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连接器耐久性:汽车内部连接系统的核心

作者:利亚姆•巴特沃思 时间:2010-01-29 来源:电子产品世界 收藏

  因为必须符合高标准的汽车规格要求,源于电信市场的压合端子技术(连接器到电路板)备受瞩目。由于汽车PCB比应用于电信行业PCB要薄,操作温度(125oC)也要高很多而且使用环境有振动,想要将这种技术引入到汽车系统不是一件容易的事情。

本文引用地址:https://www.eepw.com.cn/article/105715.htm

  这种技术带来了显著的工艺成本效益,它将一个无焊锡引脚压入到金属PCB板孔中。为适用于严格的汽车应用条件,FCI压合端子经过专门的设计,在插入PCB时提供完全可控的力度,将阻力和变形降到最低,确保与PCB的接口稳固。

  由于比波峰焊更具成本效益,加之工艺完全自动化,降低了PCB成本,FCI蝶形解决方案(和相关的应用工具)越来越受到汽车制造商的青睐。除性能优越(兼容SMT工艺以及卓越地保持元件的完整性)以外,由于不存在对PCB的热冲击和锡桥的风险,它还提高了附加工艺质量。

  此外,FCI发现:在压合应用中使用正确的电镀工艺和引脚的条件下,当触点受各种外部条件制约(例如:急剧的温度变化、相对湿度变化、长期处于干燥环境和气体腐蚀)的时候,触点抗阻性一直保持较小变化。然而,随着引脚数量的增加,压力会变得很大,所以在将连接器插入到基座时应非常小心。

  FCI研制了一种名为“NXT”的新型电镀工艺。基于一种非晶态镍的化学性质,它可以提供非常平滑均匀的电镀表面,能够大幅度减少金镀层的厚度(大约减少80%)。在安全关键应用中,这种技术能支持极低的信号电流。

  多引脚连接器向连接电镀系统提出了另一个考验。出于人体工程学的考虑,连接器插入力应尽可能小,但随着电路计数的增加,插入连接器所需的力将会成比例增加。然而,电性能通常表明每个触点都获得高触点压力(通常引起高插入力),这与获取低连接器插入力的目标是相抵触的。

  为解决这个问题,人们研制了一种新型接触表面。特氟隆(Teflon)微颗粒在普通锡槽内经过相同处理并有选择性地电镀到接触表面。微颗粒可将一个典型的镀锡的端子插入力降低40%以上。这种解决方案可使连接器拥有更多的引脚,且无需插入辅助装置——增强人机工程学并提高连接器稳定性。此外,经测量显示,当端子易受振动影响时,锡-特氟隆(Tin-Teflon)表面比其他任何镀锡触点具有更好的防摩擦腐蚀效果。

  电气故障:加强式新型压接技术

  线缆与端子的连接问题是引发保修和连接器系统故障主要原因之一。对于汽车配线系统,压接是一种非常普遍的方法,用于将端子连接到线缆上。这种工艺已被证明可靠。与焊接法相比,在提高压接可靠性方面它更加经济实惠、简单易操作。为改善端子夹头几何形状,连接器制造商投入了大量精力。通过一项广泛的分析实验研究,FCI不仅研制出一种新型的用于压接优化的解析工具,还提出一种具有创新意义的新型压接几何形状。

  FCI的“两步法”压接解决方案提出一种可以在传统压接冲床上以典型高速压接率生产的压接方法。“两步法”压接完成时模具内部会发生两次冲击。

  第一步,在端子夹头区域任意一侧进行普通压接操作。和其他任何压接一样,在压缩冲程结束后冲压机和铁砧分离,压接会稍微松弛。绞线不再像此前那样紧凑地结合在一起,电阻拥有更高阻值。



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