Laadunvalvontastandardit automaattisille hopeakoskettimille niitatuille ja hitsatuille kokoonpanoille

Automaattiset hopeanväriset sähköiset niitatut komponentit ja hitsauskokoonpanot vaativat tiukkaa mekaanista validointia, jotta vältetään kosketinrajapinnan delaminaatio, liiallinen kosketinvastus ja ennenaikainen kaarieroosio suurjännitteisissä DC-kontaktoreissa ja katkaisimissa. IATF 16949 -standardien täyttäminen edellyttää, että korkean suorituskyvyn valmistus edellyttää tarkkaa hopeakerroksen paksuuden, mikrokovuuden gradientin ja yli 150 MPa:n mekaanisen leikkauslujuuden hallintaa, jotta varmistetaan luotettavuus 100 000+ sähköisessä kytkentäjaksossa IEC 60947 -käyttöolosuhteissa.

Automaattisten hopeakoskettimien niitattujen ja hitsattujen kokoonpanojen liitoksen eheys on varmistettava koskettimen-ja-välitysrajapinnassa, ei vain silmämääräisellä tarkastuksella. Tuotannonohjaussuunnitelman tulee korreloida leikkauslujuus, kosketusvastus, metallografinen sidos, hopeakerroksen paksuus, mittatoleranssi ja prosessin jäljitettävyys valmiin releen, kontaktorin, katkaisijan tai kytkinlaitteen sähkövaatimuksiin.

Tärkeimmät vikamekanismit ovat mekaaninen erottuminen, riittämätön sidosalue, liiallinen kosketusvastus, hopea-kerroksen delaminaatio, epäkeskinen niittaus, hitsin irtoaminen, halkeamat-lämmön vaikutusalueella ja alustan muodonmuutos.

Rele- ja pienjännitekytkinkomponenttien kosketusresistanssi tulee mitata määritetyllä testivirralla, kosketusvoimalla, stabilointiajalla ja ympäristöolosuhteilla. Milliohmin arvo ilman sen testausmenetelmää ei riitä toimittajan kelpuutukseen.

Mekaanisessa testauksessa tulisi myös erottaa niitin pään irrotus-, leikkauskuormitus, vääntökuormitus ja kannattimen muodonmuutos. Yksi leikkaus-voimaluku ei voi edustaa jokaista liitoskokoonpanoa.

AgSnO2- ja AgNi-kontaktimateriaalit: IEC 60947 Electrical Duty

AgSnO2 ja AgNi valitaan sähkökuorman, kytkentätaajuuden, kaariolosuhteiden, kosketusvoiman ja vaaditun hitsaus- tai eroosionkestävyyden mukaan.

Tarkka AgSnO2-suhde, hiukkasrakenne, kovuus ja valmistusreitti tulee ilmoittaa materiaalitodistuksessa sen sijaan, että se olisi päätelty tuotteen nimestä.

Niittiliitoksen viat: ±0,02 mm Geometria ja liitännän ohjaus

Yleisiä vikoja ovat mm.

• Epäkeskinen niitti ±0,02–0,05 mm mittasäädöllä
• Riittämätön kaatumiskorkeus, joka johtuu väärästä materiaalitilavuudesta
• Halkeilu liiallisesta kylmästä -pään muodonmuutoksesta
• Epätäydellinen hopea---kiinnitys kantoaineeseen
• Löysät kosketuspäät muotoilun jälkeen
• Liialliset purseet vaikuttavat releen kokoonpanoon
• Kosketinvirhe, joka aiheuttaa epätasaisen sähköisen kuormituksen
• Leimattujen BeCu- tai kuparikannattimien paikallinen muodonmuutos

Vikamekanismi liittyy tavallisesti materiaalin kovuuden, aihion geometrian, muotin välyksen, muovausvoiman, voitelun, työkalujen kulumisen ja syöttötarkkuuden yhdistelmään.

Automaattisilla linjoilla mittatarkastus tulee liittää prosessiparametritietueeseen. Jos koskettimen halkaisija pysyy toleranssin sisällä, mutta liitoksen leikkauslujuus laskee, mittatarkastus ei yksinään pysty tunnistamaan perimmäistä syytä.

Liitosprosessi määrittää, kuinka mekaaninen retentio, sähköinen jatkuvuus, lämmönsyöttö ja tuotannon toistettavuus saavutetaan. In-niitaus, vastushitsaus ja ultraäänihitsaus tulisi siksi arvioida liitoksen geometrian ja sähköisen käytön perusteella sen sijaan, että niitä olisi käsiteltävä keskenään vaihdettavissa olevina prosesseina.

In-Nittaus: Progressiivinen meistinhallinta korkealla tuotantonopeudella

In-niitaus yhdistää koskettimien syöttämisen, kannattimen paikantamisen, lävistyksen, muotoilun ja tarkastuksen valvottuun tuotantojaksoon. Prosessi voi vähentää käsittelyn vaihtelua, koska kosketuskohta määritetään meisto- tai muotoilutyökalussa.

Keskeisiä ohjausmuuttujia ovat:

• Syöttövälin tarkkuus:tyypillisesti ohjataan piirustusvaatimuksen mukaan
• Niitin varren halkaisija:yleensä säädellään ±0,02–0,05 mm:n sisällä
• Die välys:määritellään materiaalin paksuuden ja kovuuden mukaan
• Muodostava isku:ohjataan ali--- tai yli{1}}muovauksen estämiseksi
• Niitin pään korkeus:mitataan optisella tai lasertarkastuksella
• Yhteyskeskuksen sijainti:varmistettu kantoaaltodataa vastaan
• Työkalujen kuluminen:seurataan ulottuvuuksien poikkeaman ja voiman allekirjoitusten avulla

Suurin tekninen etu ei ole pelkkä nopeus. Se on paikkavaihtelun vähentäminen meistetun kantolaitteen ja kontaktielementin välillä.

