汽車制造商對其供應(yīng)基地的要求越來越高层锄,這對于汽車零配件供應(yīng)商來說已經(jīng)是一件眾所周知的事情阿纤。就連接器供應(yīng)商而言凳厢,這意味著對產(chǎn)品的性能拔馆、穩(wěn)定性和成本的要求更加嚴(yán)格寸纠。供應(yīng)商只有不斷革新產(chǎn)品及工藝,滿足客戶的這些需求秕肚,才能處于優(yōu)勢地位。
一輛典型輕型汽車大約有1500個連接點(diǎn)匙久,其中50%到60%用于關(guān)鍵的配電功能袭吗。汽車連接器被用于日益惡劣的環(huán)境,包括溫度(低至零下40°C趾马,高達(dá)零上155°C)苏昨、振動、氧化作用以及摩擦腐蝕毁察,我們開始認(rèn)識到設(shè)計攻關(guān)的重要性赘湾。
實(shí)際上這件事情做起來并不簡單,大多數(shù)商業(yè)電子元器件出現(xiàn)故障時最多讓人感到煩惱失意尚染,可是如果關(guān)鍵汽車零配件連接出現(xiàn)問題律逼,則會引起火災(zāi)報警器、制動器或安全氣囊失靈逗柴,導(dǎo)致嚴(yán)重后果蛹头。
連接器制造商必須識別并分析環(huán)境中那些可能對連接器性能造成影響的物理和機(jī)械現(xiàn)象。按照汽車制造商規(guī)定的應(yīng)用條件戏溺,為了評估連接器的穩(wěn)定性渣蜗,連接器制造商實(shí)施了精細(xì)的測試程序。如果出現(xiàn)連接器故障旷祸,大多可確定為下述三種故障模式 之一:摩擦腐蝕耕拷、電氣故障以及連接器接插問題讼昆。
摩擦腐蝕與電鍍問題
腐蝕性氣體、高濕度和強(qiáng)烈振蕩是引起氧化作用和摩擦腐蝕骚烧,并導(dǎo)致連接器故障 的三大條件浸赫。這些環(huán)境因素會對錫和鉛錫接觸表面造成極大的影響,有90%的連接器表面屬于這種情況止潘。
通常掺炭,人們采用電鍍貴重金屬的方式,如鍍金或鍍銀凭戴,因?yàn)檫@些金屬不會發(fā)生氧 化作用涧狮。這些鍍層的厚度從0.5μm至1.27μm不等。然而逆酣,令人遺憾的是刹越,由于含有這些貴重金屬以及對其加工使得這類電鍍工藝價格不菲,所以人們盡 可能少用這類電鍍材料殖锹。在汽車電氣線束應(yīng)用中靡循,大約只有10%的連接點(diǎn)使用了這類金屬。
其結(jié)果是席磕,一些主要的連接器供應(yīng)商铣滥,例如FCI給出了其他可供選 擇的電鍍解決方案(例如純錫電鍍、錫-特氟隆TinTeflon照窥、NXT和壓合技術(shù))肃萍,不僅滿足了OEM的成本要求,而且產(chǎn)品具有同樣的性能羹李。
因?yàn)楸仨毞细邩?biāo)準(zhǔn)的汽車規(guī)格要求股航,源于電信市場的壓合端子技術(shù)(連接器到電路板)備受矚目。由于汽車PCB比應(yīng)用于電信行 業(yè)PCB要薄猖驹,操作溫度(125oC)也要高很多而且使用環(huán)境有振動翠节,想要將這種技術(shù)引入到汽車系統(tǒng)不是一件容易的事情。
這種技術(shù)帶來了顯著的工藝成本效益积仗,它將一個無焊錫引腳壓入到金屬PCB板孔中疆拘。為適用 于嚴(yán)格的汽車應(yīng)用條件,F(xiàn)CI壓合端子經(jīng)過專門的設(shè)計斥扛,在插入PCB時提供完全可控的力度入问,將阻力和變形降到最低,確保與PCB的接口穩(wěn)固稀颁。
