系统分析和系统设计成果评审选出最优方案。经国家主管部委可行性论证、申请立项、落实经费和组织招标，选取国内最优的连接器用铍铜材料生产企业和连接器生产企业联合开展铍铜材料应用的初步试验。

要改变过去先申报研发成果、后制定行业标准的传统流程，组建由政府主管部门牵头组织铍铜龙头企业，联合上游原材料供应商、中游连接器制造商、下游整机应用企业、第三方检测机构、高校院所和金融机构，组成“政、产、学、研、用、金”六方协同的“铍铜标准创新联合实体”，形成“技术研发-标准制定-产业应用”同步闭环管理。经国家权威质检机构对初试铍铜及其加工接触件质量作出评价。由初试评价通过的铍铜材料生产企业提供扩大试验铍铜材料，提供给更多航空、航天、军用、信息、交通、能源等领域高可靠连接器生产企业试用，验证新试铍铜材料应用研究成果。再由国家权威质检验机对综合扩大验证试验的铍铜及其加工接触件作出质量评价和改进建议。报请国家有关机构进行铍铜材料应用研究成果鉴定和同步发布行业标准。

6 铍铜产业链系统集成创新核心内容

6.1 上游铍铜生产企业材料与工艺创新

1）合金设计创新

（1）低铍/无铍化高性能替代材料研发

例如慱威合金构建自主研发的AI数字化垂直大模型，整合铍铜材料数据库，搭建“成分设计-工艺优化-应用研究”的全链条仿真体系。通过系统集成创新，与上游铍铜原材料供应商共研纯度更高、杂质可控基础铜料，与下游连接器厂协同开展工艺优化，提高成型精度与接触件一致性，与高校科研院所共建联合实验室，探索合金元素分布与显微组织变化机理。实现高速连接器用baway70318、baway19920等薄铜带“高强度、易成型、耐高温、低表面粗糙度、个性化设计”的综合突破^[4]。

（2）超高强度、高导电铍铜的微观组织调控理论（析出相优化、晶界工程）、添加微量元素对强度、导电率、应力松弛抗力、弯曲成型性影响机理研究，

例如浙江义乌国工恒昌新材料有限公司目前正在开展铍铜熔铸质量精准控制（采用新熔铸工艺、添加微量元素、控制杂质含量等），对轧制铍铜带质量一致性（微观组织、力学性能、工艺性能）的影响研究。

2）制造工艺突破

（1）超薄、超平、高精度铍铜带轧制和热处理一体化智能控制技术

超薄通常在0.05mm、甚至0.03mm以下，轧制过程极易出现断带或厚度波动。超平要求极高的板形平坦度，残余应力分布均匀，避免翘曲、破浪边。高精度厚度偏差需控制在微米级（±0.001mm），强度、导电率和弹性等性能一致性要求极高。

超薄、超平、高精度铍铜带轧制和热处理一体化智能控制的核心技术是全流程高精度感知和数字孪生，以及轧制与热处理的深度协同智能控制。

（2）铍铜带材洁净度、粗糙度、氧化层等表面质量精准控制和在线检测

铍铜带表面问题占用户投诉次数80%，经繁复工序后往往难以保持光滑干净完整。为确保铍铜带材洁净度、粗糙度、氧化层等表面质量精准控制，需在熔铸、热轧、铣面、分条、化学腐蚀等工序，采取一系列预防措施。并用智能化在线检测仪器，监控表面质量。

6.2 中游连接器制造与应用协同创新

1）应用端需求精准传导

（1）连接器厂商根据新产品研发提出对铍铜带具体性能指标需求

如协同开展200℃下应力松弛<15%，弯曲次数>20次的铍铜带创新研究。

（2）针对112/224G高速连接器、大电流功率连接器等特殊铍铜材料要求

如协同开展低损耗、低热膨胀、高强度等铍铜带新材料联合攻关。

2）加工成型技术优化

（1）铍铜带在高速冲压、电镀前的表面处理等过程中的工艺研究

如协同开展预防裂纹发生、减少毛剌、提高良率等工艺研究。

（2）热处理与接触件性能的关联数据分析研究

不同状态（软态、1/2冷硬、1/4冷硬）铍铜带冲压成接触件，经时效热处理常会发生外形尺寸和性能变化。协同开展铍铜带热处理工艺对接触件性能影响研究。

6.3 下游回收与可持续发展

1）闭环循环经济

（1）连接器生产废料及终端产品中铍铜材料的高效、经济回收和再利用；

（2）再生铍铜材料性能评估和高可靠连接器中应用可行性研究。

2）绿色制造与合规

（1）铍铜材料生产过程中的环保工艺（低排放熔炼、无害化处理）；

（2）应对全球环保法规（如RoHS、REACH）的策略。

6.4 产业链协同与数字化赋能

1) 供应链韧性构建

为满足新兴产业配套高可靠连接器用铍铜需求，创建“材料-标准-应用”的纵向联合研制和标准共建机制。实施铍铜材料标准预研与攻关项目同步立项机制，避免“技术先行、标准滞后”。形成“材料创新-标准制定-产业应用”的良性循环生态，谋求高标准助力连接器用铍铜产业链高质量发展。

