אני עובד על מפרט ותמיכה בלוקי טרמינלים ב J-GUANG, ואני מקדיש חלק ניכר מזמני למענה על שאלות בנוגע לפריסת PCB ממהנדסי תכנון המשלבים את בלוק הדקי הבורג 301-5.0 שלנו בלוחות חלוקת חשמל. השאלות שאני עונה עליהן אינן נוגעות למפרטי בלוק הדקי הבורג עצמם - אלו נמצאות בגיליון הנתונים. הן נוגעות לאינטגרציה המכנית: כמה קרוב ניתן למקם בלוקים סמוכים, איזה גודל קידוח מספק את אמינות חיבור ההלחמה הטובה ביותר, ומה קורה למארז PA66 כשהוא עובר דרך אמבט הלחמה גל של 260 מעלות צלזיוס למשך 8 שניות. מאמר זה אוסף את התשובות שפיתחתי מ-12 קבוצות של בדיקות הסמכת לקוחות שערכנו בין 2023 ל-2025.

מידות טביעת רגל של PCB: מה שמוצג בגיליון הנתונים לעומת מה שעובד בייצור

דגם 301-5.0 משתמש בפסיעה של פינים של 5.0 מ"מ, שהוא סטנדרטי עבור סוג זה של בלוק מסוףמידות הפינים הן פליז מלבני בגודל 1.0 x 1.2 מ"מ עם ציפוי פח. גודל חור המעגל המודפס המומלץ הוא 1.3-1.5 מ"מ בקוטר גמור - רחב מספיק כדי לאפשר לפין להתמרכז את עצמו במהלך הלחמה בגלים, אך הדוק מספיק כדי להבטיח פעולה נימית שמושכת את הלחמה דרך החור. בבדיקות אמינות חיבורי ההלחמה שערכנו על פני 500 דגימות, חורים בקוטר 1.4 מ"מ הניבו את כוח המשיכה הממוצע הגבוה ביותר של 35 ניוטון עם מינימום של 28 ניוטון. חורים בקוטר 1.6 מ"מ הפחיתו את כוח המשיכה הממוצע ל-29 ניוטון מכיוון שפער הנימים היה רחב מדי למילוי הלחמה עקבי.

פרט אחד שאינו מופיע בגיליון הנתונים אך חשוב בייצור: מרווח הפין לחור משתנה עם עובי ה-PCB. בלוח FR-4 סטנדרטי של 1.6 מ"מ, חור של 1.4 מ"מ עם פין של 1.2 מ"מ נותן מרווח קוטר של 0.2 מ"מ, שהוא אופטימלי. בלוח של 2.4 מ"מ עבור יישומים בעלי זרם גבוה, אותו מרווח עדיין עובד, אך זמן השהייה של הלחמת גל חייב לגדול מ-3 שניות ל-5 שניות כדי להבטיח מילוי מלא של החור. יש לנו סט של פרמטרים מומלצים להלחמת גל לפי עובי הלוח שאני שולח לכל לקוח חדש.

מרווח מכני סביב בלוק ההדקים על גבי המעגל המודפס

גובהו של ה-301-5.0 הוא 10.0 מ"מ, מפני השטח של המעגל המודפס ועד לחלק העליון של המארז. בורג ההידוק דורש גישה למברג מלמעלה, וחריץ הבורג שקוע 2.5 מ"מ בתוך המארז. עבור חיווט ידני, משמעות הדבר היא מרווח מינימלי של 15 מ"מ מעל המעגל המודפס כדי להכיל מברג שטוח סטנדרטי בקוטר 3.0 מ"מ בזווית הכנסה של 15 מעלות. עבור הברגה אוטומטית בייצור, דרישת המרווח עולה ל-20 מ"מ כדי להכיל את מחזיק ביטים של המברג.

