Radim na specifikaciji i podršci terminalnih blokova u J-GUANG, a značajan dio svog vremena provodim odgovarajući na pitanja inženjera dizajna o rasporedu tiskanih pločica, integrirajući naš vijčani terminalni blok 301-5.0 u razvodne ploče. 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 svrdla osigurava najbolju pouzdanost lemnog spoja i što se događa s kućištem PA66 kada prođe kroz kupku za lemljenje na 260°C tijekom 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: Što podatkovni list prikazuje u odnosu na ono što funkcionira 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 pravokutni mesing s kositrenim premazom. Preporučena veličina rupe na PCB-u je 1,3-1,5 mm gotovog promjera - dovoljno široko da se pin sam centrira tijekom lemljenja valovima, ali dovoljno čvrsto da se 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 s 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 ispunjavanje lema.

Jedan detalj koji nije u podatkovnom listu, ali je važan 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 ispunjavanje rupe. Imamo skup preporučenih parametara valnog lema prema debljini ploče koje šaljem svakom kupcu koji prvi put kupuje.

Mehanički razmak oko terminalnog bloka na tiskanoj 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 kutom umetanja od 15 stupnjeva. Za automatizirano uvrtanje vijaka u proizvodnji, zahtjev za razmakom povećava se na 20 mm kako bi se prilagodio držač bita odvijača.

Između susjednih priključnih 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 razmakom od 5,0 mm razmak između susjednih stijenki kućišta 8,5 - 5,0 = 3,5 mm. Taj razmak od 3,5 mm dovoljan je 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 stijenke kućišta s razmakom 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 izrađeno je od PA66 s UL94 V-0 ocjenom i dizajnirano je da izdrži valno lemljenje. Naš odobreni profil valnog lema: predgrijavanje 100-120°C tijekom 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 povlačenja lemnog spoja je QC metoda koju preporučujemo za validaciju proizvodne linije. Koristimo mjerač sile s kukom koja se okomito povlači na tijelo terminalnog bloka nakon lemljenja. Naši podaci iz 500 uzoraka: srednja sila povlačenja 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 4000 ne bi trebalo otkazati ispod sile povlačenja od 25 N. Primarni faktor koji potiskuje silu povlačenja ispod 25 N je nedovoljan volumen punjenja lema, što smo pratili do dvaju 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.

Toplinsko upravljanje: Trenutni kapacitet pri povišenim temperaturama okoline

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

Rješenje je jednostavno: Spojite prolazne kontaktne pločice na najmanje 50 mm² bakrene površine po polu na PCB-u, korištenjem bakra debljine 35 µm ili težeg. Blok s 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 16 A, u usporedbi s 30 °C bez spoja bakrene ravnine.

Ispitivanje visokim naponom nakon montaže: Što znači nazivna vrijednost AC 2000V u proizvodnji

301-5.0 je specificiran s podnošljivim naponom izmjenične struje od 2000 V 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, visokopotencijalno ispitivanje 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 proizvodnji visokopotencijalnog ispitivanja na 1500 V AC gotovo su uvijek uzrokovani premošćivanjem ostataka fluksa između susjednih lemnih spojeva pinova, a ne samim terminalnim blokom. Preporučujemo specificiranje fluksa bez čišćenja s površinskim izolacijskim otporom od najmanje 10¹¹ Ohma na 85°C i 85% relativne vlažnosti prema IPC J-STD-001, te zahtijevanje vizualnog pregleda međupinskih površina prije visokog potenciometra ispitivanja.

Za primjene koje zahtijevaju pojačanu izolaciju - kao što su medicinski izvori napajanja prema IEC 60601 - razmak između pinova od 5,0 mm osigurava puzni put od 4,0 mm između susjednih polova (od ruba pina do ruba pina na lemnom spoju). To je dovoljno za radni napon od 250 V sa stupnjem onečišćenja 2 prema IEC 60947-7-4. Za radni napon od 300 V, potreban puzni put 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 provodimo 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 momenta: primjenjujemo 0,4 Nm na stezni vijak pomoću kalibriranog moment odvijača i provjeravamo okreće li se vijak slobodno za 360 stupnjeva bez zapinjanja. Drugi je test povlačenja žice: stežemo žicu 14 AWG pri 0,4 Nm i povlačimo pri 50 N tijekom 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 kositrenom vijku. Četvrti je dimenzijski pregled prema IEC 60947-7-4 za razmak pinova, širinu kućišta i visinu pomoću sustava vizualnog mjerenja s točnošću od ±0,01 mm.

