Я працую над спецыфікацыяй і падтрымкай клемных блокаў у ДЖ-ГУАН, і значную частку свайго часу я трачу на адказы на пытанні інжынераў-праекціроўшчыкаў адносна разводкі друкаваных поплаткаў, інтэгруючы наш шрубавы клемны блок 301-5.0 у размеркавальныя шчыты харчавання. Пытанні, якія я задаю, тычацца не саміх спецыфікацый клемных блокаў — яны ёсць у тэхнічным апісанні. Яны тычацца механічнай інтэграцыі: наколькі блізка можна размяшчаць суседнія блокі, які памер свердзела забяспечвае найлепшую надзейнасць паянага злучэння і што адбываецца з корпусам PA66, калі ён праходзіць праз прыпойную ванну з тэмпературай хвалі 260°C на працягу 8 секунд. У гэтым артыкуле сабраны адказы, якія я атрымаў з 12 партый кваліфікацыйных выпрабаванняў кліентаў, якія мы правялі паміж 2023 і 2025 гадамі.

Памеры друкаванай платы: што паказвае тэхнічны ліст у параўнанні з тым, што працуе ў вытворчасці

У мадэлі 301-5.0 выкарыстоўваецца крок паміж кантактамі 5,0 мм, што з'яўляецца стандартным для гэтага класа... клемная калодкаПамеры вывадаў — прастакутная латунь 1,0 x 1,2 мм з алавяным пакрыццём. Рэкамендаваны памер адтуліны ў друкаванай плаце складае 1,3–1,5 мм у дыяметры — дастаткова шырока, каб вывад мог самацэнтравацца падчас паяння хваляй прыпою, але дастаткова шчыльна, каб прыпой праходзіў праз адтуліну пад уздзеяннем капілярнага эфекту. У нашых выпрабаваннях надзейнасці паяных злучэнняў на 500 узорах адтуліны дыяметрам 1,4 мм стваралі найбольшую сярэднюю сілу нацяжэння — 35 Н, а мінімальная — 28 Н. Адтуліны дыяметрам 1,6 мм зніжалі сярэднюю сілу нацяжэння да 29 Н, таму што капілярная шчыліна была занадта шырокай для раўнамернага запаўнення прыпоем.

Адна дэталь, якой няма ў тэхнічным апісанні, але якая мае значэнне пры вытворчасці: зазор паміж кантактамі і адтулінамі змяняецца ў залежнасці ад таўшчыні друкаванай платы. На стандартнай плаце FR-4 таўшчынёй 1,6 мм адтуліна 1,4 мм з кантактам 1,2 мм дае аптымальны зазор у дыяметры 0,2 мм. На плаце таўшчынёй 2,4 мм для прымянення з высокім токам той жа зазор усё яшчэ працуе, але час вытрымкі хваляй прыпою павінен павялічыцца з 3 да 5 секунд, каб забяспечыць поўнае запаўненне адтуліны. У нас ёсць набор рэкамендаваных параметраў хваляй прыпою ў залежнасці ад таўшчыні платы, якія я дасылаю кожнаму кліенту, які звяртаецца да нас упершыню.

Механічны зазор вакол клемнай калодкі на друкаванай плаце

Вышыня 301-5.0 ад паверхні друкаванай платы да верхняй часткі корпуса складае 10,0 мм. Заціскны шруба патрабуе доступу да адвёрткі зверху, а шрубавы паз пагружаны ў корпус на 2,5 мм. Для ручнога падключэння гэта азначае мінімальны зазор 15 мм над друкаванай платай для размяшчэння стандартнай плоскай адвёрткі 3,0 мм пад вуглом устаўкі 15 градусаў. Для аўтаматызаванага закручвання шруб у вытворчасці патрабаванне да зазору павялічваецца да 20 мм для размяшчэння трымальніка для адвёрткі.

