Ninafanya kazi kwenye vipimo na usaidizi wa block ya terminal katika J-GUANG, na mimi hutumia sehemu kubwa ya muda wangu kujibu maswali ya mpangilio wa PCB kutoka kwa wahandisi wa usanifu wakiunganisha kizuizi chetu cha skurubu cha 301-5.0 kwenye bodi za usambazaji wa umeme. Maswali ninayouliza hayahusu vipimo vya kizuizi cha terminal vyenyewe - hayo yako kwenye lahajedwali ya data. Yanahusu ujumuishaji wa mitambo: jinsi vizuizi vilivyo karibu vinaweza kuwekwa karibu, ukubwa gani wa kuchimba hutoa uaminifu bora wa kiungo cha solder, na nini kinatokea kwa nyumba ya PA66 inapopitia bafu ya solder ya wimbi la 260°C kwa sekunde 8. Makala haya yanakusanya majibu niliyoyapata kutoka kwa makundi 12 ya majaribio ya sifa za wateja tuliyofanya kati ya 2023 na 2025.

Vipimo vya Nyayo za PCB: Kile Kinachoonyeshwa na Laha ya Data dhidi ya Kinachofanya Kazi katika Uzalishaji

301-5.0 hutumia pini ya pini ya 5.0 mm, ambayo ni ya kawaida kwa darasa hili la kizuizi cha mwishoVipimo vya pini ni shaba ya mstatili ya 1.0 x 1.2 mm yenye mfuniko wa bati. Ukubwa wa shimo la PCB unaopendekezwa ni kipenyo cha 1.3-1.5 mm kilichokamilika — upana wa kutosha kuruhusu pini kujiweka katikati wakati wa kuunganishwa kwa wimbi lakini imara vya kutosha kuhakikisha hatua ya kapilari huvuta solder kupitia shimo. Katika majaribio yetu ya uaminifu wa viungo vya solder katika sampuli 500, mashimo kwenye 1.4 mm yalitoa nguvu ya juu zaidi ya kuvuta kwa wastani katika 35 N na angalau 28 N. Mashimo kwenye 1.6 mm yalipunguza nguvu ya kuvuta kwa wastani hadi 29 N kwa sababu pengo la kapilari lilikuwa pana sana kwa kujaza solder kwa usawa.

Maelezo moja ambayo hayapo kwenye lahajedwali ya data lakini ni muhimu katika uzalishaji: kibali cha pini hadi shimo hubadilika na unene wa PCB. Kwenye ubao wa kawaida wa FR-4 wa 1.6 mm, shimo la 1.4 mm lenye pini ya 1.2 mm hutoa kibali cha kipenyo cha 0.2 mm, ambacho ni bora zaidi. Kwenye ubao wa 2.4 mm kwa matumizi ya mkondo wa juu, kibali hicho hicho bado kinafanya kazi lakini muda wa kukaa wa solder ya wimbi lazima uongezwe kutoka sekunde 3 hadi sekunde 5 ili kuhakikisha ujazo kamili wa shimo. Tuna seti ya vigezo vinavyopendekezwa vya solder ya wimbi kwa unene wa bodi ambavyo mimi hutuma kwa kila mteja wa mara ya kwanza.

Kibali cha Kimitambo Kuzunguka Kizuizi cha Kituo kwenye PCB

Urefu wa 301-5.0 una urefu wa milimita 10.0 kutoka kwenye uso wa PCB hadi juu ya nyumba. Skurubu ya kubana inahitaji ufikiaji wa bisibisi kutoka juu, na nafasi ya skrubu imezingirwa ndani ya milimita 2.5 ndani ya nyumba. Kwa waya za mikono, hii ina maana ya nafasi ya chini ya milimita 15 juu ya PCB ili kubeba bisibisi ya kawaida ya milimita 3.0 yenye upau bapa katika pembe ya kuingiza ya digrii 15. Kwa uendeshaji wa skrubu otomatiki katika uzalishaji, hitaji la nafasi huongezeka hadi milimita 20 ili kubeba kishikilia biti cha bisibisi.

