Работам на спецификација и поддршка на терминални блокови во Ј-ГУАНГ, и значителен дел од моето време го поминувам одговарајќи на прашања за распоредот на печатените плочки од инженерите за дизајн кои го интегрираат нашиот терминален блок со завртки 301-5.0 во разводните плочи за напојување. Прашањата што ги поставувам не се однесуваат на самите спецификации на терминалниот блок - тие се на листот со податоци. Тие се однесуваат на механичката интеграција: колку блиску можат да се постават соседните блокови, која големина на дупчалката обезбедува најдобра сигурност на лемењето и што се случува со куќиштето PA66 кога поминува низ бања за лемење со бранови од 260°C во тек на 8 секунди. Оваа статија ги собира одговорите што ги развив од 12 серии тестирање за квалификација на клиенти што ги спроведовме помеѓу 2023 и 2025 година.

Димензии на печатената плочка: Што покажува техничкиот лист наспроти она што функционира во производството

301-5.0 користи растојание на иглата од 5,0 mm, што е стандардно за оваа класа на терминален блокДимензиите на игличката се правоаголен месинг од 1,0 x 1,2 mm со позлата од калај. Препорачаната големина на отворот на печатената плочка е со завршен дијаметар од 1,3-1,5 mm - доволно широк за да се овозможи игличката да се самоцентрира за време на лемењето со бранови, но доволно тесен за да се обезбеди капиларно дејство кое го влече лемењето низ отворот. Во нашето тестирање на сигурноста на спојот на лемењето на 500 примероци, дупките од 1,4 mm произведоа највисока средна сила на влечење на 35 N со минимум 28 N. Дупките од 1,6 mm ја намалија средната сила на влечење на 29 N бидејќи капиларниот јаз беше премногу широк за конзистентно полнење со лемење.

Еден детаљ што не е во техничкиот лист, но е важен во производството: растојанието помеѓу иглата и дупката се менува со дебелината на ПХБ. На стандардна FR-4 плоча од 1,6 mm, дупката од 1,4 mm со игла од 1,2 mm дава дијаметарен растојание од 0,2 mm, што е оптимално. На плоча од 2,4 mm за апликации со висока струја, истиот растојание сè уште работи, но времето на задржување на лемењето со бранови мора да се зголеми од 3 секунди на 5 секунди за да се обезбеди целосно пополнување на дупките. Имаме сет на препорачани параметри за лемење со бранови според дебелината на плочата што им го испраќам на секој купувач што доаѓа за прв пат.

Механички простор околу терминалниот блок на печатената плочка

301-5.0 е со висина од 10,0 mm од површината на печатената плочка до врвот на куќиштето. Завртката за стегање бара пристап со шрафцигер одозгора, а отворот за завртката е вдлабнат 2,5 mm во куќиштето. За рачно поврзување, ова значи минимален простор од 15 mm над печатената плочка за да се смести стандарден шрафцигер со рамно сечило од 3,0 mm под агол на вметнување од 15 степени. За автоматско навртување во производство, потребниот простор се зголемува на 20 mm за да се смести држачот на врвот од шрафцигерот.

Помеѓу соседните терминални блокови, препорачувам минимален простор од 2,0 mm од работ на куќиштето до следната компонента. Куќиштето е широко 8,5 mm по позиција на пол, па со наклон од 5,0 mm, просторот помеѓу соседните ѕидови на куќиштето е 8,5 - 5,0 = 3,5 mm. Тој простор од 3,5 mm е доволен за повеќето производствени средини, но ако плочата помине низ конформно премачкување, млазницата за нанесување на премаз обично бара простор од 5,0 mm. Имавме еден клиент кој откри дека нивниот робот за селективно премачкување ги удира ѕидовите на куќиштето со растојание од 3,5 mm - тие се префрлија на пополнување на секој втор пол за да создадат наклон од 10 mm на преминот за премачкување, а потоа рачно ги пополнија прескокнатите позиции.