Паміж суседнімі клемнымі калодкамі я рэкамендую пакідаць мінімальны зазор 2,0 мм ад краю корпуса да наступнага кампанента. Шырыня корпуса на кожную пазіцыю полюса складае 8,5 мм, таму пры кроку 5,0 мм зазор паміж суседнімі сценкамі корпуса складае 8,5 - 5,0 = 3,5 мм. Гэтага зазору ў 3,5 мм дастаткова для большасці вытворчых умоў, але калі плата праходзіць праз канформнае пакрыццё, сопла аплікатара пакрыцця звычайна патрабуе зазору 5,0 мм. У нас быў адзін кліент, які выявіў, што яго робат для селектыўнага пакрыцця трапляў у сценкі корпуса з інтэрвалам 3,5 мм — ён пераключыўся на запаўненне праз кожны другі полюс, каб стварыць крок 10 мм падчас праходу пакрыцця, а затым уручную запоўніў прапушчаныя пазіцыі.

Надзейнасць паяных злучэнняў: параметры хвалевай пайкі і дадзеныя выпрабаванняў на разрыў

Корпус 301-5.0 выраблены з паліаміду PA66 з класам бяспекі UL94 V-0 і распрацаваны для паяння хваляй прыпою. Наш зацверджаны профіль хвалі прыпою: папярэдні нагрэў 100-120°C на працягу 60-90 секунд, пікавая тэмпература прыпою 255-260°C, час вытрымкі 3-5 секунд для плат таўшчынёй 1,6 мм і 5-7 секунд для плат таўшчынёй 2,4 мм. У 2024 годзе мы пратэставалі 500 узораў праз гэты профіль без дэфармацыі корпуса.

Выпрабаванне на нацяжэнне прыпоя на паяныя злучэнні — гэта метад кантролю якасці, які мы рэкамендуем для праверкі вытворчай лініі. Мы выкарыстоўваем сілавы манометр з кручком, які вертыкальна нацягвае корпус клемнай калоды пасля паяння. Нашы дадзеныя па 500 узорах: сярэдняя сіла нацяжэння 35 Н, мінімальная 28 Н, стандартнае адхіленне 3,2 Н. Для вытворчасці я рэкамендую мэтавае значэнне Cpk 1,33 з ніжняй мяжой спецыфікацый 25 Н, што азначае, што не больш за 1 прыпой з 4000 павінен разбурацца пры сіле нацяжэння ніжэй за 25 Н. Асноўным фактарам, які зніжае сілу нацяжэння ніжэй за 25 Н, з'яўляецца недастатковы аб'ём запаўнення прыпоем, што мы высветлілі з двух асноўных прычын: дыяметр адтуліны ў друкаванай плаце перавышае 1,55 мм і хуткасць нанясення флюсу для хвалевага прыпою, якая падае ніжэй за 0,3 мл на плату з-за забітых распыляльных фарсунак.

Тэрмакіраванне: Токавая магутнасць пры падвышаных тэмпературах навакольнага асяроддзя

Намінальны ток 16 А пераўтваральніка 301-5.0 складае пры тэмпературы навакольнага асяроддзя 25°C пры адначасовай нагрузцы ўсіх полюсаў. Зніжэнне намінальнага току пачынаецца пры тэмпературы навакольнага асяроддзя 40°C: падчас уласных цеплавізійных выпрабаванняў мы вымералі зніжэнне магутнасці бесперапыннага току на 4% на кожныя 10°C вышэй за 40°C. Пры тэмпературы навакольнага асяроддзя 70°C намінальны бесперапынны ток падае да 14,0 А. Абмежавальным фактарам з'яўляецца не латуневы штыфт або шрубавы заціск, а цяпло, якое выпрацоўваецца на мяжы паміж провадам і штыфтам, супраціўленне кантактаў якога падчас нашых вытворчых выпрабаванняў складае 2,0-3,5 мОм на полюс. Пры 16 А кожны полюс рассейвае прыблізна 0,45 Вт. У 12-полюсным блоку з поўнай нагрузкай 16 А на полюс агульная цеплавая рассейванне складае 5,4 Вт, сканцэнтраваных на плошчы 60 x 10 мм на друкаванай плаце. Без належнага цеплаадводу з меднай плоскасці тэмпература друкаванай платы пад клемнай калодкай можа падняцца на 25-35°C вышэй за тэмпературу навакольнага асяроддзя.

Рашэнне простае: падключыце кантактныя пляцоўкі праз адтуліны да меднай плошчы плошчы не менш за 50 мм² на кожны полюс на друкаванай плацез выкарыстаннем медзі таўшчынёй 35 мкм або больш. 12-полюсны блок, кожны полюс якога падлучаны да медзі плошчай 50 мм², паказвае павышэнне тэмпературы друкаванай платы ўсяго на 12°C пры бесперапыннай нагрузцы 16 А ў параўнанні з 30°C без падключэння меднай плоскасці.

