Ma töötan klemmliistude spetsifikatsiooni ja toe kallal ettevõttes J-GUANG, ja ma veedan märkimisväärse osa oma ajast trükkplaatide paigutuse küsimustele vastates, kui projekteerijad integreerivad meie 301-5.0 kruviklemmliistu jaotusplaatidesse. Küsimused, mida ma esitan, ei puuduta klemmliistu spetsifikatsioone endid – need on andmelehel. Need puudutavad mehaanilist integratsiooni: kui lähedale saab kõrvutiasetsevaid plokke paigutada, milline puuri suurus tagab parima jooteühenduse töökindluse ja mis juhtub PA66 korpusega, kui see läbib 8 sekundit 260 °C lainejootevanni. See artikkel koondab vastused, mille olen välja töötanud 12 kliendikvalifikatsioonitestide partiist, mis viisime läbi aastatel 2023–2025.

PCB jalajälje mõõtmed: mida näitab andmeleht võrreldes sellega, mis toimib tootmises

301-5.0 kasutab 5,0 mm tihvtide sammu, mis on selle klassi jaoks standardne. klemmliistTihvti mõõtmed on 1,0 x 1,2 mm ristkülikukujulised messingist ja tinatatud. Soovitatav trükkplaadi augu suurus on 1,3–1,5 mm valmisdiameeter – piisavalt lai, et tihvt saaks lainejootmise ajal isetsentreeruda, kuid piisavalt tihe, et kapillaarne toime tõmbaks joodise läbi augu. Meie jooteühenduste töökindluse testimisel 500 prooviga tekitasid 1,4 mm augud suurima keskmise tõmbejõu 35 N juures, minimaalselt 28 N. 1,6 mm augud vähendasid keskmise tõmbejõu 29 N-ni, kuna kapillaarne vahe oli ühtlase jootetäite jaoks liiga lai.

Üks detail, mida andmelehel küll pole, aga mis on tootmises oluline: tihvtide ja aukude vaheline kaugus muutub koos trükkplaadi paksusega. 1,6 mm standardse FR-4 plaadi puhul annab 1,4 mm auk ja 1,2 mm tihvt 0,2 mm diameetrilise kauguse, mis on optimaalne. 2,4 mm plaadil suure voolutugevusega rakenduste jaoks töötab sama kaugus endiselt, kuid lainejoodise viibimisaeg peab augu täieliku täitmise tagamiseks suurenema 3 sekundilt 5 sekundile. Meil ​​on soovituslike lainejoodise parameetrite komplekt vastavalt plaadi paksusele, mille saadan igale esmakordsele kliendile.

Trükkplaadi klemmliistu ümber olev mehaaniline vahe

301-5.0 on trükkplaadi pinnast korpuse ülaosani 10,0 mm kõrge. Kinnituskruvi vajab kruvikeeraja ligipääsu ülaltpooltja kruvipesa on korpusesse 2,5 mm süvistatud. Käsitsi juhtmestiku korral tähendab see trükkplaadi kohal vähemalt 15 mm vaba ruumi, et mahutada standardne 3,0 mm lameda otsaga kruvikeeraja 15-kraadise nurga all. Automatiseeritud kruvikeeramise korral tootmises suureneb vaba ruumi nõue 20 mm-ni, et mahutada kruvikeeraja otsakuhoidik.

Kõrvuti asetsevate klemmliistude vahel soovitan korpuse servast järgmise komponendini vähemalt 2,0 mm vaba ruumi. Korpus on pooluse positsiooni kohta 8,5 mm lai, seega 5,0 mm sammu korral on külgnevate korpuse seinte vahe 8,5 - 5,0 = 3,5 mm. See 3,5 mm vahe on enamiku tootmiskeskkondade jaoks piisav, kuid kui plaat läbib konformaalset katmist, vajab katte pealekandmise otsik tavaliselt 5,0 mm vaba ruumi. Meil ​​oli üks klient, kes avastas, et tema selektiivne katmisrobot tabas korpuse seinu 3,5 mm vahega – nad lülitasid ümber iga teise pooluse täitmisele, et luua katmiskäigul 10 mm samm, ja täitsid seejärel vahelejäänud positsioonid käsitsi.

Jooteühenduse töökindlus: lainejoote parameetrid ja tõmbetesti andmed

301-5.0 korpus on valatud PA66-st UL94 V-0 reitinguga ja see on loodud taluma lainejootmist. Meie heakskiidetud lainejooteprofiil: eelsoojendus 100–120 °C juures 60–90 sekundit, jootetise tipptemperatuur 255–260 °C, viivitusaeg 3–5 sekundit 1,6 mm plaatide puhul ja 5–7 sekundit 2,4 mm plaatide puhul. Testisime selle profiili kaudu 2024. aastal 500 proovi, kusjuures korpuse deformatsioone ei esinenud.