由于比波峰焊更具成本效益芬失,加之工藝完全自動化,降低了PCB成本,F(xiàn)CI蝶形解決方案(和相關(guān)的應(yīng)用工具)越來越受到汽車制造 商的青睞棱烂。除性能優(yōu)越(兼容SMT工藝以及卓越地保持元件的完整性)以外租漂,由于不存在對PCB的熱沖擊和錫橋的 風(fēng)險,它還提高了附加工藝質(zhì)量颊糜。
此外哩治,F(xiàn)CI發(fā)現(xiàn):在壓合應(yīng)用中使用正確的電鍍工藝和引腳的條件下, 當(dāng)觸點(diǎn)受各種外部條件制約(例如:急劇的溫度變化衬鱼、相對濕度變化扫矾、長期處于干燥環(huán)境和氣體腐蝕)的時候,觸點(diǎn)抗阻性一 直保持較小變化序机。然而勘浇,隨著引腳數(shù)量的增加,壓力會變得很大寥只,所以在將連接器插入到基座時應(yīng)非常小心劈咕。
FCI研制了一種名為“NXT”的新型電鍍工 藝《痴遥基于一種非晶態(tài)鎳的化學(xué)性質(zhì)柏困,它可以提供非常平滑均勻的電鍍表面,能夠大幅度減少金鍍層的厚度(大約減少80%)帜蘑。在安全關(guān)鍵 應(yīng)用中清玉,這種技術(shù)能支持極低的信號電流。
多引腳連接器向連接電鍍系統(tǒng)提出了另一個考驗(yàn)珍垦。出于人體工程學(xué)的考慮稠还,連接 器插入力應(yīng)盡可能小,但隨著電路計數(shù)的增加苍糠,插入連接器所需的力將會成比例增加。然而啤誊,電性能通常表明每個觸點(diǎn)都獲得高觸點(diǎn)壓力(通常引起高插入力)岳瞭,這與獲取低連接器 插入力的目標(biāo)是相抵觸的。
為解決這個問題蚊锹,人們研制了一種新型接觸表面瞳筏。特氟隆(Teflon)微顆 粒在普通錫槽內(nèi)經(jīng)過相同處理并有選擇性地電鍍到接觸表面。微顆聊道ィ可將一個典型的鍍錫的端子插入力降低40%以上姚炕。這種解決方 案可使連接器擁有更多的引腳,且無需插入輔助裝置——增強(qiáng)人機(jī)工程學(xué)并提高連接器穩(wěn)定性丢烘。此外柱宦,經(jīng)測量顯示,當(dāng)端子易受振動影響時,錫-特氟隆(Tin-Teflon)表面比其他任何鍍錫觸點(diǎn)具有更好的防摩擦腐蝕效果掸刊。
電氣故障:加強(qiáng)式新型壓接技術(shù)
線纜與端子的連接問題是引發(fā)保修和連接器系統(tǒng)故障主要原因之一免糕。對于汽車配 線系統(tǒng),壓接是一種非常普遍的方法忧侧,用于將端子連接到線纜上堵沈。這種工藝已被證明可靠。與焊接法相比据篇,在提高壓接可靠性方面它更加經(jīng)濟(jì)實(shí)惠便晶、簡單易操作。為 改善端子夾頭幾何形狀担泥,連接器制造商投入了大量精力润跟。通過一項(xiàng)廣泛的分析實(shí)驗(yàn)研究,F(xiàn)CI不僅研制出一種新型的用于壓接優(yōu)化的解析工具辜辰,還提出一 種具有創(chuàng)新意義的新型壓接幾何形狀约粒。
FCI的“兩步法”壓接解決方案提出一種可以在傳統(tǒng)壓接沖床上 以典型高速壓接率生產(chǎn)的壓接方法∈兀“兩步法”壓接完成時模具內(nèi)部會發(fā)生兩次沖擊侨直。
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