Выпрабаванне высокіх патэнцый пасля зборкі: што азначае намінальная напруга пераменнага току 2000 В у вытворчасці

Мадэль 301-5.0 пазначана як вытрымліваючая напружанне пераменнага току 2000 В у хвіліну паміж суседнімі полюсамі. Гэта тыпавыя ўмовы выпрабаванняў толькі на клемнай калодцы, а не на сабранай друкаванай плаце. Пасля таго, як блок прыпаяны хваляй прыпаяння на плату, пры выпрабаванні з высокім паяннем неабходна ўлічваць матэрыял друкаванай платы (FR-4 звычайна вытрымлівае 40 кВ/мм², таму 1,6 мм забяспечвае дыэлектрычную трываласць 64 кВ), профіль паянага злучэння і любыя рэшткі флюсу на паверхні платы. Паводле нашага вопыту, няўдачы пры вытворчых выпрабаваннях з высокім паяннем пры 1500 В пераменнага току амаль заўсёды выкліканыя рэшткамі флюсу, якія перакрываюць суседнія паяныя злучэнні кантактаў, а не самой клемнай калодкай. Мы рэкамендуем выкарыстоўваць флюс без ачысткі з павярхоўным супраціўленнем ізаляцыі не менш за 10¹¹ Ом пры тэмпературы 85°C і адноснай вільготнасці 85% у адпаведнасці з IPC J-STD-001, а таксама патрабуючы візуальнага агляду паверхняў міжкантактаў перад выпрабаваннем з высокім паяннем.

Для прымянення, якія патрабуюць узмоцненай ізаляцыі, напрыклад, для медыцынскіх крыніц харчавання ў адпаведнасці з IEC 60601, крок паміж кантактамі 5,0 мм забяспечвае адлегласць паміж кантактамі ўцечкі 4,0 мм (ад краю кантакта да краю кантакта ў месцы паяння). Гэтага дастаткова для працоўнага напружання 250 В са ступенню забруджвання 2 у адпаведнасці з IEC 60947-7-4. Для працоўнага напружання 300 В неабходная адлегласць паміж кантактамі складае 5,0 мм, што азначае, што кожны другі кантакт павінен заставацца незанятым, каб дасягнуць кроку 10,0 мм.

Кантроль вытворчасці і кантроль якасці, якія мы праводзім для кожнай партыі

Кожная вытворчая партыя клемных калодак 301-5.0 праходзіць чатыры абавязковыя выпрабаванні кантролю якасці на нашым аб'екце перад адпраўкай. Першы — выпрабаванне на круцільны момант: мы прыкладаем 0,4 Нм да заціскнога шрубы з дапамогай калібраванай дынамаметрычнай адвёрткі і правяраем, ці свабодна круціцца шруба на 360 градусаў без заціскання. Другі — выпрабаванне на нацяжэнне дроту: мы заціскаем провад 14 AWG з круцільным момантам 0,4 Нм і нацягваем з сілай 50 Н на працягу 10 секунд — провад не павінен рухацца. Трэці — выпрабаванне ў саляным тумане на 5 узорах з 10 000 штук — 48 гадзін у 5% NaCl пры тэмпературы 35°C у адпаведнасці з IEC 60068-2-11, без бачнай карозіі на латунным штыфце або луджаным шрубе. Чацвёрты — праверка памераў у адпаведнасці з IEC 60947-7-4 на прадмет адлегласці паміж штыфтамі, шырыні корпуса і вышыні з выкарыстаннем сістэмы візуальнага вымярэння з дакладнасцю ±0,01 мм.

У 2024 годзе мы пратэставалі 47 вытворчых партый паводле гэтага пратакола і адхілілі 3 партыі: адну з-за непаўторнага паказання крутоўнага моманту на адной аўтаматызаванай зборачнай станцыі, адну з-за партыі гранул PA66, якія мелі памутненне, што сведчыла аб паглынанні вільгаці падчас захоўвання, і адну з-за адхілення памераў вышыні штыфта, выкліканага зношанай штампай. Усе тры праблемы былі выпраўлены перад выпускам наступнай вытворчай партыі.