Jooteühenduse tõmbetest on kvaliteedikontrolli meetod, mida soovitame tootmisliini valideerimiseks. Kasutame jõumõõturit konkskinnitusega, mis tõmbab pärast jootmist klemmliistu korpust vertikaalselt. Meie andmed 500 proovist: keskmine tõmbejõud 35 N, minimaalselt 28 N, standardhälve 3,2 N. Tootmiseks soovitan Cpk sihtväärtust 1,33, mille alumine spetsifikatsioonipiir on 25 N – see tähendab, et alla 25 N tõmbejõu korral ei tohiks puruneda rohkem kui üks jooteühendus 4000-st. Peamine tegur, mis surub tõmbejõu alla 25 N, on ebapiisav jootetäite maht, millel on kaks peamist põhjust: trükkplaadi augu läbimõõt üle 1,55 mm ja lainejootevoo pealekandmiskiiruse langus alla 0,3 ml plaadi kohta ummistunud pihustusdüüside tõttu.

Soojusjuhtimine: voolutugevus kõrgendatud ümbritseva õhu temperatuuridel

301-5.0 16 A nimivool on mõõdetud ümbritseva õhu temperatuuril 25 °C, kui kõik poolused on samaaegselt koormatud. Voolu vähendamine algab ümbritseva õhu temperatuuril 40 °C: meie ettevõttesiseste termokaameratestide abil mõõtsime pideva voolumahu 4% vähenemist iga 10 °C kohta üle 40 °C. 70 °C ümbritseva õhu temperatuuril langeb pideva voolu nimivool 14,0 A-ni. Piiravaks teguriks ei ole messingist tihvt ega kruviklamber, vaid juhtme ja tihvti vahelisel liidesel tekkiv soojus, mille kontakttakistus on meie tootmistestides mõõdetud 2,0–3,5 mΩ pooluse kohta. 16 A juures hajub iga poolus umbes 0,45 W. 12-pooluses plokis, mis on täielikult koormatud 16 A voolutugevusega pooluse kohta, on kogu soojuskadu 5,4 W, mis on koondunud trükkplaadi 60 x 10 mm alale. Ilma piisava vaskplaadi jahutuse hajumiseta võib trükkplaadi temperatuur klemmliistu all tõusta 25–35 °C üle ümbritseva õhu temperatuuri.

Lahendus on lihtne: Ühendage läbiva auguga padjad trükkplaadil vähemalt 50 mm² vaskpindalaga pooluse kohta, kasutades 35 µm või raskemat vaske. 12-pooluselise ploki puhul, mille iga poolus on ühendatud 50 mm² vasega, tõuseb trükkplaadi temperatuur 16 A pideva koormuse korral vaid 12 °C, võrreldes 30 °C-ga ilma vaskühenduseta.

Kõrgepinge testimine pärast kokkupanekut: mida AC 2000V nimipinge tootmises tähendab

301-5.0 standardi spetsifikatsioonile kuulub taluvuspinge vahelduvvoolule 2000 V minutis külgnevate pooluste vahel. See on tüübikatse tingimus, mis tehakse ainult klemmliistul, mitte kokkupandud trükkplaadil. Kui plokk on lainejootega plaadile joodetud, tuleb kõrge pingega testimisel arvestada trükkplaadi materjaliga (FR-4 talub tavaliselt 40 kV/mm, seega 1,6 mm annab 64 kV dielektrilise tugevuse), jooteühenduse profiili ja kõiki plaadi pinnal olevaid räbustijääke. Meie kogemuse kohaselt on kõrge pingega testimisel 1500 V vahelduvvoolu juures ebaõnnestunud peaaegu alati räbustijääkide sillamine külgnevate tihvtide jooteühenduste vahel, mitte klemmliist ise. Soovitame määrata puhta räbusti, mille pinnaisolatsioonitakistus on vähemalt 10¹¹ oomi temperatuuril 85 °C ja 85% suhtelise õhuniiskuse juures vastavalt standardile IPC J-STD-001, ning nõuda enne kõrge pingega testimist tihvtidevaheliste pindade visuaalset kontrolli.

Rakenduste puhul, mis vajavad tugevdatud isolatsiooni – näiteks meditsiiniliste toiteallikate puhul vastavalt standardile IEC 60601 – tagab 5,0 mm tihvtide samm 4,0 mm roomevahe külgnevate pooluste vahel (tihvtide servast jootekohas tihvtide servani). Sellest piisab 250 V tööpinge ja saasteastme 2 jaoks vastavalt standardile IEC 60947-7-4. 300 V tööpinge puhul on nõutav roomevahe 5,0 mm, mis tähendab, et iga teine ​​tihvt tuleks jätta tühjaks, et saavutada 10,0 mm samm.