Kati ya vitalu vya mwisho vilivyo karibu, napendekeza nafasi ya chini ya milimita 2.0 kutoka ukingo wa nyumba hadi sehemu inayofuata. Nyumba ina upana wa milimita 8.5 kwa kila nafasi ya nguzo, kwa hivyo kwa lami ya milimita 5.0, nafasi kati ya kuta za nyumba zilizo karibu ni 8.5 - 5.0 = milimita 3.5. Nafasi hiyo ya milimita 3.5 inatosha kwa mazingira mengi ya uzalishaji, lakini ikiwa ubao utapitia mipako ya conformal, pua ya kiambatisho cha mipako kwa kawaida inahitaji nafasi ya milimita 5.0. Tulikuwa na mteja mmoja ambaye aligundua kuwa roboti yao ya mipako ya kuchagua ilikuwa ikigonga kuta za nyumba kwa nafasi ya milimita 3.5 - walibadilisha hadi kila nguzo iliyojaa ili kuunda lami ya milimita 10 kwenye njia ya mipako na kisha kujaza nafasi zilizorukwa kwa mkono.

Uaminifu wa Kiungo cha Solder: Vigezo vya Solder vya Wimbi na Data ya Mtihani wa Vuta

Kesi ya 301-5.0 imeumbwa kutoka PA66 yenye ukadiriaji wa UL94 V-0, na imeundwa kuhimili uunganishaji wa wimbi. Wasifu wetu wa solder ya wimbi ulioidhinishwa: pasha moto 100-120°C kwa sekunde 60-90, halijoto ya kilele cha solder 255-260°C, muda wa kukaa sekunde 3-5 kwa bodi za 1.6 mm na sekunde 5-7 kwa bodi za 2.4 mm. Tulijaribu sampuli 500 kupitia wasifu huu mnamo 2024 bila mabadiliko yoyote ya makazi.

Jaribio la kuvuta viungo vya solder ni mbinu ya QC tunayopendekeza kwa ajili ya uthibitishaji wa mstari wa uzalishaji. Tunatumia kipimo cha nguvu chenye kifaa cha ndoano kinachovuta wima kwenye mwili wa kizuizi cha mwisho baada ya kuunganishwa. Data yetu kutoka kwa sampuli 500: nguvu ya wastani ya kuvuta 35 N, kiwango cha chini cha 28 N, kupotoka kwa kawaida 3.2 N. Kwa uzalishaji, ninapendekeza lengo la Cpk la 1.33 lenye kikomo cha chini cha vipimo cha 25 N — ikimaanisha kuwa hakuna zaidi ya kiungo 1 cha solder katika 4,000 kinachopaswa kushindwa chini ya nguvu ya kuvuta ya 25 N. Jambo la msingi linalosukuma nguvu ya kuvuta chini ya 25 N ni ujazo mdogo wa kujaza solder, ambao tuliufuatilia kwa sababu mbili kuu: kipenyo cha shimo la PCB kinachozidi 1.55 mm, na kiwango cha matumizi ya mtiririko wa solder wa wimbi kinachoshuka chini ya 0.3 mL kwa kila ubao kutokana na pua za kunyunyizia zilizoziba.

Usimamizi wa Joto: Uwezo wa Sasa katika Joto Halisi Lililoinuka

Mkondo uliokadiriwa wa 16A wa 301-5.0 uko katika mazingira ya 25°C huku nguzo zote zikiwa zimepakiwa kwa wakati mmoja. Upunguzaji wa mkondo huanza katika mazingira ya 40°C: tulipima upungufu wa 4% katika uwezo wa mkondo endelevu kwa kila 10°C juu ya 40°C kupitia majaribio ya upigaji picha wa joto ndani ya nyumba. Katika mazingira ya 70°C, ukadiriaji wa mkondo endelevu hupungua hadi 14.0A. Kipengele cha kikomo si pini ya shaba au kibano cha skrubu - ni joto linalozalishwa kwenye kiolesura cha waya-kwa-pini, ambacho kina upinzani wa mguso uliopimwa wa 2.0-3.5 mOhm kwa kila nguzo katika majaribio yetu ya uzalishaji. Katika 16A, kila nguzo hutawanyika takriban 0.45 W. Katika kizuizi cha nguzo 12 kilichojaa kikamilifu kwa 16A kwa kila nguzo, jumla ya utengamano wa joto ni 5.4 W iliyojilimbikizia katika eneo la 60 x 10 mm kwenye PCB. Bila kuzama kwa joto la shaba la ndege ya kutosha, halijoto ya PCB chini ya kizuizi cha mwisho inaweza kupanda 25-35°C juu ya mazingira.

Suluhisho ni rahisi: Unganisha pedi za shimo la kupitia kwenye angalau mm² 50 za eneo la shaba kwa kila nguzo kwenye PCB, kwa kutumia µm 35 au shaba nzito zaidi. Kizuizi cha nguzo 12 chenye kila nguzo iliyounganishwa na shaba ya mm² 50 kinaonyesha ongezeko la joto la PCB la 12°C pekee kwa mzigo unaoendelea wa 16A, dhidi ya 30°C bila muunganisho wa shaba.