Выпрабаванні крутоўнага моманту і дадзеныя аб надзейнасці злучэння

Заціскны шруба на 301-5.0 выраблена з сталі M2.6 з ацынкаваным пакрыццём. Падчас нашых выпрабаванняў крутоўнага моманту мы прыкладаем 0,4 Нм і правяраем тры ўмовы: шруба свабодна круціцца на 360 градусаў без заціскання, ціск заціску на дроце дасягае мінімум 20 Н, і галоўка шрубы не садраваецца. Нашы дадзеныя за 2024 год з 47 партый паказалі сярэдні рабочы крутоўны момант 0,38 Нм са стандартным адхіленнем 0,03 Нм. Ні адзін узор не разваліўся пры мяжы 0,4 Нм.

Для рэгулярных заказаў, якія перавышаюць 5000 штук у месяц, мы праводзім тэрмацыклічныя выпрабаванні 10 узораў штомесяц: 500 цыклаў ад -40°C да +110°C. Корпус з PA66 мае КТР 80 x 10⁻⁶ /°C у параўнанні з 17 x 10⁻⁶ /°C для латуннага штыфта. Розніца ў пашырэнні пры -40°C стварае зазор 0,02 мм у межах дапушчальнага значэння 0,05 мм. Міжнародныя стандарты электратэхнічнай бяспекі падтрымліваюцца кампаніяй. МЭКПаводле нашых дадзеных за 2024 год, сярэдняе змяненне сілы заціску пасля 500 цыклаў склала 6,2%.

Глядзіце нашы поўны асартымент клемных блокаў і профіль кампанііСтандарты бяспекі падтрымліваюцца ІЭК.

Дадзеныя выпрабаванняў супраціву ізаляцыі і дыэлектрыкі

Супраціўленне ізаляцыі клемнай калонкі 301-5.0 паміж суседнімі полюсамі правяраецца пры пастаянным току 500 В у адпаведнасці са стандартам IEC 60512-3-1. Падчас нашых вытворчых выпрабаванняў у 2024 годзе 1200 узораў з 12 партый мінімальнае зафіксаванае супраціўленне ізаляцыі склала 5200 МОм, а сярэдняе значэнне для партыі — 8700 МОм. Дадзеныя па матэрыяле PA66 паказваюць аб'ёмнае супраціўленне 10¹⁵ Ом·см пры тэмпературы 23°C і 50% адноснай вільготнасці, але фактычнае супраціўленне ізаляцыі ў сабранай клемнай калонцы зніжаецца з-за забруджвання паверхні ў працэсе вытворчасці. Мы вызначылі, што ліццёвыя аскепкі — мікраскапічныя выступы матэрыялу PA66 на лініі разрыву формы — могуць паменшыць адлегласць шляху ўцечкі паміж суседнімі полюсамі з разліковага значэння 4,0 мм да 3,2 мм у горшым выпадку. Мы ўкаранілі пратакол абслугоўвання формы, які паліруе лінію раз'ёма кожныя 50 000 цыклаў, што дазволіла знізіць вышыню ўсплёску з 0,08 мм да менш чым 0,02 мм.

Выпрабаванне на дыэлектрычную трываласць пры пераменным току 2000 В у хвіліну ў адпаведнасці з IEC 60947-7-4 не патрабуе прабоя або перакрыцця. Падчас нашых выпрабаванняў прабойная напруга паміж суседнімі полюсамі ў канфігурацыі 301-5.0 звычайна складае 3800-4200 В пераменнага току, што забяспечвае запас трываласці прыблізна ў 2 разы вышэй за намінальнае вытрымлівальнае напружанне. Абмежавальным фактарам з'яўляецца не корпус з PA66, які мае дыэлектрычную трываласць 25 кВ/мм2, а шлях току паміж двума латуневымі кантактамі на паверхні друкаванай платы, дзе прыпой памяншае эфектыўную адлегласць.

Прагляд поўны асартымент клемных блокаў і сертыфікацыіСтандарты ІЭК.