Tootmiskontroll ja kvaliteedikontrolli testid, mida teostame iga partiiga

Iga 301-5.0 klemmliistude tootmispartii läbib meie tehases enne saatmist neli kohustuslikku kvaliteedikontrolli. Esimene on pöördemomendi test: rakendame kinnituskruvile kalibreeritud pöördemomendi kruvikeerajaga 0,4 Nm ja kontrollime, kas kruvi pöörleb vabalt 360 kraadi ilma kinnikiilumata. Teine on juhtme tõmbetest: kinnitame 14 AWG juhtme 0,4 Nm jõuga ja tõmbame 50 N jõuga 10 sekundit – juhe ei tohi liikuda. Kolmas on soolaudu test 5 prooviga 10 000 tüki kohta – 48 tundi 5% NaCl lahuses temperatuuril 35 °C vastavalt standardile IEC 60068-2-11, kusjuures messingist tihvtil või tinatatud kruvil ei ole nähtavat korrosiooni. Neljas on mõõtmete kontroll vastavalt standardile IEC 60947-7-4, et kontrollida tihvtide vahekaugust, korpuse laiust ja kõrgust, kasutades nägemismõõtesüsteemi täpsusega ±0,01 mm.

2024. aastal testisime selle protokolli abil 47 tootmispartiid ja lükkasime tagasi 3 partiid: ühe partii ühekordse pöördemomendi näidu tõttu ühel automatiseeritud montaažijaamal, teise partii PA66 graanulite puhul, millel ilmnes hägusus, mis viitas niiskuse imendumisele ladustamise ajal, ja kolmanda partii tihvti kõrguse mõõtmete hälbe tõttu, mille põhjustas kulunud stantsvorm. Kõik kolm probleemi parandati enne järgmist tootmispartiid.

Pöördemomendi testimise ja ühenduse töökindluse andmed

301-5.0 kinnituskruvi on valmistatud tsinkkattega M2.6 terasest. Tootmisjärgus pöördemomendi testimisel rakendame 0,4 Nm jõudu ja kontrollime kolme tingimust: kruvi pöörleb vabalt 360 kraadi ilma kinnikiilumata, kinnitusrõhk ulatub traadile vähemalt 20 N-ni ja kruvipea ei kulu. Meie 2024. aasta andmed 47 partii kohta näitasid keskmist tööpöördemomenti 0,38 Nm standardhälbega 0,03 Nm. Ükski proov ei purunenud 0,4 Nm piiril.

Korduvate tellimuste puhul, mis ületavad 5000 tükki kuus, teostame termotsükleid 10 prooviga kuus: 500 tsüklit temperatuuril -40 °C kuni +110 °C. PA66 korpuse CTE on 80 x 10⁻⁶ /°C, võrreldes messingist tihvtiga, mis on 17 x 10⁻⁶ /°C. Erinev paisumine temperatuuril -40 °C loob 0,02 mm pilu 0,05 mm projekteerimistolerantsi piires. Rahvusvahelisi elektrotehnilisi ohutusstandardeid järgib IECMeie 2024. aasta andmete kohaselt oli keskmine kinnitusjõu muutus pärast 500 tsüklit 6,2%.

Vaadake meie täielik klemmliistude valik ja ettevõtte profiilOhutusstandardeid haldab IEC.

Isolatsioonitakistuse ja dielektrilise testimise andmed

301-5.0 klemmliistu isolatsioonitakistust külgnevate pooluste vahel testitakse 500 V alalisvoolu juures vastavalt standardile IEC 60512-3-1. Meie 2024. aasta tootmistestides, kus testiti 12 partiist pärit 1200 näidist, oli minimaalne isolatsioonitakistus 5200 MΩ ja partii keskmine 8700 MΩ. PA66 materjali andmed näitavad mahutakistust 10¹⁵ oomi·cm temperatuuril 23 °C ja 50% suhtelise õhuniiskuse juures, kuid kokkupandud klemmliistu tegelik isolatsioonitakistus väheneb tootmisprotsessist tuleneva pinna saastumise tõttu. Tuvastasime, et survevaluvormi kiht – mikroskoopilised PA66 materjali eendid vormi eraldusjoonel – võib vähendada külgnevate pooluste vahelist roomekaugust kavandatud väärtusest 4,0 mm halvimal juhul 3,2 mm-ni. Rakendasime vormihooldusprotokolli, mis poleerib eraldusjoont iga 50 000 tsükli järel, mis vähendas kihi kõrgust 0,08 mm-lt alla 0,02 mm-ni.

