Radim na specifikaciji i podršci terminalnih blokova u J-GUANG, i značajan dio svog vremena provodim odgovarajući na pitanja inženjera dizajna o rasporedu PCB-a, integrirajući naš 301-5.0 vijčani terminalni blok u razvodne ploče za napajanje. Pitanja na koja odgovaram ne odnose se na same specifikacije terminalnih blokova - one se nalaze u podatkovnom listu. Odnose se na mehaničku integraciju: koliko blizu se mogu postaviti susjedni blokovi, koja veličina bušilice pruža najbolju pouzdanost lemnog spoja i šta se dešava sa kućištem PA66 kada prođe kroz kupku za lemljenje na 260°C tokom 8 sekundi. Ovaj članak prikuplja odgovore koje sam razvio iz 12 serija testiranja kvalifikacije kupaca koje smo proveli između 2023. i 2025. godine.

Dimenzije PCB otiska: Šta prikazuje tehnički list u odnosu na ono što funkcioniše u proizvodnji

301-5.0 koristi razmak između pinova od 5,0 mm, što je standardno za ovu klasu... terminalni blokDimenzije pina su 1,0 x 1,2 mm pravougaoni mesing sa kalajisanim premazom. Preporučena veličina rupe na PCB ploči je 1,3-1,5 mm konačnog prečnika - dovoljno široko da omogući pin da se sam centrira tokom talasnog lemljenja, ali dovoljno čvrsto da osigura kapilarno djelovanje koje povlači lem kroz rupu. U našem testiranju pouzdanosti lemnog spoja na 500 uzoraka, rupe od 1,4 mm proizvele su najveću prosječnu silu vučenja od 35 N sa minimalnom silom od 28 N. Rupe od 1,6 mm smanjile su prosječnu silu vučenja na 29 N jer je kapilarni razmak bio preširok za konzistentno popunjavanje lema.

Jedan detalj koji nije u tehničkom listu, ali je bitan u proizvodnji: razmak između pinova i rupa mijenja se s debljinom PCB-a. Na standardnoj FR-4 ploči od 1,6 mm, rupa od 1,4 mm s pinom od 1,2 mm daje promjerni razmak od 0,2 mm, što je optimalno. Na ploči od 2,4 mm za primjene s visokom strujom, isti razmak i dalje funkcionira, ali vrijeme zadržavanja valnog lema mora se povećati s 3 sekunde na 5 sekundi kako bi se osiguralo potpuno popunjavanje rupe. Imamo set preporučenih parametara valnog lema prema debljini ploče koje šaljem svakom kupcu koji prvi put kupuje našu ploču.

Mehanički razmak oko terminalnog bloka na PCB ploči

Visina 301-5.0 od površine PCB-a do vrha kućišta iznosi 10,0 mm. Stezni vijak zahtijeva pristup odvijačem odozgo, a utor za vijak je uvučen 2,5 mm u kućište. Za ručno ožičenje, to znači minimalni razmak od 15 mm iznad PCB-a kako bi se prilagodio standardni odvijač s ravnim vrhom od 3,0 mm pod uglom umetanja od 15 stepeni. Za automatizirano uvrtanje vijaka u proizvodnji, zahtjev za razmakom se povećava na 20 mm kako bi se prilagodio držač bita odvijača.

Između susjednih terminalnih blokova, preporučujem minimalni razmak od 2,0 mm od ruba kućišta do sljedeće komponente. Kućište je široko 8,5 mm po položaju pola, tako da je s korakom od 5,0 mm razmak između susjednih zidova kućišta 8,5 - 5,0 = 3,5 mm. Taj razmak od 3,5 mm je dovoljan za većinu proizvodnih okruženja, ali ako ploča prolazi kroz konformno premazivanje, mlaznica za nanošenje premaza obično zahtijeva razmak od 5,0 mm. Imali smo jednog kupca koji je otkrio da njihov robot za selektivno premazivanje udara u zidove kućišta na razmaku od 3,5 mm - prebacili su se na popunu svakog drugog pola kako bi stvorili razmak od 10 mm pri prolazu premazivanja, a zatim su ručno popunili preskočene pozicije.

Pouzdanost lemnog spoja: Parametri valnog lema i podaci testa povlačenja

Kućište 301-5.0 je izrađeno od PA66 materijala sa UL94 V-0 certifikatom i dizajnirano je da izdrži lemljenje valovima. Naš odobreni profil lemljenja valovima: predgrijavanje 100-120°C tokom 60-90 sekundi, vršna temperatura lema 255-260°C, vrijeme zadržavanja 3-5 sekundi za ploče od 1,6 mm i 5-7 sekundi za ploče od 2,4 mm. Testirali smo 500 uzoraka kroz ovaj profil u 2024. godini bez ikakvih deformacija kućišta.