Upimaji wa High-Pot Baada ya Kuunganishwa: Maana ya Ukadiriaji wa AC 2000V katika Uzalishaji

301-5.0 imebainishwa kwa voltage inayostahimili ya AC 2000V kwa dakika kati ya nguzo zilizo karibu. Hii ni aina ya sharti la jaribio kwenye kizuizi cha mwisho pekee, si kwenye PCB iliyounganishwa. Mara tu kizuizi kikiwa kimeunganishwa kwa wimbi kwenye ubao, jaribio la sufuria kubwa lazima lizingatie nyenzo za PCB (FR-4 kwa kawaida hushughulikia 40 kV/mm, kwa hivyo 1.6 mm hutoa nguvu ya dielektriki ya 64 kV), wasifu wa kiungo cha solder, na mabaki yoyote ya mtiririko kwenye uso wa ubao. Katika uzoefu wetu, kushindwa katika uzalishaji majaribio ya sufuria kubwa kwenye 1,500V AC karibu kila mara husababishwa na mabaki ya mtiririko yanayounganisha viungo vya solder vya pini vilivyo karibu, sio na kizuizi cha mwisho chenyewe. Tunapendekeza kubainisha mtiririko usio safi wenye upinzani wa insulation ya uso wa angalau 10¹¹ Ohm kwa 85°C na 85% ya unyevunyevu kwa kila IPC J-STD-001, na kuhitaji ukaguzi wa kuona wa nyuso za pini kati kabla ya upimaji wa sufuria kubwa.

Kwa matumizi yanayohitaji insulation iliyoimarishwa — kama vile vifaa vya umeme vya kimatibabu kulingana na IEC 60601 — lami ya pini ya 5.0 mm hutoa umbali wa 4.0 mm wa kutambaa kati ya nguzo zilizo karibu (kingo cha pini hadi ukingo wa pini kwenye kiungo cha solder). Hii inatosha kwa volteji ya kazi ya 250V yenye kiwango cha uchafuzi cha 2 kwa kila IEC 60947-7-4. Kwa volteji ya kazi ya 300V, kutambaa kunakohitajika ni 5.0 mm, kumaanisha kila pini nyingine inapaswa kuachwa bila watu ili kufikia lami ya 10.0 mm.

Ukaguzi wa Uzalishaji na Majaribio ya QC Tunayofanya kwa Kila Kundi

Kila kundi la uzalishaji wa vitalu vya mwisho vya 301-5.0 hupitia majaribio manne ya lazima ya QC katika kituo chetu kabla ya kusafirishwa. La kwanza ni jaribio la torque: tunatumia 0.4 Nm kwenye skrubu ya kubana kwa kutumia bisibisi ya torque iliyorekebishwa na tunaangalia kwamba skrubu inazunguka kwa uhuru kupitia digrii 360 bila kufungamana. La pili ni jaribio la kuvuta waya: tunabandika waya wa AWG 14 kwa 0.4 Nm na kuvuta kwa 50 N kwa sekunde 10 - waya haipaswi kusogea. La tatu ni jaribio la ukungu wa chumvi kwenye sampuli 5 kwa kila vipande 10,000 - saa 48 katika 5% NaCl kwa 35°C kwa IEC 60068-2-11, bila kutu inayoonekana kwenye pini ya shaba au skrubu iliyofunikwa kwa bati. La nne ni ukaguzi wa vipimo kwa IEC 60947-7-4 kwa nafasi ya pini, upana wa nyumba, na urefu kwa kutumia mfumo wa kipimo cha kuona wenye usahihi wa ±0.01 mm.

Mnamo 2024, tulijaribu makundi 47 ya uzalishaji kupitia itifaki hii na tukakataa makundi 3: moja kwa ajili ya usomaji wa torque usioweza kurudiwa kwenye kituo kimoja cha kuunganisha kiotomatiki, moja kwa ajili ya kundi la pellets za PA66 zinazoonyesha ukungu ulioonyesha kunyonya unyevu wakati wa kuhifadhi, na moja kwa ajili ya kupotoka kwa vipimo katika urefu wa pini unaosababishwa na die iliyochakaa ya kukanyaga. Masuala yote matatu yalisahihishwa kabla ya kundi linalofuata la uzalishaji.