Сумяшчальнасць паяння з аўтаматызаванай зборкай друкаваных плат

Клемная калодка 301-5.0 прызначана для паяння хваляй прыпою, але таксама сумяшчальная з селектыўным і ручным паяннем. Для паяння хваляй прыпою на платах FR-4 таўшчынёй 1,6 мм рэкамендаваныя параметры: папярэдні разагрэў 100-120°C на працягу 60-90 секунд, тэмпература прыпою 255-260°C, час вытрымкі 3-5 секунд. Для селектыўнага паяння з адным соплам рэкамендаваны час вытрымкі павялічваецца да 6-8 секунд на кожны кантакт, каб забяспечыць належнае запаўненне прыпоем. Корпус PA66 можа вытрымліваць тэмпературу 260°C на працягу да 10 секунд агульнага часу экспазіцыі на кожны кантакт, чаго дастаткова для ўсіх стандартных працэсаў паяння. Для ручнога паяння выкарыстоўвайце прас з тэмпературай 350-380°C і наканечнікам 2,0 мм, абмяжуйце час кантакту да 3 секунд на кожны кантакт і дайце 10 секунд астыць паміж кантактамі, каб прадухіліць назапашванне цяпла ў корпусе. Для вялікіх аб'ёмаў прымянення, якія перавышаюць 10 000 адзінак у год, мы рэкамендуем стужкавую ўпакоўку для клемнага блока 301-5.0, якая дазваляе аўтаматычна размяшчаць яго на друкаванай плаце перад паяннем хваляй прыпою. Наш стужкава-катушковы фармат змяшчае 500 штук на катушку з крокам 12,7 мм паміж блокамі. Машына для ўсталёўкі захоплівае кожны блок за корпус з дапамогай вакуумнай фарсункі, размяшчае яго на друкаванай плаце, і сіла ўтрымання кантактаў у паяльнай пасце ўтрымлівае блок на месцы падчас транспарціроўкі да станцыі хвалевай прыпою. Рэкамендаваная сіла ўсталёўкі складае 5-8 Н, чаго дастаткова, каб праціснуць кантакты праз пасту, не згінаючы іх.

Выбар матэрыялу і адпаведнасць патрабаванням да ўзроўню ўзгарання

Корпус прыбора 301-5.0 выраблены метадам ліцця з PA66 (нейлону 66) з класам узгарання UL94 V-0 пры таўшчыні 0,8 мм. Клас V-0 патрабуе, каб кожны ўзор патух на працягу 10 секунд пасля зняцця гарэлкі, без утварэння падцёкаў гарэлага. Падчас нашых унутраных выпрабаванняў 100 узораў з 10 вытворчых партый сярэдні час тушэння склаў 3,2 секунды, максімум — 7 секунд. Матэрыял PA66 таксама мае параўнальны індэкс адсочвання (CTI) 600 В у адпаведнасці з IEC 60112, што азначае, што паверхня корпуса можа вытрымліваць напружанне адсочвання 600 В без утварэння праводнага вугляроднага шляху. Паказчык CTI мае вырашальнае значэнне для прымянення размеркавальных шчытоў у асяроддзях з высокай вільготнасцю, дзе павярхоўная кандэнсацыя можа стварыць шлях уцечкі паміж суседнімі клемнымі полюсамі. Наша кваліфікацыя матэрыялу PA66 уключае выпрабаванні CTI на трох узорах на партыю з мінімальным абмежаваннем спецыфікацыі 575 В. У 2024 годзе адна партыя выйшла з ладу пры напрузе 560 В і была вернута пастаўшчыку.

Клемная калодка 301-5.0 даступная ў канфігурацыях ад 2 да 12 полюсаў на блок. Кожны полюс падтрымлівае аднолькавы электрычны намінальны ток 16 А 300 В незалежна ад агульнай колькасці полюсаў. Шматполюсныя блокі можна мантаваць побач на друкаванай плаце для стварэння злучэнняў з большай колькасцю полюсаў, а крок 5,0 мм забяспечвае сумяшчальнасць са стандартнымі сеткамі размяшчэння друкаваных поплаткаў. Для размеркавальных шчытоў, якія патрабуюць больш за 12 полюсаў, мы рэкамендуем выкарыстоўваць некалькі блокаў з мінімальным зазорам 2,0 мм паміж суседнімі карпусамі блокаў.

Часта задаваныя пытанні