プレス端子

カスタム スタンピング端子は連続的なスタンピング部品です。ストリップは順送ダイを通過し、端子はキャリアに取り付けられたままとなり、リールは顧客の挿入機に出荷されます。端子は、垂直抗力 (嵌合ピンに対する接触圧力)、挿入および抜去力 (嵌合および嵌合解除の労力)、および接触抵抗 (接触インターフェースを通る電気経路) の 3 つの機能要件を満たす必要があります。これらはいずれも標準の寸法図には表示されません。これら 3 つすべてがコネクタが機能するかどうかを決定します。

Nuote Metals では、最初の製品で測定され、バッチごとに検証された垂直抗力と挿入力を備えたカスタム端子を製造しています。この記事では、3 つの機能要件、それらを制御する形状、それらを維持するメッキ、およびそれらを提供するパッケージについて説明します。

端末の3つの機能要件

端子は曲がりのある金具ではありません。それは、何千回もたわみ、戻り、伝導しなければならないバネです。

垂直抗力は、スプリング ビームが相手ピンに及ぼす圧力です。表面の酸化物を突き破って接触を維持するのに十分な高さである必要があります。通常、信号端子の場合は 1 ～ 3N、電源端子の場合は 3 ～ 8N です。低すぎると振動により接触が断続的になります。高すぎると挿入力が許容できなくなり、嵌合ピンが損傷します。

挿抜力オペレーターやロボットが感じるものです。これは、垂直抗力、メッキの摩擦係数、および導入形状の合計です。 3N の垂直抗力と錫メッキを備えた端子には、15N の挿入力が必要な場合があります。これは手動コネクタには許容範囲ですが、高密度の自動アセンブリには高すぎます。

接触抵抗は接触インターフェースを通る電気経路です。めっきの材質、めっきの厚さ、接触面積によって異なります。錫メッキ端子の接触抵抗は 5 ～ 10mΩ になる場合があります。金メッキ端子は 1 ～ 3mΩ になる場合があります。抵抗は、最初の挿入時だけでなく、コネクタの寿命にわたって安定していなければなりません。

カスタム スタンピング端子の場合、3 つの要件が関連しています。ビームの厚さを変更すると垂直抗力が変化し、挿入力が変化し、めっきの摩耗が変化します。ターミナルはシステムであり、次元のリストではありません。

垂直抗力を制御するジオメトリ

垂直抗力は 3 つの幾何学的パラメータによって決定され、それぞれにトレードオフがあります。

ビームの長さ。ビームが長いほどたわみやすくなり、同じたわみに対する垂直抗力が小さくなります。ビームが短いほど剛性が高くなり、垂直抗力が大きくなります。ビームの長さは、端子ピッチ、つまりストリップ上の端子間の距離によって設定されます。

ビームの厚さ。ビームが厚いほど剛性が高くなり、垂直抗力が大きくなります。ビームが細いほど柔軟性が高く、垂直抗力は低くなりますが、降伏のリスクが高くなります。ビームの厚さは、ストリップの厚さによって設定されます。ストリップの厚さは、クリンプ バレルの厚さとキャリアの厚さでもあります。ストリップの厚さはビームのみに対して最適化することはできません。

接触点の曲率。半径が小さいと、接触力がより小さい領域に集中し、接触圧力が高くなり、接触抵抗が低くなります。半径が大きいほど力が分散され、接触圧力は低くなり、接触抵抗は高くなりますが、メッキの摩耗は少なくなります。

トレードオフ:通常の力を維持できるほど硬い端子でも、硬すぎて挿入できない場合があります。挿入しやすい端子は、振動が加わると接触が維持できなくなる場合があります。形状はバランスであり、バランスはビーム寸法だけを測定するのではなく、最初の製品の法線力と挿入力を測定することによって検証されます。

標準リファレンス:端子の寸法と公差は、指定されている場合、IEC 60512 (電子機器用コネクタ) および EIA-364 (電気コネクタ試験手順) に従います。挿入力と引き抜き力は EIA-364-13 に従って測定されます。

メッキ - 接触抵抗と摩耗層

メッキは装飾品ではありません。接触抵抗、挿入力、摩耗寿命が決まります。

錫民生用および自動車用コネクタの標準めっきであり、低コスト、はんだ付け可能、適切な接触抵抗を備えています。しかし、錫は 50 ～ 100 回の挿入サイクル後に摩耗し、母材金属が露出し、接触抵抗が増加します。

銀錫よりも接触抵抗が低く、摩耗寿命が長いため、電源端子や大電流アプリケーションに使用されます。シルバーは硫黄環境では変色しますが、ニッケルの下層は変色を遅らせます。

ニッケルの上に金i最小の接触抵抗、最長の摩耗寿命という信頼性の高い選択肢です。ニッケルバリアは銅の拡散を防ぎます。金層は 1,000 サイクル以上にわたって接触抵抗を維持します。