Ispitivanje zatezanjem lemnog spoja je QC metoda koju preporučujemo za validaciju proizvodne linije. Koristimo mjerač sile s kukom koja vertikalno povlači tijelo terminalnog bloka nakon lemljenja. Naši podaci iz 500 uzoraka: srednja sila zatezanja 35 N, minimalna 28 N, standardna devijacija 3,2 N. Za proizvodnju preporučujem ciljni Cpk od 1,33 s donjom granicom specifikacije od 25 N - što znači da ne više od 1 lemnog spoja na 4.000 ne bi trebalo otkazati ispod sile zatezanja od 25 N. Primarni faktor koji potiskuje silu zatezanja ispod 25 N je nedovoljna zapremina punjenja lema, što smo pratili do dva osnovna uzroka: promjer rupe na PCB-u veći od 1,55 mm i brzina nanošenja fluksa za valovito lemljenje koja pada ispod 0,3 mL po ploči zbog začepljenih mlaznica za raspršivanje.

Termalno upravljanje: Trenutni kapacitet na povišenim temperaturama okoline

Nazivna struja od 16A uređaja 301-5.0 je na temperaturi okoline od 25°C, sa istovremeno opterećenim svim polovima. Smanjenje struje počinje na temperaturi okoline od 40°C: izmjerili smo smanjenje kapaciteta kontinuirane struje od 4% na svakih 10°C iznad 40°C putem internih termalnih testova. Na temperaturi okoline od 70°C, nazivna kontinuirana struja pada na 14,0A. Ograničavajući faktor nije mesingani pin ili vijčana stezaljka - to je toplina generirana na spoju žica-pin, koji ima izmjereni kontaktni otpor od 2,0-3,5 mOhm po polu u našem testiranju u proizvodnji. Pri 16A, svaki pol rasipa približno 0,45 W. U 12-polnom bloku potpuno opterećenom sa 16A po polu, ukupna toplinska disipacija je 5,4 W koncentrirana na površini od 60 x 10 mm na PCB-u. Bez adekvatnog bakrenog hladila, temperatura PCB-a ispod terminalnog bloka može porasti 25-35°C iznad temperature okoline.

Rješenje je jednostavno: Spojite prolazne kontaktne ploče na najmanje 50 mm² bakrene površine po polu na PCB-u, koristeći bakar debljine 35 µm ili više. Blok sa 12 polova, gdje je svaki pol spojen na bakar od 50 mm², pokazuje porast temperature PCB-a od samo 12°C pri kontinuiranom opterećenju od 16A, u poređenju sa 30°C bez bakrene ravni.

Ispitivanje visokog napona nakon montaže: Šta znači nazivna vrijednost AC 2000V u proizvodnji

301-5.0 je specificiran s podnosljivim naponom AC od 2000V u minuti između susjednih polova. Ovo je uvjet tipskog ispitivanja samo na terminalnom bloku, a ne na sastavljenoj PCB ploči. Nakon što je blok valovito zalemljen na ploču, test visokog potenciometra mora uzeti u obzir materijal PCB-a (FR-4 obično podnosi 40 kV/mm, tako da 1,6 mm osigurava dielektričnu čvrstoću od 64 kV), profil lemnog spoja i sve ostatke fluksa na površini ploče. Po našem iskustvu, neuspjesi u testiranju visokog potenciometra u proizvodnji na 1.500V AC gotovo su uvijek uzrokovani premošćivanjem ostataka fluksa između susjednih lemnih spojeva pinova, a ne samim terminalnim blokom. Preporučujemo specificiranje fluksa koji se ne smije čistiti s površinskim izolacijskim otporom od najmanje 10¹¹ Ohma na 85°C i 85% relativne vlažnosti prema IPC J-STD-001, te zahtijevanje vizualnog pregleda površina između pinova prije testiranja visokog potenciometra.

Za primjene koje zahtijevaju pojačanu izolaciju - kao što su medicinski izvori napajanja prema IEC 60601 - razmak između pinova od 5,0 mm osigurava puznu stazu od 4,0 mm između susjednih polova (od ruba pina do ruba pina na lemnom spoju). Ovo je dovoljno za radni napon od 250 V sa stepenom zagađenja 2 prema IEC 60947-7-4. Za radni napon od 300 V, potrebna puzna staza je 5,0 mm, što znači da svaki drugi pin treba ostaviti nepopunjen kako bi se postigao razmak od 10,0 mm.