Сигурност на лемење: Параметри на брановидно лемење и податоци за тест на влечење

Куќиштето 301-5.0 е изработено од PA66 со UL94 V-0 рејтинг и е дизајнирано да издржи лемење со бранови. Нашиот одобрен профил за лемење со бранови: претходно загревање на 100-120°C за 60-90 секунди, максимална температура на лемење 255-260°C, време на задржување 3-5 секунди за плочи од 1,6 mm и 5-7 секунди за плочи од 2,4 mm. Тестиравме 500 примероци преку овој профил во 2024 година со нула деформации на куќиштето.

Тестот за влечење на лемениот спој е методот на контрола на квалитетот што го препорачуваме за валидација на производствената линија. Користиме мерач на сила со кука што влече вертикално на телото на терминалниот блок по лемењето. Нашите податоци од 500 примероци: средна сила на влечење 35 N, минимум 28 N, стандардна девијација 3,2 N. За производство, препорачувам цел Cpk од 1,33 со долна спецификациска граница од 25 N - што значи дека не повеќе од 1 лемење од 4.000 треба да падне под сила на влечење од 25 N. Примарниот фактор што ја турка силата на влечење под 25 N е недоволниот волумен на полнење на лемењето, што го поврзавме со две основни причини: дијаметар на дупката на печатената плочка што надминува 1,55 mm и стапка на примена на брановиден лемечки флукс што паѓа под 0,3 mL по плоча поради затнати млазници за прскање.

Термичко управување: Струен капацитет при покачени температури на околината

Номиналната струја од 16A на 301-5.0 е на 25°C амбиентална температура со сите полови истовремено натоварени. Деградацијата на струјата започнува на 40°C амбиентална температура: измеривме намалување од 4% на капацитетот на континуирана струја на 10°C над 40°C преку интерни тестови за термичко снимање. На 70°C амбиентална температура, номиналната струја на континуирана струја паѓа на 14,0A. Ограничувачкиот фактор не е месинганскиот игла или стегачот за завртки - туку топлината генерирана на интерфејсот жица-до-игла, кој има измерен отпор на контакт од 2,0-3,5 mOhm по пол во нашето производствено тестирање. На 16A, секој пол дисипира приближно 0,45 W. Во 12-полен блок целосно натоварен на 16A по пол, вкупната термичка дисипација е 5,4 W концентрирана во површина од 60 x 10 mm на печатената плочка. Без соодветно тонење на топлината во бакарната рамнина, температурата на печатената плочка под терминалниот блок може да се зголеми за 25-35°C над амбиенталната температура.

Решението е едноставно: поврзете ги влошките за отворите на најмалку 50 mm² бакарна површина по пол на печатената плочка, користејќи 35 µm или потежок бакар. 12-полен блок со секој пол поврзан со 50 mm² бакар покажува зголемување на температурата на печатената плочка од само 12°C при континуирано оптоварување од 16A, наспроти 30°C без бакарна рамнинска врска.

Тестирање со висок притисок по склопување: Што значи номиналната вредност на AC 2000V во производството

301-5.0 е специфициран со отпорен напон од AC 2000V во минута помеѓу соседните полови. Ова е услов за типско тестирање само на терминалниот блок, а не на склопената печатена плочка. Откако блокот ќе се залеми со бранови на плочата, тестот со висок притисок мора да го земе предвид материјалот на печатената плочка (FR-4 обично се справува со 40 kV/mm, па 1,6 mm обезбедува диелектрична цврстина од 64 kV), профилот на спојот на лемењето и сите остатоци од флукс на површината на плочата. Според нашето искуство, неуспесите во производството на тестирање со висок притисок на 1.500V AC речиси секогаш се предизвикани од премостување на остатоци од флукс помеѓу соседните споеви на лемењето на пиновите, а не од самиот терминален блок. Препорачуваме да се специфицира нечист флукс со површински изолациски отпор од минимум 10¹¹ Ohm на 85°C и 85% релативна влажност според IPC J-STD-001, и да се бара визуелна инспекција на површините меѓу пиновите пред тестирањето со висок притисок.

За апликации кои бараат зајакната изолација - како што се медицински напојувања според IEC 60601 - растојанието на игличката од 5,0 mm обезбедува растојание на ползење од 4,0 mm помеѓу соседните полови (од работ на игличката до работ на игличката на спојот за лемење). Ова е доволно за работен напон од 250V со степен на загадување од 2 според IEC 60947-7-4. За работен напон од 300V, потребното ползење е 5,0 mm, што значи дека секој втор иглички треба да се остави ненаселен за да се постигне растојание од 10,0 mm.