それをどのように適用するか: カスタム スタンピング端子の場合、当社はリールツーリールめっきを使用します。つまり、端子はキャリア上に残り、連続したストリップとしてめっきラインを通過します。リールツーリールめっきは、部品ごとのめっきよりも一貫性があり、電流密度、厚さが均一で、端子が個別に扱われないためです。めっきの厚さはバッチごとに XRF によって検証されます。

パッケージング – 端子がリール状である必要がある理由

CMM 上では正しい端子であっても、リール ピッチが間違っている、方向が逆である、キャリアが弱すぎるなどの理由で、顧客の挿入機では失敗する可能性があります。

挿入機に必要なもの:

安定したピッチ- キャリア上の端子間の距離はフィーダのピッチと一致する必要があります。 0.1mmのばらつきがミスフィードの原因となります。

一貫した方向性- 端子はリール上で同じ方向を向いている必要があります。逆端子がフィーダーに詰まります。

キャリア強度- キャリアは、伸びたり破損したりすることなく、フィーダーを通して端子をサポートする必要があります。

スプライスの完全性- リールが切れたとき、スプライスはキャリアと同じくらい強くなければなりません - そして、スプライス全体でピッチを維持する必要があります。

カスタム スタンピング端子の場合、パッケージングは​​仕様の一部であり、後付けではありません。出荷前にすべてのリールのピッチ、向き、接続を確認します。

実際の例 - 自動車コネクタ用の0.64mmピッチ端子

ドイツの自動車 Tier-1 サプライヤーは、通常の力 2.5N ±15%、挿入力 12N 未満、接触抵抗 5mΩ 未満、リール ピッチ 4mm ±0.05mm の 0.64mm ピッチ コネクタ用のカスタム スタンピング端子を必要としていました。

問題：以前のサプライヤーはビーム寸法と圧着バレルを測定し、端子は寸法検査に合格しましたが、6% が挿入力テストに不合格でした。ビームは 0.02 mm 厚すぎました。垂直抗力は 3.2 N で、挿入力は 15 N を超えていました。

私たちが違うことをしたのは：

• ビーム寸法だけでなく、最初の製品の垂直抗力を測定しました。垂直抗力が 2.4N になるようにビームの厚さを調整しました。
• すべてのバッチのサンプルに対する挿入力 (最大 12N) を検証しました。
• オープンリール錫メッキを使用 - 均一な厚さ、一貫した摩擦係数。
• すべてのリールのリールピッチが4mm ±0.03mmであることを確認しました。
• 500万個の端子を出荷、挿入不良はゼロ。お客様は挿入力の受入検査を廃止しました。

これが、カスタム スタンピング端子が提供すべきものです。単に図面と一致する端子ではなく、挿入、保持、導通する端子です。垂直抗力と挿入力は想定されたものではなく測定されたものであるためです。

よくある質問

Q1: カスタムスタンピング端子と標準端子の違いは何ですか?

A: 標準端子はカタログから選定し、形状、メッキ、リールピッチは固定となります。カスタム スタンピング端子は、特定のコネクタ用に設計されています。ビームの形状は必要な垂直抗力に適合し、めっきは接触抵抗と摩耗寿命に適合し、リール ピッチは顧客の挿入機に適合します。カスタム端子は、別のラベルが付いたカタログ部品ではなく、特定の接触要件に合わせて設計されたスプリングです。

Q2: カスタム スタンピング端子の挿入力はどのように制御しますか?

A: 挿入力は、垂直抗力 (ビーム形状によって設定)、めっき摩擦 (めっき材料によって設定)、および導入面取り (金型によって設定) の 3 つの変数によって制御されます。最初の製品の垂直抗力を測定し、予想される挿入力を計算し、すべてのバッチのサンプルでそれを検証します。挿入力が仕様を超える場合は、組み立て手順ではなく、ビームの厚さまたはメッキを調整します。端子の場合、挿入力は測定値であり、計算による推定値ではありません。

Q3: リールツーリールめっきがピースパーツめっきよりも優れているのはなぜですか?

A: オープンリールめっきでは、めっきラインを通して端子をキャリア上に保持します。電流密度、厚さは均一であり、端子は個別に扱われません。ピースパーツのメッキには取り扱いが必要で、ビームが曲がったり、接点に傷がついたり、厚みが不均一になる可能性があります。厳しい接触抵抗要件を持つカスタム スタンピング端子の場合、リールツーリールめっきが標準であり、めっきの厚さはバッチごとに XRF によって検証されます。

Q4: 注文する前に、端子の形状に関する DFM フィードバックを提供してもらえますか?

A: はい。相手ピンの寸法、必要な垂直抗力、挿入力の限界、接触抵抗の目標を記載した図面をお送りください。当社のエンジニアリング チームは、ビームの形状の応力とたわみをレビューし、提案されたビームの長さと厚さが降伏することなく垂直抗力を達成できるかどうか、挿入力が制限を満たすかどうかを確認します。スタンピング端子の場合、DFM レビューにより、端子が正しく測定されているのに挿入されないという最も一般的な失敗が防止されます。