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A. Résumé des spécifications
La spécification du connecteur press-fit que nous avons développé est
résumé dans le tableau II.
Dans le tableau II, "taille" signifie la largeur de contact mâle (ce que l'on appelle la "taille de languette") en mm.
B. Détermination de la plage de force de contact appropriée
Comme première étape de la conception de terminaux à ajustement serré, nous devons
déterminer la gamme appropriée de force de contact.
A cet effet, les diagrammes caractéristiques de déformation de
les bornes et les trous traversants sont dessinés schématiquement, comme indiqué
sur la Fig. 2. Il est indiqué que les forces de contact sont dans un axe vertical,
tandis que les tailles des bornes et les diamètres des trous traversants sont dans
axe horizontal respectivement.
C. Détermination de la force de contact minimale
La force de contact minimale a été déterminée par (1)
tracer la résistance de contact obtenue après l'endurance
tests dans l'axe vertical et la force de contact initiale dans l'axe horizontal
axe, comme illustré à la Fig. 3 schématiquement, et (2) trouver le
force de contact minimale garantissant que la résistance de contact est
plus bas et plus stable.
Il est difficile de mesurer directement la force de contact pour la connexion à ajustement serré dans la pratique, nous l'avons donc obtenue comme suit :
(1) Insertion des bornes dans les trous traversants, qui ont
différents diamètres au-delà de la plage prescrite.
(2) Mesure de la largeur de la borne après insertion à partir du
échantillon de coupe transversale (par exemple, voir Fig. 10).
(3) Conversion de la largeur de borne mesurée en (2) en
force de contact utilisant la caractéristique de déformation
schéma du terminal obtenu réellement comme indiqué dans
Fig. 2.
Deux lignes pour la déformation terminale signifient celles pour
tailles maximales et minimales des bornes en raison de la dispersion dans
processus de fabrication respectivement.
Tableau II Scécification du connecteur que nous avons développé
Il est clair que la force de contact générée entre
bornes et trous traversants est donnée par l'intersection de deux
schémas pour les bornes et les trous traversants de la Fig. 2, qui
signifie l'état équilibré de la compression terminale et de l'expansion du trou traversant.
Nous avons déterminé (1) la force de contact minimale
nécessaires pour établir la résistance de contact entre les bornes et
trous traversants plus bas et plus stables avant/après l'endurance
tests pour la combinaison de tailles de bornes minimales et
diamètre maximal du trou traversant, et (2) la force maximale
suffisant pour assurer la résistance d'isolement entre les
traversants dépasse la valeur spécifiée (109Q pour ce
développement) suite aux tests d'endurance pour le
combinaison de tailles de bornes maximales et minimales
diamètre du trou traversant, où la détérioration de l'isolation
La résistance est causée par l'absorption d'humidité dans le
zone endommagée (délaminée) dans le PCB.
Dans les sections suivantes, les méthodes utilisées pour déterminer
les forces de contact minimales et maximales respectivement.
D. Détermination de la force de contact maximale
Il est possible que les délaminations interlaminaires dans les PCB induisent
l'abaissement de la résistance d'isolement à haute température et en
une atmosphère humide lorsqu'elle est soumise à une force de contact excessive,
qui est généré par la combinaison du maximum
la taille de la borne et le diamètre minimum du trou traversant.
Dans ce développement, la force de contact maximale admissible
a été obtenu comme suit;(1) la valeur expérimentale de la
la distance d'isolation minimale autorisée "A" dans le PCB était
obtenus expérimentalement à l'avance, (2) la valeur admissible
la longueur de délaminage a été calculée géométriquement comme (BC A)/2, où "B" et "C" sont le pas terminal et le
diamètre du trou traversant respectivement, (3) le délaminage réel
longueur dans PCB pour différents diamètres de trou traversant a été
obtenus expérimentalement et tracés sur la longueur délaminée
par rapport au diagramme de la force de contact initiale, comme illustré à la Fig. 4
schématiquement.
Enfin, la force de contact maximale a été déterminée afin
de manière à ne pas dépasser la longueur de délaminage autorisée.
La méthode d'estimation des forces de contact est la même que
indiqué dans la section précédente.
E. Conception de forme terminale
La forme du terminal a été conçue de manière à générer
force de contact appropriée (N1 à N2) dans le trou traversant prescrit
plage de diamètres à l'aide d'éléments finis tridimensionnels
méthodes (FEM), y compris l'effet de la déformation pré-plastique
induire dans la fabrication.
Par conséquent, nous avons adopté un terminal, en forme de
« Coupe transversale en forme de N » entre les points de contact près de la
fond, qui a généré une force de contact presque uniforme
dans la plage prescrite de diamètre de trou traversant, avec un
trou percé près de la pointe permettant d'endommager le circuit imprimé
réduite (fig. 5).
La Fig. 6 montre un exemple de la structure tridimensionnelle
modèle FEM et la force de réaction (c'est-à-dire la force de contact) par rapport à la
diagramme de déplacement obtenu analytiquement.
F. Développement du placage d'étain dur
Il existe différents traitements de surface pour prévenir la
oxydation du Cu sur PCB, comme décrit en II - B.
Dans le cas de traitements de surface de placage métallique, tels que
étain ou argent, la fiabilité de la connexion électrique du press-fit
technologie peut être assurée par la combinaison avec
bornes de placage Ni conventionnelles.Cependant, dans le cas de l'OSP,l'étamage sur les bornes doit être utilisé pour assurer une longueterme fiabilité de la connexion électrique.
Cependant, l'étamage classique des cosses (pour
exemple, de 1ltm d'épaisseur) génère le grattaged'étainpendant le processus d'insertion du terminal.(Photo. "a" sur la figure 7)
et ce grattage induit probablement des courts-circuits avecterminaux adjacents.
C'est pourquoi nous avons développé un nouveau type d'étain dur
placage, qui n'entraîne aucun grattage d'étain etqui assure la fiabilité à long terme de la connexion électriquesimultanément.
Ce nouveau processus de placage consiste en (1) de l'étain extra fin
placage sur sous-placage, (2) un processus de chauffage (étain-refusion),
qui forme la couche d'alliage métallique dur entre le
le sous-placage et l'étamage.
Parce que le dernier résidu d'étamage, qui est la cause
de grattage, sur les terminaux devient extrêmement mince et
répartit de manière non uniforme sur la couche d'alliage, pas de grattagedel'étain a été vérifié pendant le processus d'insertion (Photo "b" dansfigure 7).
Heure de publication : 08 décembre 2022