Inspekcija proizvodnje i QC testovi koje vršimo na svakoj seriji

Svaka proizvodna serija terminalnih blokova 301-5.0 prolazi kroz četiri obavezna QC testa u našem pogonu prije isporuke. Prvi je test obrtnog momenta: primjenjujemo 0,4 Nm na stezni vijak pomoću kalibriranog odvijača obrtnog momenta i provjeravamo da li se vijak slobodno okreće za 360 stepeni bez zapinjanja. Drugi je test povlačenja žice: stežemo žicu 14 AWG pri 0,4 Nm i povlačimo pri 50 N tokom 10 sekundi - žica se ne smije pomicati. Treći je test slanom maglom na 5 uzoraka na 10.000 komada - 48 sati u 5% NaCl na 35°C prema IEC 60068-2-11, bez vidljive korozije na mesinganom klinu ili kalajisanom vijku. Četvrti je dimenzionalni pregled prema IEC 60947-7-4 za razmak između pinova, širinu kućišta i visinu pomoću sistema za mjerenje vida sa tačnošću od ±0,01 mm.

U 2024. godini, testirali smo 47 proizvodnih serija putem ovog protokola i odbacili 3 serije: jednu zbog neponovljivog očitanja obrtnog momenta na jednoj automatiziranoj stanici za montažu, jednu zbog serije PA66 peleta koje su pokazivale zamagljenost koja je ukazivala na apsorpciju vlage tokom skladištenja i jednu zbog dimenzijskog odstupanja u visini igle uzrokovanog istrošenim kalupom za štancanje. Sva tri problema su ispravljena prije sljedeće proizvodne serije.

Podaci o ispitivanju momenta i pouzdanosti spoja

Stezni vijak na 301-5.0 je od čelika M2.6 sa pocinkovanom završnom obradom. U našem testiranju obrtnog momenta u proizvodnji, primjenjujemo 0,4 Nm i provjeravamo tri uslova: vijak se slobodno okreće za 360 stepeni bez zapinjanja, pritisak stezanja dostiže minimalno 20 N na žici i glava vijka se ne skida. Naši podaci iz 2024. godine iz 47 serija pokazali su prosječni radni obrtni moment od 0,38 Nm sa standardnom devijacijom od 0,03 Nm. Nijedan uzorak nije otkazao na granici od 0,4 Nm.

Za ponavljajuće narudžbe koje prelaze 5.000 komada mjesečno, vršimo termičke cikluse na 10 uzoraka mjesečno: 500 ciklusa od -40°C do +110°C. Kućište od PA66 ima CTE od 80 x 10⁻⁶ /°C u odnosu na 17 x 10⁻⁶ /°C za mesingani klin. Diferencijalno širenje na -40°C stvara razmak od 0,02 mm unutar projektne tolerancije od 0,05 mm. Međunarodne elektrotehničke sigurnosne standarde održava... IECProsječna promjena sile stezanja nakon 500 ciklusa iznosila je 6,2% u našim podacima iz 2024. godine.

Pogledajte naše kompletan asortiman terminalnih blokova i profil kompanijeSigurnosne standarde održava IEC.

Podaci o ispitivanju izolacijskog otpora i dielektričnog otpora

Izolacijski otpor terminalnog bloka 301-5.0 između susjednih polova testiran je na DC 500V prema IEC 60512-3-1. U našem proizvodnom testiranju 1.200 uzoraka u 12 serija 2024. godine, minimalni zabilježeni otpor izolacije bio je 5.200 MOhm, sa prosjekom serije od 8.700 MOhm. Podaci o materijalu PA66 pokazuju zapreminski otpor od 10¹⁵ Ohm·cm na 23°C i 50% relativne vlažnosti, ali stvarni otpor izolacije u sastavljenom terminalnom bloku smanjen je površinskom kontaminacijom tokom proizvodnog procesa. Utvrdili smo da iverak - mikroskopski izbočenja materijala PA66 na liniji razdvajanja kalupa - mogu smanjiti puznu stazu između susjednih polova sa projektovane vrijednosti od 4,0 mm na 3,2 mm u najgorem slučaju. Implementirali smo protokol za održavanje kalupa koji polira liniju razdvajanja svakih 50.000 ciklusa, što je smanjilo visinu bljeska sa 0,08 mm na ispod 0,02 mm.