Standardi IEC 60947-7-4 kohane dielektrilise vastupidavuse pingekatse vahelduvvooluga 2000 V minutis ei nõua läbilööki ega ülelööki. Meie katses oli 301-5.0 konfiguratsioonis külgnevate pooluste vaheline läbilöögipinge tavaliselt vahelduvvooluga 3800–4200 V, mis tagab ohutusvaru ligikaudu 2 korda üle nimipinge. Piiravaks teguriks ei ole PA66 korpus – mille dielektriline tugevus on 25 kV/mm –, vaid trükkplaadi pinna tasandil kahe messingist tihvti vaheline roometee, kus jooteriba vähendab efektiivset kaugust.

Vaade täielik klemmliistude valik ja sertifikaadidStandardid IEC.

Joote ühilduvus automatiseeritud trükkplaatide montaažiga

301-5.0 klemmliist on mõeldud lainejootmiseks, kuid sobib ka selektiivse jootmise ja käsitsi jootmise jaoks. Lainejootmiseks 1,6 mm FR-4 plaatidel on meie soovitatavad parameetrid: eelsoojendus 100–120 °C juures 60–90 sekundit, jootetemperatuur 255–260 °C, viivitusaeg 3–5 sekundit. Ühe otsikuga selektiivse jootmise korral suureneb soovitatav viivitusaeg 6–8 sekundini tihvti kohta, et tagada piisav jootekihi täitumine. PA66 korpus talub temperatuuri 260 °C kuni 10 sekundit kokku iga tihvti kohta, mis on piisav kõigi standardsete jootmisprotsesside jaoks. Käsitsi jootmiseks kasutage 350–380 °C triikrauda 2,0 mm otsaga, piirake kokkupuuteaega 3 sekundini tihvti kohta ja laske tihvtide vahel 10 sekundit jahtuda, et vältida kuumuse kogunemist korpusesse. Suuremahuliste rakenduste puhul, mis ületavad 10 000 ühikut aastas, soovitame 301-5.0 klemmliistude puhul teip-rullpakendit, mis võimaldab enne lainejootmist automaatselt trükkplaadile paigutada. Meie teip-rullpakend mahutab 500 tükki rulli kohta, plokkide vahekaugus on 12,7 mm. Paigutusmasin võtab iga ploki korpuse juurest vaakumotsiku abil üles, asetab selle trükkplaadile ja jootepastas olevate tihvtide kinnitusjõud hoiab plokki lainejootejaama transportimise ajal paigal. Soovitatav paigutusjõud on 5–8 N, mis on piisav, et suruda tihvtid läbi pasta ilma neid painutamata.

Materjali valik ja süttivusastme vastavus

301-5.0 korpus on survevalu teel valmistatud PA66-st (nailon 66), mille UL94 V-0 süttivusklass on 0,8 mm paksuse juures. V-0 klass nõuab, et iga proov kustub 10 sekundi jooksul pärast põleti eemaldamist, kusjuures põlemistilgad ei ole lubatud. Meie sisekatsetes, mis hõlmasid 100 proovi 10 tootmispartiist, oli keskmine kustutusaeg 3,2 sekundit ja maksimaalselt 7 sekundit. PA66 materjali võrdlev jälgimisindeks (CTI) on IEC 60112 kohaselt 600 V, mis tähendab, et korpuse pind talub 600 V jälgimispinget ilma juhtivat süsiniku rada moodustamata. CTI-klass on kriitilise tähtsusega jaotuskilpide rakenduste jaoks kõrge õhuniiskusega keskkondades, kus pinna kondensatsioon võib tekitada lekketee külgnevate klemmpooluste vahel. Meie PA66 materjali kvalifitseerimine hõlmab CTI-testimist kolmel proovil partii kohta, mille minimaalne spetsifikatsioonipiir on 575 V. 2024. aastal läks üks partii 560 V pinge juures rikki ja see tagastati tarnijale.

301-5.0 klemmliist on saadaval 2 kuni 12 poolusega konfiguratsioonides ploki kohta. Igal poolusel on sama 16 A 300 V elektriline nimivool, olenemata pooluste koguarvust. Mitmepooluselisi plokke saab trükkplaadile kõrvuti paigaldada, et luua suurema pooluste arvuga ühendusi, ja 5,0 mm samm tagab ühilduvuse standardsete trükkplaadi paigutusvõrkudega. Jaotuskilpide puhul, mis vajavad rohkem kui 12 poolust, soovitame kasutada mitut plokki, mille külgnevate plokikorpuste vaheline minimaalne vahe on 2,0 mm.

Korduma kippuvad küsimused