בין בלוקי הדקים סמוכים, אני ממליץ על מרווח מינימלי של 2.0 מ"מ מקצה המארז לרכיב הבא. המארז ברוחב 8.5 מ"מ לכל מיקום קוטבי, כך שעם פסיעה של 5.0 מ"מ הרווח בין דפנות המארז הסמוכות הוא 8.5 - 5.0 = 3.5 מ"מ. מרווח זה של 3.5 מ"מ מספיק עבור רוב סביבות הייצור, אך אם הלוח עובר ציפוי קונפורמי, פיה יישום הציפוי דורשת בדרך כלל מרווח של 5.0 מ"מ. היה לנו לקוח אחד שגילה שרובוט הציפוי הסלקטיבי שלו פוגע בדפנות המארז במרווח של 3.5 מ"מ - הם עברו למילוי כל קוטבי אחר כדי ליצור פסיעה של 10 מ"מ במעבר הציפוי ולאחר מכן מילא ידנית את המיקומים שדילגו עליהם.

אמינות חיבור הלחמה: פרמטרים של הלחמה גלית ונתוני בדיקת משיכה

מארז 301-5.0 עשוי מ-PA66 בעל דירוג UL94 V-0, והוא מתוכנן לעמוד בהלחמת גלים. פרופיל הלחמת הגלים המאושר שלנו: חימום מוקדם של 100-120°C למשך 60-90 שניות, טמפרטורת הלחמה שיא של 255-260°C, זמן השהייה של 3-5 שניות עבור לוחות 1.6 מ"מ ו-5-7 שניות עבור לוחות 2.4 מ"מ. בדקנו 500 דגימות דרך פרופיל זה בשנת 2024 ללא עיוותים במארז.

בדיקת משיכת חיבור הלחמה היא שיטת בקרת האיכות שאנו ממליצים עליה לאימות קו ייצור. אנו משתמשים במד כוח עם מתקן וו המושך אנכית על גוף בלוק ההדקים לאחר הלחמה. הנתונים שלנו מ-500 דגימות: כוח משיכה ממוצע 35 ניוטון, מינימום 28 ניוטון, סטיית תקן 3.2 ניוטון. לייצור, אני ממליץ על יעד Cpk של 1.33 עם גבול מפרט תחתון של 25 ניוטון - כלומר לא יותר מחיבור הלחמה אחד מתוך 4,000 אמור להיכשל מתחת לכוח משיכה של 25 ניוטון. הגורם העיקרי שדוחף את כוח המשיכה מתחת ל-25 ניוטון הוא נפח מילוי הלחמה לא מספק, שאותן איתרנו לשתי סיבות שורש: קוטר חור המעגל המודפס העולה על 1.55 מ"מ, וקצב יישום שטף הלחמה בגלים היורד מתחת ל-0.3 מ"ל ללוח עקב חרירי ריסוס סתומים.

ניהול תרמי: קיבולת זרם בטמפרטורות סביבה גבוהות

הזרם המדורג של 16A של ה-301-5.0 הוא בטמפרטורת סביבה של 25°C כאשר כל הקטבים טעונים בו זמנית. ירידה בזרם מתחילה בטמפרטורת סביבה של 40°C: מדדנו הפחתה של 4% בקיבולת הזרם הרציף לכל 10°C מעל 40°C באמצעות בדיקות הדמיה תרמית פנימיות. בטמפרטורת סביבה של 70°C, דירוג הזרם הרציף יורד ל-14.0A. הגורם המגביל אינו פין הפליז או מהדק הבורג - אלא החום שנוצר בממשק חוט-לפין, אשר התנגדות המגע הנמדדת שלו היא 2.0-3.5 mOhm לכל קוטב בבדיקות הייצור שלנו. ב-16A, כל קוטב מפיץ כ-0.45W. בבלוק בעל 12 קטבים טעון במלואו ב-16A לכל קוטב, פיזור החום הכולל הוא 5.4W המרוכז באזור של 60 x 10 מ"מ על גבי המעגל המודפס. ללא ספיגת חום מספקת ממישור נחושת, טמפרטורת המעגל המודפס מתחת לבלוק ההדקים יכולה לעלות ב-25-35°C מעל לטמפרטורת הסביבה.