Ispitivanje dielektrične otpornosti na napon pri AC 2000V u minuti prema IEC 60947-7-4 ne zahtijeva proboj ili preskok. U našem testiranju, probojni napon između susjednih polova u konfiguraciji 301-5.0 je obično AC 3.800-4.200V, što pruža sigurnosnu marginu od približno 2x iznad nazivne otpornosti na napon. Ograničavajući faktor nije kućište od PA66 - koje ima dielektričnu čvrstoću od 25 kV/mm - već put puzanja između dva mesingana pina na površini PCB-a, gdje lemni filet smanjuje efektivnu udaljenost.

Prikaz kompletan asortiman terminalnih blokova i certifikatiStandardi IEC.

Kompatibilnost lemljenja s automatiziranim sastavljanjem PCB-a

Priključni blok 301-5.0 dizajniran je za talasno lemljenje, ali je kompatibilan i sa selektivnim i ručnim lemljenjem. Za talasno lemljenje na FR-4 pločama od 1,6 mm, naši preporučeni parametri su: prethodno zagrijavanje na 100-120°C tokom 60-90 sekundi, temperatura lema 255-260°C, vrijeme zadržavanja 3-5 sekundi. Za selektivno lemljenje s jednom mlaznicom, preporučeno vrijeme zadržavanja se povećava na 6-8 sekundi po pinu kako bi se osiguralo adekvatno punjenje lema. Kućište PA66 može izdržati 260°C tokom ukupnog vremena izlaganja do 10 sekundi po pinu, što je dovoljno za sve standardne procese lemljenja. Za ručno lemljenje koristite peglu temperature 350-380°C sa vrhom od 2,0 mm, ograničite vrijeme kontakta na 3 sekunde po pinu i omogućite 10 sekundi hlađenja između pinova kako biste spriječili nakupljanje toplote u kućištu. Za primjene velikog obima koje prelaze 10.000 jedinica godišnje, preporučujemo pakovanje trake i kalema za terminalni blok 301-5.0, što omogućava automatsko postavljanje na PCB prije lemljenja talasom. Naš format trake i kalema sadrži 500 komada po kalemu sa razmakom od 12,7 mm između blokova. Mašina za postavljanje uzima svaki blok za tijelo kućišta pomoću vakuumske mlaznice, postavlja ga na PCB, a sila zadržavanja pinova u lemnoj pasti drži blok na mjestu tokom transporta do stanice za lemljenje talasom. Preporučena sila uzimanja i postavljanja je 5-8 N, što je dovoljno da se pinovi proguraju kroz pastu bez savijanja.

Odabir materijala i usklađenost s ocjenom zapaljivosti

Kućište uređaja 301-5.0 je izrađeno od PA66 (najlon 66) brizganjem sa UL94 V-0 ocjenom zapaljivosti pri debljini od 0,8 mm. V-0 ocjena zahtijeva da se svaki uzorak ugasi u roku od 10 sekundi nakon uklanjanja plamenika, bez dozvoljenog kapanja gorućeg materijala. U našem internom testiranju 100 uzoraka iz 10 proizvodnih serija, prosječno vrijeme gašenja bilo je 3,2 sekunde, sa maksimalnim vremenom gašenja od 7 sekundi. Materijal PA66 također pruža komparativni indeks praćenja (CTI) od 600 V prema IEC 60112, što znači da površina kućišta može izdržati napon praćenja od 600 V bez formiranja provodljivog ugljičnog puta. CTI ocjena je ključna za primjene u razvodnim pločama za napajanje u okruženjima sa visokom vlažnošću gdje površinska kondenzacija može stvoriti put curenja između susjednih polova terminala. Naša kvalifikacija za ulazni PA66 materijal uključuje CTI testiranje na tri uzorka po seriji, sa specifikacijskim ograničenjem od najmanje 575 V. U 2024. godini, jedna serija nije uspjela na 560V i vraćena je dobavljaču.

Terminal 301-5.0 dostupan je u konfiguracijama od 2 do 12 polova po bloku. Svaki pol održava istu električnu nazivnu struju od 16A 300V, bez obzira na ukupan broj polova. Višepolni blokovi mogu se montirati jedan pored drugog na PCB ploču kako bi se stvorili priključci s većim brojem polova, a razmak od 5,0 mm osigurava kompatibilnost sa standardnim mrežama rasporeda PCB-a. Za razvodne ploče koje zahtijevaju više od 12 polova, preporučujemo korištenje više blokova s ​​minimalnim razmakom od 2,0 mm između susjednih kućišta blokova.

Često postavljana pitanja