Инспекција на производството и тестови за контрола на квалитетот што ги извршуваме на секоја серија

Секоја производствена серија од терминални блокови 301-5.0 поминува низ четири задолжителни тестови за контрола на квалитетот во нашиот објект пред испорака. Првиот е тест за вртежен момент: нанесуваме 0,4 Nm на завртката за стегање со калибриран шрафцигер за вртежен момент и проверуваме дали завртката ротира слободно за 360 степени без да се врзува. Вториот е тест за влечење на жица: стегаме жица од 14 AWG со 0,4 Nm и влечеме со 50 N 10 секунди - жицата не смее да се движи. Третиот е тест за солена магла на 5 примероци на 10.000 парчиња - 48 часа во 5% NaCl на 35°C според IEC 60068-2-11, без видлива корозија на месинган штифт или на завртката обложена со калај. Четвртиот е димензионална инспекција според IEC 60947-7-4 за растојанието меѓу штифтовите, ширината на куќиштето и висината со користење на систем за мерење со точност од ±0,01 mm.

Во 2024 година, тестиравме 47 производствени серии преку овој протокол и отфрливме 3 серии: една поради неповторливо отчитување на вртежниот момент на една автоматизирана станица за склопување, една за серија пелети PA66 што покажуваа замаглување што укажуваше на апсорпција на влага за време на складирањето и една поради димензионално отстапување во висината на клинот предизвикано од истрошена матрица за штанцање. Сите три проблеми беа корегирани пред следната производствена серија.

Тестирање на вртежен момент и податоци за сигурност на поврзување

Завртката за стегање на 301-5.0 е од челик M2.6 со поцинкувана завршница. Во нашето тестирање на вртежниот момент во производството, применуваме 0,4 Nm и проверуваме три услови: завртката ротира слободно за 360 степени без врзување, притисокот на стегање достигнува минимум 20 N на жицата и главата на завртката не се одлепува. Нашите податоци од 2024 година од 47 серии покажаа среден работен вртежен момент од 0,38 Nm со стандардна девијација од 0,03 Nm. Ниту еден примерок не падна на границата од 0,4 Nm.

За периодични нарачки што надминуваат 5.000 парчиња месечно, вршиме термичко циклусирање на 10 примероци месечно: 500 циклуси од -40°C до +110°C. Куќиштето PA66 има CTE од 80 x 10⁻⁶ /°C наспроти 17 x 10⁻⁶ /°C за месинган штифт. Диференцијалното ширење на -40°C создава јаз од 0,02 mm во рамките на толеранцијата на дизајнот од 0,05 mm. Меѓународните стандарди за електротехничка безбедност се одржуваат од IECПросечната промена на силата на стегата по 500 циклуси беше 6,2% според нашите податоци од 2024 година.

Погледнете го нашиот комплетен опсег на терминални блокови и профил на компанијатаБезбедносни стандарди одржувани од ИЕЦ.

Податоци за тестирање на отпор на изолација и диелектрични испитувања

Отпорот на изолација на терминалниот блок 301-5.0 помеѓу соседните полови е тестиран на DC 500V според IEC 60512-3-1. Во нашето тестирање на производството во 2024 година на 1.200 примероци во 12 серии, минималниот регистриран отпор на изолација беше 5.200 MOhm, со просек на серии од 8.700 MOhm. Податоците за материјалот PA66 покажуваат волуменска отпорност од 10¹⁵ Ohm·cm на 23°C и 50% RH, но вистинскиот отпор на изолација во склопениот терминален блок е намален поради површинска контаминација од процесот на производство. Утврдивме дека блескавото лиење со инјектирање - микроскопски испакнатини од материјалот PA66 на линијата на разделување на калапот - може да го намали растојанието на ползење помеѓу соседните полови од дизајнерската вредност од 4,0 mm на 3,2 mm во најлош случај. Имплементиравме протокол за одржување на калапот кој ја полира линијата за разделување на секои 50.000 циклуси, со што се намали висината на блесокот од 0,08 mm на под 0,02 mm.