U 2024. godini testirali smo 47 proizvodnih serija putem ovog protokola i odbacili 3 serije: jednu zbog neponovljivog očitanja momenta na jednoj automatiziranoj montažnoj stanici, jednu zbog serije PA66 peleta koje su pokazivale zamagljenost koja je ukazivala na apsorpciju vlage tijekom 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 s pocinčanom završnom obradom. U našem ispitivanju momenta u proizvodnji primjenjujemo 0,4 Nm i provjeravamo tri uvjeta: vijak se slobodno okreće za 360 stupnjeva bez zapinjanja, tlak stezanja doseže minimalno 20 N na žici i glava vijka se ne ljušti. Naši podaci iz 2024. iz 47 serija pokazali su prosječni radni 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 5000 komada mjesečno, provodimo termičke cikluse na 10 uzoraka mjesečno: 500 ciklusa od -40°C do +110°C. Kućište 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 tvrtkeSigurnosne 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 ispitivanju 1200 uzoraka u 12 serija 2024. godine, minimalni zabilježeni izolacijski otpor bio je 5200 MOhm, s prosjekom serije od 8700 MOhm. Podaci o materijalu PA66 pokazuju volumski otpor od 10¹⁵ Ohm·cm pri 23°C i 50% relativne vlažnosti, ali stvarni izolacijski otpor u sastavljenom terminalnom bloku smanjen je površinskom kontaminacijom tijekom proizvodnog procesa. Utvrdili smo da isječci od injekcijskog prešanja - mikroskopski izbočenja materijala PA66 na liniji razdvajanja kalupa - mogu smanjiti puzni put između susjednih polova s ​​projektirane vrijednosti od 4,0 mm na 3,2 mm u najgorem slučaju. Implementirali smo protokol održavanja kalupa koji polira liniju razdvajanja svakih 50 000 ciklusa, što je smanjilo visinu bljeska s 0,08 mm na ispod 0,02 mm.

Ispitivanje dielektrične otpornosti na napon pri AC 2000 V 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 obično je AC 3800-4200 V, što pruža sigurnosnu marginu od približno 2x iznad nazivne otpornosti na napon. Ograničavajući faktor nije kućište 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.

Pogled kompletan asortiman terminalnih blokova i certifikatiStandardi IEC.

Kompatibilnost lemljenja s automatiziranom sastavljanjem PCB-a

Priključni blok 301-5.0 dizajniran je za valno lemljenje, ali je kompatibilan i sa selektivnim lemljenjem i ručnim lemljenjem. Za valno lemljenje na FR-4 pločama od 1,6 mm, naši preporučeni parametri su: prethodno zagrijavanje na 100-120 °C tijekom 60-90 sekundi, temperatura lema 255-260 °C, vrijeme zadržavanja 3-5 sekundi. Za selektivno lemljenje s jednom mlaznicom, preporučeno vrijeme zadržavanja povećava se na 6-8 sekundi po pinu kako bi se osiguralo adekvatno punjenje lema. Kućište PA66 može izdržati 260 °C tijekom ukupnog vremena izlaganja do 10 sekundi po pinu, što je dovoljno za sve standardne postupke lemljenja. Za ručno lemljenje koristite glačalo temperature 350-380 °C s vrhom od 2,0 mm, ograničite vrijeme kontakta na 3 sekunde po pinu i omogućite 10 sekundi hlađenja između pinova kako biste spriječili nakupljanje topline u kućištu. Za primjene velikog obima koje prelaze 10.000 jedinica godišnje, preporučujemo pakiranje trakom i rolnom za terminalni blok 301-5.0, što omogućuje automatsko postavljanje na PCB prije lemljenja valovima. Naš format trake i role sadrži 500 komada po rolni s razmakom od 12,7 mm između blokova. Stroj 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 tijekom transporta do stanice za lemljenje valovima. Preporučena sila uzimanja i postavljanja je 5-8 N, što je dovoljno za probijanje pinova kroz pastu bez savijanja.

Odabir materijala i sukladnost s ocjenom zapaljivosti

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

Priključni blok 301-5.0 dostupan je u konfiguracijama od 2 do 12 polova po bloku. Svaki pol održava istu električnu nazivnu struju od 16 A 300 V bez obzira na ukupan broj polova. Višepolni blokovi mogu se montirati jedan pored drugog na PCB kako bi se stvorili spojevi 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