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有樂電氣分析運輸、安裝環(huán)境對接線端子性能及使用年限的影響
2017-07-21
接線端子通常面臨多種不同的環(huán)境因素，例如：在運輸和倉儲過程中，在制造過程中，在安裝、維修和終端客戶的使用過程中。這些環(huán)境因素可以理解為既定的情況，具體可細分為溫度、濕度、腐蝕、污染、內(nèi)外部條件和人為因素。還必須定義，在這些環(huán)境因素中暴露在不斷變化情況下的持續(xù)時間。
環(huán)境因素對接線端子的影響--倉庫運輸
前兩項環(huán)境因素，倉儲和運輸很容易理解。它們影響著各類產(chǎn)品，因此，大多數(shù)采購，銷售，操作人員和工程師對此都頗有經(jīng)驗。
接線端子的倉儲環(huán)境各不相同，從可控制的干凈、受熱或有空調(diào)的、潮濕的倉庫、辦公室或工廠，到不可控制的相應(yīng)環(huán)境。在受熱、潮濕或腐蝕情況下會嚴重影響端子的使用壽命。在這些不可控的環(huán)境下，焊接性儲藏壽命會因氧化、腐蝕、金屬間化合作用的加劇而大大降低；金屬器件的表面和功能均會因生銹、銅綠和其他形式的腐蝕而受到影響；作為絕緣材料的塑料也會因柔韌性、強度、形狀的退化而受到影響。接線端子儲藏期限可長可短，長則數(shù)月數(shù)年，短則幾天、幾周，一些需要為客戶作長期庫存計劃，而另一些則下單生產(chǎn)隨即出庫。通過采用先進先出的庫存策略、可追溯日期標簽體系、適當?shù)姆庋b方式、防腐蝕方法、改進倉儲條件以及恰當?shù)慕泳€端子材料和設(shè)計，會提高接線端子的可靠性和延長儲藏壽命。
運輸環(huán)境因素涉及到由于運輸車輛和其他機械裝置、路面、裝卸五金|工具在運作過程中產(chǎn)生的振動和碰撞而引起的問題。而極端的溫度常常會化合和加劇振動、碰撞的影響。海運中接線端子常常暴露在鹽霧的環(huán)境下。運輸時間一般可以預(yù)見，陸運和空運一般為幾天時間，而海運則長達一月或數(shù)月之久。接線端子和包裝材料要想在運輸過程中完好無損，必須防分解、防變形、防腐蝕和耐擠壓。通常采取下列措施會提高運輸?shù)目煽啃?，使貨物順利到達目的地：使用信譽良好的承運商，采用適當?shù)姆庋b材料、堅固的內(nèi)外包裝盒、合適的襯料或填充物、必要的防腐措施和恰當?shù)慕泳€端子材料和設(shè)計方式。
環(huán)境因素對接線端子的影響--焊接條件
焊接條件有顯著的區(qū)別，這取決于接線端子的類型和焊接過程的步驟。適用于波峰焊接、安裝在pcb板上的接線端子是典型的穿孔安裝型。穿孔的焊針必須準確定位，尺寸合適，均衡放置，并具備良好的可焊性，這樣有利于插入和焊接。在整個裝配過程中，必須經(jīng)得起預(yù)熱區(qū)的高溫以及通過波峰焊接傳導至端子本體的溫度。焊劑不得影響端子，必須易于清除，不能有任何殘留物。整個裝配過程必須可以用水清洗。預(yù)熱溫度常常達到100°C或更高，波峰溫度達到280°C也并不少見。突如其來的高溫常常使端子熔化、扭曲、起泡和變形。裝配時間一般分為，幾分鐘暴露在焊劑中的時間，幾分鐘的預(yù)熱期，幾秒鐘的波峰期，以及幾分鐘的清洗和干燥期。
選擇恰當?shù)慕饘俨牧?、樹脂可以提高焊接的可靠性?/span>
適用于回流焊、安裝在pcb板上的接線端子一般為表面貼裝或通孔安裝。表面安裝的焊針必須正確定位、尺寸合適、與PCB板完全共面或者可以微浮以適應(yīng)PCB板上的所有錫盤，保證焊接有充分的強度、過程質(zhì)量和電路的可靠性（無斷路，見圖示1）。穿孔的焊針必須準確定位，尺寸合適，均衡放置，并具備良好的可焊性，這樣有利于插入和焊接。在整個裝配過程中必須經(jīng)得起熱處理產(chǎn)生的高溫沖擊，在焊接中主要采用紅外預(yù)熱和對流預(yù)熱使熱量傳導至焊針和錫盤界面以熔化焊錫膏。接下來不必強制要求清洗，但人們一般期望清洗。預(yù)熱區(qū)的溫度一般設(shè)定為峰值230°C，幾分鐘后溫度更高。同波峰焊接一樣，突如其來的高溫常常使端子熔化、扭曲、起泡和變形。裝配時間一般分為幾分鐘的預(yù)熱期，幾秒鐘的峰值，以及幾分鐘的清洗和干燥期。當然，選擇恰當?shù)慕饘俨牧?、樹脂可以提高焊接的可靠性?/span>
貫通式端子排、電子模塊和陶瓷端子常常都是人工裝配，可靠性主要取決于操作過程中的人為因素，如：螺絲起子力度、緊線時的扭矩大小及安裝在板子上的螺絲緊固程度。扭矩過大或者不可控的螺絲緊固力度都會嚴重影響連接性能，有時候表現(xiàn)方式明顯，有時候在現(xiàn)場布線時不容易被察覺，當過一段時間，使用數(shù)周或數(shù)月后方才顯現(xiàn)。
終端使用情況極其重要，因為它對端子的原材料要求、裝配配置和接線端子的綜合成本起著至關(guān)重要的作用。綜合成本包括接線端子采購、維修和保養(yǎng)的成本?？蛻魸M意度和制造商的信譽也是成本方程式的一部分。
以下因素需要考慮：
應(yīng)用場所，例如內(nèi)部或外部、熱帶區(qū)或海上區(qū)，固定區(qū)或移動區(qū)（例如：機動車內(nèi)乘客區(qū)或引擎區(qū)）
溫度和潮濕正常范圍和極端條件
當電路打開或閉合時，使用過程中機殼內(nèi)溫度或靠近熱源時的溫度；
暴露在污染物、粉塵（帶導電的或不帶導電的）、腐蝕性氣體或液體中；
暴露在振動、碰撞、穿透、電壓尖脈沖、電流過載環(huán)境中；
降低額定值原則–當環(huán)境條件變得極端嚴重，工程師應(yīng)降低元器件的額定值；
人為因素，包括區(qū)域布線和扭矩大小、安裝和維修過程中的強度和濫用誤用；
相關(guān)的法律法規(guī)，有的要求UL（美國保險商實驗室）、CSA（加拿大行業(yè)標準）或其他認證，這些認證涉及阻燃性能、電氣間隙和爬電距離、絕緣電壓、沖擊耐受電壓、電擊危險測試和相關(guān)標準的表現(xiàn)性能；
客戶清晰的或不清晰的要求表述
結(jié)論
在整個倉儲、運輸、焊接、裝配和終端使用環(huán)境中，接線端子的性能表現(xiàn)卓越并非偶然得來，這是精密設(shè)計、研發(fā)和精細的應(yīng)用處理不懈努力的結(jié)果。在全球化的時代，產(chǎn)品的成本不僅僅包括采購成本，還必須考慮到產(chǎn)品在一系列應(yīng)用環(huán)境中的表現(xiàn)。
本文出自上海有樂電氣