Тестот за диелектричен напон на издржливост при AC 2000V во минута според IEC 60947-7-4 не бара дефект или прелевање. Во нашето тестирање, напонот на дефект помеѓу соседните полови во конфигурацијата 301-5.0 е типично AC 3.800-4.200V, обезбедувајќи маргина на безбедност од приближно 2x над номиналниот напон на издржливост. Ограничувачкиот фактор не е куќиштето PA66 - кое има диелектрична цврстина од 25 kV/mm - туку патеката на ползење помеѓу двата месингани пина на ниво на површината на PCB, каде што лемењето го намалува ефективното растојание.

Преглед комплетен опсег на терминални блокови и сертификатиСтандарди ИЕЦ.

Компатибилност со лемење со автоматско склопување на печатена плочка

Терминалниот блок 301-5.0 е дизајниран за лемење со бранови, но е компатибилен и со селективно лемење и рачно лемење. За лемење со бранови на FR-4 плочи од 1,6 mm, нашите препорачани параметри се: претходно загревање на 100-120°C за 60-90 секунди, температура на лемење 255-260°C, време на чекање 3-5 секунди. За селективно лемење со една млазница, препорачаното време на чекање се зголемува на 6-8 секунди по пин за да се обезбеди соодветно полнење на лемењето. Куќиштето PA66 може да издржи 260°C до 10 секунди вкупно време на изложеност по пин, што е доволно за сите стандардни процеси на лемење. За рачно лемење, користете железо од 350-380°C со врв од 2,0 mm, ограничете го времето на контакт на 3 секунди по пин и дозволете 10 секунди ладење помеѓу пиновите за да се спречи акумулација на топлина во куќиштето. За апликации со голем обем што надминуваат 10.000 единици годишно, препорачуваме пакување со лента и ролна за терминалниот блок 301-5.0, што овозможува автоматско поставување на печатената плочка пред лемење со бранови. Нашиот формат со лента и ролна содржи 500 парчиња по ролна со растојание од 12,7 mm помеѓу блоковите. Машината за поставување го избира секој блок преку телото на куќиштето користејќи вакуумска млазница, го поставува на печатената плочка, а силата на задржување на игличките во пастата за лемење го држи блокот на место за време на транспортот до станицата за лемење со бранови. Препорачаната сила на избирање и поставување е 5-8 N, што е доволно за да се турнат игличките низ пастата без да се свиткаат.

Избор на материјал и усогласеност со рејтингот на запаливост

Куќиштето на 301-5.0 е лиено со вбризгување од PA66 (најлон 66) со UL94 V-0 рејтинг на запаливост при дебелина од 0,8 mm. Оценката V-0 бара секој примерок да се изгасне во рок од 10 секунди откако ќе се отстрани горилникот, без дозволени капки од горење. Во нашето интерно тестирање на 100 примероци од 10 производствени серии, просечното време на гаснење беше 3,2 секунди со максимум 7 секунди. Материјалот PA66, исто така, обезбедува компаративен индекс на следење (CTI) од 600V според IEC 60112, што значи дека површината на куќиштето може да издржи напон на следење од 600V без да формира спроводлива јаглеродна патека. Оценката CTI е клучна за апликации на дистрибутивни табли за електрична енергија во средини со висока влажност каде што површинската кондензација може да создаде патека на истекување помеѓу соседните терминални столбови. Нашата квалификација на влезниот PA66 материјал вклучува CTI тестирање на три примероци по серија, со ограничување на спецификацијата од минимум 575V. Во 2024 година, една серија откажа на 560V и беше вратена кај добавувачот.

Терминалниот блок 301-5.0 е достапен во конфигурации од 2 до 12 полови по блок. Секој пол одржува ист електричен номинален напон од 16A 300V без оглед на вкупниот број на полови. Мултиполните блокови може да се монтираат еден до друг на печатената плочка за да се создадат врски со поголем број на полови, а растојанието од 5,0 mm обезбедува компатибилност со стандардните мрежи за распоред на печатената плочка. За разводни плочи на електрична енергија на кои им се потребни повеќе од 12 полови, препорачуваме користење на повеќе блокови со минимален простор од 2,0 mm помеѓу соседните куќишта на блокот.

Често поставувани прашања