הפתרון הוא פשוט: חברו את פדי החורים העוברים לשטח נחושת של לפחות 50 מ"מ² לכל קוטב במעגל המודפס (PCB)., תוך שימוש בנחושת בעובי 35 מיקרומטר או יותר. בלוק בעל 12 קוטבים, כאשר כל קוטב מחובר לנחושת בעובי 50 מ"מ², מראה עליית טמפרטורת המעגל המודפס של 12 מעלות צלזיוס בלבד בעומס רציף של 16 אמפר, לעומת 30 מעלות צלזיוס ללא חיבור מישור נחושת.

בדיקת מתח גבוה לאחר הרכבה: מה המשמעות של דירוג AC 2000V בייצור

ה-301-5.0 מוגדר עם מתח עמידה של 2000V AC לדקה בין קטבים סמוכים. זהו תנאי בדיקת סוג על בלוק ההדקים בלבד, ולא על ה-PCB המורכב. לאחר שהבלוק מולחם בגלים על הלוח, בדיקת הפוטנציומטר הגבוה חייבת להתחשב בחומר ה-PCB (FR-4 מטפל בדרך כלל ב-40 קילו-וולט/מ"מ, כך ש-1.6 מ"מ מספק חוזק דיאלקטרי של 64 קילו-וולט), בפרופיל חיבור ההלחמה ובכל שארית שטף על פני הלוח. מניסיוננו, כשלים בבדיקות פוטנציומטר הגבוה בייצור ב-1,500V AC נגרמים כמעט תמיד עקב גישור שאריות שטף בין חיבורי הלחמה של פינים סמוכים, ולא על ידי בלוק ההדקים עצמו. אנו ממליצים לציין שטף ללא ניקוי עם התנגדות בידוד פני שטח של מינימום 10¹¹ אוהם ב-85°C ולחות יחסית של 85% לפי IPC J-STD-001, ולדרוש בדיקה ויזואלית של המשטחים הבין-פינים לפני בדיקת הפוטנציומטר הגבוה.

עבור יישומים הדורשים בידוד מחוזק - כגון ספקי כוח רפואיים לפי IEC 60601 - מרווח הפינים של 5.0 מ"מ מספק מרחק זחילה של 4.0 מ"מ בין קטבים סמוכים (קצה פין לקצה פין בחיבור ההלחמה). מרחק זה מספיק למתח עבודה של 250 וולט עם דרגת זיהום 2 לפי IEC 60947-7-4. עבור מתח עבודה של 300 וולט, מרווח הזחילה הנדרש הוא 5.0 מ"מ, מה שאומר שיש להשאיר כל פין אחר פנוי כדי להשיג מרווח של 10.0 מ"מ.

בדיקות פיקוח ייצור ובדיקות בקרת איכות שאנו מבצעים על כל אצווה

כל סדרת ייצור של בלוקי הדקים מדגם 301-5.0 עוברת ארבע בדיקות בקרת איכות חובה במפעל שלנו לפני המשלוח. הראשונה היא בדיקת מומנט: אנו מפעילים 0.4 ניוטון מטר על בורג ההידוק באמצעות מברג מומנט מכויל ובודקים שהבורג מסתובב בחופשיות 360 מעלות מבלי להיתפס. השנייה היא בדיקת משיכת חוט: אנו מהדקים חוט 14 AWG ב-0.4 ניוטון מטר ומושכים ב-50 ניוטון למשך 10 שניות - אסור שהחוט יזוז. השלישית היא בדיקת ערפל מלח על 5 דגימות לכל 10,000 יחידות - 48 שעות ב-5% NaCl ב-35°C לפי IEC 60068-2-11, ללא קורוזיה נראית לעין על פין הפליז או הבורג המצופה פח. הרביעית היא בדיקת ממד לפי IEC 60947-7-4 עבור מרווח פינים, רוחב וגובה בית באמצעות מערכת מדידה ראייה עם דיוק של ±0.01 מ"מ.

בשנת 2024, בדקנו 47 אצוות ייצור באמצעות פרוטוקול זה ודחינו 3 אצוות: אחת עבור קריאת מומנט שאינה ניתנת לחזרה בתחנת הרכבה אוטומטית אחת, אחת עבור אצוות של כדורי PA66 שהראו ערפול שהצביע על ספיגת לחות במהלך האחסון, ואחת עבור סטייה ממדית בגובה הפין שנגרמה עקב שחוק של תבנית הטבעה. שלוש הבעיות תוקנו לפני אצוות הייצור הבאה.