Upimaji wa Torque na Data ya Uaminifu wa Muunganisho

Skurubu ya kubana kwenye 301-5.0 ni chuma cha M2.6 chenye umaliziaji uliofunikwa na zinki. Katika majaribio yetu ya torque ya uzalishaji, tunatumia 0.4 Nm na kuangalia hali tatu: skrubu huzunguka kwa uhuru kupitia digrii 360 bila kufungamana, shinikizo la kubana hufikia angalau 20 N kwenye waya, na kichwa cha skrubu hakivunjiki. Data yetu ya 2024 kutoka kwa makundi 47 ilionyesha wastani wa torque ya uendeshaji ya 0.38 Nm yenye kupotoka kwa kawaida kwa 0.03 Nm. Hakuna sampuli zilizoshindwa katika kikomo cha 0.4 Nm.

Kwa maagizo yanayorudiwa yanayozidi vipande 5,000 kwa mwezi, tunafanya mzunguko wa joto kwenye sampuli 10 kila mwezi: mizunguko 500 kutoka -40°C hadi +110°C. Kesi ya PA66 ina CTE ya 80 x 10⁻⁶ /°C dhidi ya 17 x 10⁻⁶ /°C kwa pini ya shaba. Upanuzi tofauti katika -40°C huunda pengo la 0.02 mm ndani ya uvumilivu wa muundo wa 0.05 mm. Viwango vya kimataifa vya usalama wa kielektroniki vinadumishwa na IEC. Mabadiliko ya wastani ya nguvu ya kubana baada ya mizunguko 500 yalikuwa 6.2% katika data yetu ya 2024.

Tazama yetu safu kamili ya vizuizi vya mwisho na wasifu wa kampuniViwango vya usalama vinavyodumishwa na IEC.

Data ya Upinzani wa Insulation na Upimaji wa Dielectric

Upinzani wa insulation wa block ya terminal ya 301-5.0 kati ya nguzo zilizo karibu unajaribiwa kwa DC 500V kwa kila IEC 60512-3-1. Katika majaribio yetu ya uzalishaji ya 2024 ya sampuli 1,200 katika makundi 12, upinzani mdogo wa insulation uliorekodiwa ulikuwa 5,200 MOhm, na wastani wa kundi la 8,700 MOhm. Data ya nyenzo ya PA66 inaonyesha upinzani wa ujazo wa 10¹⁵ Ohm·cm kwa 23°C na 50% RH, lakini upinzani halisi wa insulation katika block ya terminal iliyokusanyika hupunguzwa na uchafuzi wa uso kutokana na mchakato wa utengenezaji. Tuligundua kuwa mwangaza wa ukingo wa sindano - nyeti ndogo za nyenzo za PA66 kwenye mstari wa mgawanyiko wa ukungu - unaweza kupunguza umbali wa kutambaa kati ya nguzo zilizo karibu kutoka thamani ya muundo wa 4.0 mm hadi 3.2 mm katika hali mbaya zaidi. Tulitekeleza itifaki ya matengenezo ya ukungu ambayo hung'arisha laini ya kugawanya kila baada ya mizunguko 50,000, ambayo ilipunguza urefu wa flash kutoka 0.08 mm hadi chini ya 0.02 mm.

Jaribio la volteji inayostahimili dielectric katika AC 2000V kwa dakika kwa IEC 60947-7-4 halihitaji kuvunjika au kubadilika kwa kasi. Katika majaribio yetu, volteji inayostahimili kati ya nguzo zilizo karibu katika usanidi wa 301-5.0 kwa kawaida huwa AC 3,800-4,200V, ikitoa kiwango cha usalama cha takriban mara 2 zaidi ya volteji inayostahimili iliyokadiriwa. Kipengele cha kikomo si nyumba ya PA66 — ambayo ina nguvu ya dielectric ya 25 kV/mm — bali njia ya kutambaa kati ya pini mbili za shaba kwenye kiwango cha uso wa PCB, ambapo minofu ya solder hupunguza umbali unaofaa.

Tazama safu kamili ya vizuizi vya mwisho na vyetiViwango IEC.