2) 数字化与智能化

(1) 利用大数据和AI大模型优化合金成分与铍铜材料工艺参数，加速研发周期；

建立基于物理冶金原理（再结晶、沉淀动力学）和机器学习的数据驱动模型，可根据当前工艺参数（轧制力、速度、温度、变形量），实时预测材料显微组织（晶粒度、析出相）和性能（硬度、强度、导电率）。

(2) 基于物联网的供应链透明化与质量追溯系统；

建议由行业协会牵头，建立“连接器用铍铜产业链数据互联平台”，统一数据采集接口与传输协议。推动“线上+线下”、“企业+院所”数据互通。形成从材料到成品的全生命周期数据链。在国家主管部门领导和监管下，以铍铜材料市场为导向，改革现有生产组织方式，整合高可靠连接器先进的接触件设计，优质的铍铜材料，杰出的精细加工工艺，富有创新精神的研发团队等资源，组建连接器企业量身定制、一站式服务、髙度系统集成的连接器用铍铜材料研发生产基地，兼基于物联网供应链透明化配送中心。

(3) 数字孪生在铍铜材料生产和连接器制造过程中的应用。

例如作为研制高端应用领域接触件铜材领头羊的博威合金，和某著名连接器企业合作开展铍铜带在线监测数据和接触件性能检测数据的联合采集、分析和利用，现已初见成效。中国探针作为制造高可靠弹性接触件的领先企业，通过CCD机器视觉在线检测，积累了二千余幅表面缺陷图片，通过数字孪生成功应用于在线质量监控。

7 组织举办“连接器用铍铜产业链系统集成创新研讨会”的倡议

7.1 研讨会主题

我国连接器产业已进入能整合“内部”和“外部”资源、由“制造”向“创造”转型的系统集成创新阶段。 连接器产业核心竞争力，不再仅是单项优势技术或铍铜带产品，更多来自铍铜产业链系统高效集成。例如立讯精密致力于打造覆盖多领域系统级解决方案能力，通过垂直整合和生态构建，成功实现从零部件供应商到铍铜产业链系统级伙伴的转型升级。

为保障我国高可靠连接器产业安全，打造自主可控、安全可靠的连接器用铍铜产业链供应链，面对连接器用铍铜产业链上下游企业数字化转型升级的新形势，迫切需要连接器用铍铜产业链上下游企业领导、专家和学者，一起梳理分析目前铍铜产业链现状和存在问题，共商为实现铍铜材料“替代进口”目标，铍铜产业链系统集成创新的新举措。

研讨会主题是：高端引领、协同突破——共创连接器用铍铜产业链新生态；聚焦高性能、低成本、绿色化和供应链安全。

7.2 出席对象

“政、产、学、研、用、金”六方领导、专家和学者：

1）上游：铍矿资源企业、铜及合金熔炼企业、铜加工企业；

2）中游：高可靠连接器生产企业、冲压/电镀加工企业；

3）下游：通讯设备商、汽车制造商（尤其是新能源）、航空航天企业、绿色能源、

数据中心运行商；

4）支撑方：高校及科研院所（材料科学）、检测认证机构、行业协会、设备与软件供应商（精密轧机、热处理设备、在线监测仪器、软件）、金融机构；

5）政策方：工信部、科技部等相关司局代表

7.3 研讨会征文内容

1）连接器用铍铜产业链系统集成创新技术路线（战略发展）研讨；

2）连接器用铍铜材料应用基础研究和制定行业标准研讨；

3）创建连接器用铍铜产业链“研发-标准-应用”联合实体（生产基地）可行性研讨；

4）创建关键性能测试评价共享平台（铍铜材料与接触件性能关联）研讨；

5）连接器用铍铜产业链绿色认证与回收体系方案研讨。

参考文献

[1] 杨奋为 高可靠电连接器接触件材料的联合创新研讨 2013年第三届电接插元件及相关产业技术发展研讨会论文集

[2] 工信部发布2项连接器相关标准 中国电科40所信标中心 2024年第5期

[3] 高导电高性能铜合金产品样本 昆山联扬电子材料有限公司 2022年

[4] 袁在 连接器材料正在重写性能的边界 国际线缆与连接 2025年第12期