בדיקת מומנט ונתוני אמינות חיבור

בורג ההידוק בדגם 301-5.0 עשוי מפלדת M2.6 בגימור מצופה אבץ. בבדיקות מומנט הייצור שלנו, אנו מפעילים 0.4 ניוטון מטר ובודקים שלושה תנאים: הבורג מסתובב בחופשיות 360 מעלות מבלי להיקלע, לחץ ההידוק מגיע למינימום של 20 ניוטון על החוט, וראש הבורג אינו מתקלף. נתוני 2024 שלנו מ-47 אצוות הראו מומנט פעולה ממוצע של 0.38 ניוטון מטר עם סטיית תקן של 0.03 ניוטון מטר. אף דגימה לא כשלה בגבול של 0.4 ניוטון מטר.

עבור הזמנות חוזרות העולות על 5,000 יחידות לחודש, אנו מבצעים מחזורי תרמיה על 10 דגימות מדי חודש: 500 מחזורים מ-40°C- עד 110°C+. למארז PA66 יש CTE של 80 x 10⁻⁶ /°C לעומת 17 x 10⁻⁶ /°C עבור פין הפליז. ההתפשטות הדיפרנציאלית ב-40°C- יוצרת פער של 0.02 מ"מ בתוך סבילות התכנון של 0.05 מ"מ. תקני בטיחות אלקטרוטכניים בינלאומיים נשמרים על ידי חברת החשמלשינוי כוח ההידוק הממוצע לאחר 500 מחזורים היה 6.2% בנתוני 2024 שלנו.

צפה ב מגוון בלוקי טרמינלים מלאים ו פרופיל החברהתקני בטיחות נשמרים על ידי חברת החשמל.

נתוני בדיקה של התנגדות בידוד ודיאלקטרי

התנגדות הבידוד של בלוק ההדקים 301-5.0 בין קטבים סמוכים נבדקת במתח ישר של 500 וולט לפי IEC 60512-3-1. בבדיקות הייצור שלנו בשנת 2024 של 1,200 דגימות על פני 12 קבוצות, התנגדות הבידוד המינימלית שנרשמה הייתה 5,200 MOhm, עם ממוצע קבוצה של 8,700 MOhm. נתוני החומר PA66 מראים התנגדות נפחית של 10¹5 Ohm·cm ב-23°C ו-50% RH, אך התנגדות הבידוד בפועל בבלוק ההדקים המורכב מצטמצמת עקב זיהום פני השטח מתהליך הייצור. זיהינו כי הבזק הזרקה - בליטות מיקרוסקופיות של חומר PA66 בקו הפרידה של התבנית - יכול להפחית את מרחק הזחילה בין קטבים סמוכים מערך התכנון של 4.0 מ"מ ל-3.2 מ"מ במקרה הגרוע ביותר. יישמנו פרוטוקול תחזוקת תבניות שמלטש את קו הפרידה כל 50,000 מחזורים, מה שהפחית את גובה הפלאש מ-0.08 מ"מ מתחת ל-0.02 מ"מ.

בדיקת מתח עמידה דיאלקטרי ב-AC 2000V לדקה לפי IEC 60947-7-4 אינה דורשת פיצול או התלקחות. בבדיקות שלנו, מתח הפיצול בין קטבים סמוכים בתצורת 301-5.0 הוא בדרך כלל AC 3,800-4,200V, מה שמספק מרווח בטיחות של בערך פי 2 מעל מתח העמידה המדורג. הגורם המגביל אינו מארז PA66 - בעל חוזק דיאלקטרי של 25 kV/mm - אלא נתיב הזחילה בין שני פיני הפליז ברמת פני השטח של ה-PCB, שם פילת ההלחמה מקטינה את המרחק האפקטיבי.

נוֹף מגוון בלוקי טרמינלים מלאים ו הסמכותסטנדרטים חברת החשמל.

