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汽车中央电气接线盒无焊压入式连接技术的应用研究
来源:汽车电器  作者:佚名  2018-02-10 08:52:28



    3 汽车中央电气接线盒无焊压入式连接技术要求
    不同类型端子的无焊压入式接端结构设计,是汽车中央电气接线盒应用无焊压入式连接的关键技术。无焊压入式接端部分的表面处理、PCB孔径尺寸和PCB孔壁镀覆层的品质一致性控制,是汽车中央电气接线盒应用无焊压入式连接品质管控的重点。
    3.1对电气端子接端方式及性能技术要求
    汽车中央电气接线盒中使用的电气连接端子包括:①音叉端子:主要用于完成继电器和熔断丝与PCB的电气连接功能;②刀型端子:主要用于完成插接件与PCB的电气连接功能;③桥接端子:主要用于完成大电流在PCB上不同区域的电气回路桥式连接功能。表1为汽车中央电气接线盒常用电气连接端子无焊压入式接端方式及性能参数。

    除此之外,还应特别关注无焊压入式连接的电化学腐蚀效应,为了有效降低电化学腐蚀效应,则应注意选择导体和接端材料及镀层,使材料的金属电化学序列尽可能接近。
    3.2对印制板镀覆孔径和匹配性特殊技术要求
    对PCB电镀孔的技术要求中除了最终的孔径外,完整的PCB孔设计也是非常重要的,即孔径、孔壁镀铜层厚度和镀锡层厚度都是重要的,具体详见表2。

    除此之外,还应特别关注无焊压入式连接的PCBA与结构支撑件的匹配性能,即结构支撑件要保证PCBA在汽车中央电气接线盒加工和使用阶段具备足够的强度和刚度。
    3.3对继电器、熔断丝和插接件匹配结构技术要求
    无焊压入式连接汽车中央电气接线盒必须设计特殊要求的继电器、熔断丝和插接件匹配结构,必须保证继电器、熔断丝和插接件在加工和使用阶段、插拔操作过程中不影响PCBA电气连接的可靠性。
    对于继电器和熔断丝而言,必须设计围框定位锁紧结构,保证继电器和熔断丝在插拔操作过程中始终在垂直方向上进行。
    对于插接件而言,必须设计围框定位锁紧结构,保证继电器和熔断丝在插拔操作过程中始终在垂直方向上进行,除此之外,还可以选用带锁紧机构插接件。
    3.4对PCBA电气布置技术要求
    无焊压入式连接汽车中央电气接线盒的PCBA,对于电气回路、功率密度和功率器件布置方面的设计,必须考虑PCBA温升对无焊压入式接端电气连接可靠性的影响。
    无焊压入式连接对PCBA电气布置的具体要求:①所有电气回路中铜箔的温升蕊20℃;②PCBA功率分布密度均匀;③相同工况下的功率分器件在PCBA上的位置布置分散均匀。

    4 应用于汽车中央电气接线盒可靠性验证
    由于在汽车中央电气接线盒中引入了无焊压入式连接新技术,因此,除了要验证传统测试项目外,还必须增加针对无焊压入式连接技术的相关测试项目,确保在汽车中央电气接线盒中引入了无焊压入式连接新技术后的可靠性得到充分验证。
    4.1机械和环境测试项目
    无焊压入式连接汽车中央电气接线盒的机械和环境测试项目见表3。

    4.2接端插入力(保持力)和接触电阻测试验证
    无焊压入式连接为了建立接触区域,允许压入操作引起PCB镀覆孔变形,但是不允许镀覆孔的镀层破裂。按照IE C 60352-5要求,对于柔性插脚的最小保持力为30N,其测试的速度<12 mm/min;其最大压入力应不大于250 N、其测试的速度为25~50 mm/min。在进行保持力推出试验时,只能进行一次推出试验,同时,压入式操作后和进行推出试验前,试验样件应允许恢复,历时至少24 h。
      无焊压入式连接在嵌入压入式接端上应能耐受一定限度的扭曲力的作用,而不会降低机械和电气性能,压入式连接耐受的最小力矩为0.02 Nm。
    无焊压入式连接与PCB镀覆孔的电气连接中,印制板的钻孔直径对确定压入式连接电接触可靠性方面是极为重要的。接触电阻要求应满足IEC 60352-5的最低要求,即初始接触电阻1 mΩmax,试验后接触电阻最大变化量1 MΩ max(试验后接触电阻增加量<1mΩ)。
    4.3机械和环境适应性验证
    机械和环境适应性的验证方法如下。
    1)抗振性能测试:在10~500 Hz范围内,测试接触故障的持续时间不应超过1林,。
    2)温度老化测试:在温度85℃下连续储存1000ha
    3)温度冲击测试:在-40~85℃范围内循环,每个循环30min,循环次数10次。
    4)温湿振三综合测试:无焊压入式连接汽车中央电气接线盒应经受共12个循环共360h温度-40~85℃、湿度95%、振动频率11.2~200 Hz和加速度4.4g组合循环试验。

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