Utangamano wa Kuunganisha na Kusanyiko la PCB Kiotomatiki

Kizuizi cha mwisho cha 301-5.0 kimeundwa kwa ajili ya kuunganishwa kwa wimbi lakini pia kinaendana na kuunganishwa kwa kuchagua na kuunganishwa kwa mkono. Kwa kuunganishwa kwa wimbi kwenye bodi za FR-4 za 1.6 mm, vigezo vyetu vinavyopendekezwa ni: pasha moto 100-120°C kwa sekunde 60-90, halijoto ya kuunganishwa kwa 255-260°C, muda wa kukaa sekunde 3-5. Kwa kuunganishwa kwa kuchagua kwa pua moja, muda wa kukaa unaopendekezwa huongezeka hadi sekunde 6-8 kwa kila pini ili kuhakikisha kujazwa kwa kutosha kwa kuunganishwa kwa solder. Kesi ya PA66 inaweza kuhimili 260°C kwa hadi sekunde 10 muda wa jumla wa mfiduo kwa kila pini, ambayo inatosha kwa michakato yote ya kawaida ya kuunganishwa kwa solder. Kwa kuunganishwa kwa mkono, tumia chuma cha 350-380°C chenye ncha ya 2.0 mm, punguza muda wa kugusana hadi sekunde 3 kwa kila pini, na ruhusu sekunde 10 kupoa kati ya pini ili kuzuia mkusanyiko wa joto kwenye kesi. Kwa matumizi ya ujazo mkubwa yanayozidi vitengo 10,000 kwa mwaka, tunapendekeza ufungashaji wa tepu na gurudumu kwa kizuizi cha mwisho cha 301-5.0, ambacho huruhusu kuwekwa kiotomatiki kwenye PCB kabla ya kuunganishwa kwa wimbi. Muundo wetu wa tepu na gurudumu unashikilia vipande 500 kwa kila gurudumu na lami ya 12.7 mm kati ya vizuizi. Mashine ya kuweka huchagua kila kizuizi karibu na mwili wa nyumba kwa kutumia pua ya utupu, huiweka kwenye PCB, na nguvu ya kuhifadhi ya pini kwenye gundi ya gundi hushikilia kizuizi mahali pake wakati wa kusafirisha hadi kituo cha kuunganishwa kwa wimbi. Nguvu inayopendekezwa ya kuchukua na kuweka ni 5-8 N, ambayo inatosha kusukuma pini kupitia gundi bila kuzipinda.

Uteuzi wa Nyenzo na Uzingatiaji wa Ukadiriaji wa Kuwaka

Kizimba cha 301-5.0 kimeumbwa kwa sindano kutoka PA66 (nailoni 66) kikiwa na ukadiriaji wa UL94 V-0 wa kuwaka kwa unene wa milimita 0.8. Ukadiriaji wa V-0 unahitaji kwamba kila sampuli izime ndani ya sekunde 10 baada ya kichomaji kuondolewa, bila matone ya kuungua yanayoruhusiwa. Katika majaribio yetu ya ndani ya sampuli 100 kutoka kwa maeneo 10 ya uzalishaji, wastani wa muda wa kuzima ulikuwa sekunde 3.2 na upeo wa sekunde 7. Nyenzo ya PA66 pia hutoa faharisi ya ufuatiliaji linganishi (CTI) ya 600V kwa IEC 60112, ambayo ina maana kwamba uso wa kizimba unaweza kuhimili volteji ya ufuatiliaji ya 600V bila kutengeneza njia ya kaboni inayopitisha hewa. Ukadiriaji wa CTI ni muhimu kwa matumizi ya bodi ya usambazaji wa umeme katika mazingira yenye unyevunyevu mwingi ambapo mgandamizo wa uso unaweza kuunda njia ya uvujaji kati ya nguzo za mwisho zilizo karibu. Sifa yetu ya nyenzo zinazoingia za PA66 inajumuisha upimaji wa CTI kwenye sampuli tatu kwa kila kundi, na kikomo cha vipimo cha angalau 575V. Mnamo 2024, kundi moja lilishindwa kufanya kazi kwa 560V na likarudishwa kwa muuzaji.

Kizuizi cha mwisho cha 301-5.0 kinapatikana katika usanidi wa nguzo 2 hadi 12 kwa kila kizuizi. Kila nguzo ina kiwango sawa cha umeme cha 16A 300V bila kujali jumla ya idadi ya nguzo. Vizuizi vya nguzo nyingi vinaweza kuwekwa kando kwenye PCB ili kuunda miunganisho mikubwa ya nguzo, na lami ya 5.0 mm inahakikisha utangamano na gridi za kawaida za mpangilio wa PCB. Kwa bodi za usambazaji wa umeme zinazohitaji zaidi ya nguzo 12, tunapendekeza kutumia vizuizi vingi vyenye nafasi ya chini ya 2.0 mm kati ya nyumba za vizuizi vilivyo karibu.

Maswali Yanayoulizwa Mara kwa Mara