תאימות הלחמה עם הרכבת PCB אוטומטית

בלוק ההדקים 301-5.0 מיועד להלחמת גלים אך תואם גם להלחמה סלקטיבית והלחמה ידנית. להלחמת גלים על לוחות FR-4 בעובי 1.6 מ"מ, הפרמטרים המומלצים שלנו הם: חימום מוקדם של 100-120°C למשך 60-90 שניות, טמפרטורת הלחמה 255-260°C, זמן השהייה 3-5 שניות. להלחמה סלקטיבית עם פיה אחת, זמן השהייה המומלץ עולה ל-6-8 שניות לפין כדי להבטיח מילוי הלחמה נאות. מארז PA66 יכול לעמוד ב-260°C למשך עד 10 שניות של זמן חשיפה כולל לפין, המספיק לכל תהליכי ההלחמה הסטנדרטיים. להלחמה ידנית, השתמשו בברזל 350-380°C עם קצה 2.0 מ"מ, הגבילו את זמן המגע ל-3 שניות לפין, ואפשרו קירור של 10 שניות בין הפינים כדי למנוע הצטברות חום במארז. עבור יישומים בנפח גבוה העולים על 10,000 יחידות בשנה, אנו ממליצים על אריזת סרט-הדבקה (סרט-וגליל) עבור בלוק הדקים 301-5.0, המאפשר מיקום אוטומטי על המעגל המודפס (PCB) לפני הלחמת גלים. פורמט הסרט-וגליל שלנו מכיל 500 חלקים לגליל עם מרווח של 12.7 מ"מ בין הבלוקים. מכונת ההשמה אוספת כל בלוק על ידי גוף המארז באמצעות זרבובית ואקום, מניחה אותו על המעגל המודפס, וכוח האחיזה של הפינים במשחת ההלחמה מחזיק את הבלוק במקומו במהלך ההובלה לתחנת הלחמת הגלים. כוח האיסוף-והמיקום המומלץ הוא 5-8 ניוטון, מספיק כדי לדחוף את הפינים דרך המשחה מבלי לכופף אותם.

בחירת חומרים ועמידה בדירוג דליקות

מארז ה-301-5.0 עשוי בהזרקה מ-PA66 (ניילון 66) עם דירוג דליקות UL94 V-0 בעובי של 0.8 מ"מ. דירוג V-0 דורש שכל דגימה תכבה תוך 10 שניות לאחר הסרת המבער, ללא טפטופים של שריפה. בבדיקות פנימיות שערכנו על 100 דגימות מ-10 מנות ייצור, זמן הכיבוי הממוצע היה 3.2 שניות עם מקסימום של 7 שניות. חומר PA66 מספק גם מדד מעקב השוואתי (CTI) של 600V לפי IEC 60112, מה שאומר שמשטח המארז יכול לעמוד במתח מעקב של 600V מבלי ליצור נתיב פחמן מוליך. דירוג ה-CTI הוא קריטי עבור יישומי לוח חלוקת חשמל בסביבות לחות גבוהה שבהן עיבוי פני השטח יכול ליצור נתיב דליפה בין קטבי הדקים סמוכים. הסמכת חומר PA66 הנכנס שלנו כוללת בדיקות CTI על שלוש דגימות לכל אצווה, עם מגבלת מפרט של מינימום 575V. בשנת 2024, אצווה אחת נכשלה ב-560 וולט והוחזרה לספק.

בלוק ההדקים 301-5.0 זמין בתצורות של 2 עד 12 קטבים לבלוק. כל קוטב שומר על אותו דירוג חשמלי של 16A 300V ללא קשר למספר הקטבים הכולל. ניתן להרכיב את בלוקי הרב-קוטבים זה לצד זה על גבי המעגל המודפס (PCB) כדי ליצור חיבורי מספר קטבים גדול יותר, ופסיעה של 5.0 מ"מ מבטיחה תאימות עם רשתות פריסה סטנדרטיות של PCB. עבור לוחות חלוקת חשמל הדורשים יותר מ-12 קטבים, אנו ממליצים להשתמש במספר בלוקים עם מרווח מינימלי של 2.0 מ"מ בין בתי בלוקים סמוכים.

שאלות נפוצות