Resistanssihitsaus: virta-, voima- ja nugget-metallografia

Vastushitsauksen laatu riippuu hitsausvirran, jännitteen, elektrodin voiman, hitsausajan, kosketustilan, materiaalivastuksen ja elektrodin geometrian vuorovaikutuksesta.

Tuotannon validointia varten hitsausspesifikaatiossa tulee määritellä:

• Hitsausvirta tai energiaalue
• Elektrodin voima
• Hitsausaika
• Elektrodin geometria
• Pulssien lukumäärä
• Pidä aikaa
• Suurin sallittu karkotus
• Vähimmäishippu tai sidottu alue
• Tuhoava testitaajuus
• Metallografiset hyväksymiskriteerit

Silmämääräisen tarkastuksen läpäisevä hitsi voi silti sisältää riittämätöntä sulamista tai liiallista sisäistä tyhjiötä. Metallografinen leikkaus on siksi hyödyllinen prosessin validoinnin ja määräaikaisten auditointien aikana.

Ultraäänihitsaus: amplitudi, paine ja sidosalue

Ultraäänihitsaus synnyttää kitkaliikettä rajapinnassa kontrolloidussa paineessa. Sähkökomponenttien prosessiikkuna riippuu materiaalin kovuudesta, pinnan kunnosta, kosketusgeometriasta, tärinän amplitudista, hitsausajasta ja käytetystä voimasta.

Toisin kuin vastushitsaus, ultraäänihitsaus ei perustu ensisijaisesti paikalliseen sähkövastuslämmitykseen. Tämä muuttaa ympäröivän komponentin lämpöaltistusta.

Prosessin hyväksynnän tulee korreloida:

Ohuille kupari-, hopea- tai kupari{0}}seoskomponenteille liiallinen ultraäänienergia voi aiheuttaa paikallista ohenemista, pinnan muodonmuutoksia tai halkeamia. Nämä vaikutukset tulee tarkistaa tuhoavalla poikkileikkaus-analyysillä.

Pätevä hopeakontaktikokoonpanon toimittaja ei saa vapauttaa tuotantoeriä pelkästään kosmeettisen tarkastuksen perusteella. Mekaaniset, sähköiset, metallurgiset ja mittaominaisuudet on yhdistettävä dokumentoidun ohjaussuunnitelman avulla.

Leikkauslujuus: määritelty kuorman suunta ja vikatila

Leikkaustestauksen tulee määrittää kiinnikkeen geometria, kuormitussuunta, poikkipään nopeus, tuen kunto, näytteen suunta ja vikaluokitus.

Asiakas voi asettaa vaatimuksen, kuten leikkauslujuus Suurempi tai yhtä suuri kuin 150 MPa, mutta tätä arvoa ei tule siirtää eri liitosgeometrioiden välillä ilman teknistä validointia.

Vikatila on yhtä tärkeä:

Tuhoavaa pätevyyttä varten murtuman sijainti tulee tallentaa yhdessä huippuvoiman kanssa.

Metallografinen poikki-leikkaus: tyhjä, halkeama ja bond-aluetarkastus

Metallografia on erityisen hyödyllinen mittavirheen erottamisessa metallurgisesta viasta.

Poikkileikkaus{0}}voi paljastaa:

• Hopea{0}}kerroksen paksuus
• Ota yhteyttä-operaattorin-käyttöliittymään
• Intermetalliset tai diffuusioalueet tarvittaessa
• Hitsauskimpaleen mitat
• Sisäiset tyhjiöt
• Halkeamia
• Delaminaatio
• Materiaalivirta kylmäsuunnan jälkeen
• Leimaus{0}}muodonmuutos
• Paikallinen harvennus
• Pinnoitteen käyttöliittymän kunto

Edustava näytteen valmistusmenettely voi sisältää leikkausta, kiinnitystä, hiontaa, kiillotusta, etsausta tarvittaessa, optista mikroskopiaa ja kuvadokumentaatiota.

hopea

Hopea{0}}kerroksen paksuus tulee mitata koskettimen rakenteen mukaan.

Pinnoitetuille osille XRF voi tarjota nopean -tuhottoman seulonnan, kun taas metallografinen poikkileikkaus{1}}analyysi tarjoaa suoran fyysisen mittauksen.

Bimetallikoskettimessa hopean paksuus on osa kontaktimateriaalin geometriaa tavanomaisen galvanoidun pinnoitteen sijaan. Tarkastusmenetelmän on siksi vastattava rakennetta.

Toimittajan laatueritelmän tulee yksilöidä:

• Hopeaseos luokka
• Hopeakerroksen paksuus tai tilavuus
• Kuparisubstraattilaatu
• Käyttöliittymän kunto
• Mitattoleranssi
• Mittausmenetelmä
• Näytteenottotaajuus
• Erän tunnistus

Ilmaus "hopeakosketus" ei yksinään määrittele hopeapitoisuutta, seoksen koostumusta, kerroksen paksuutta tai sähkökäyttöä.

Korroosio- ja ympäristötestaus: ASTM B117 ja IEC 60947

ASTM B117:n mukaista suola{0}sumutetestausta voidaan käyttää sopivien pinnoitettujen tai paljaiden metalliosien korroosionkestävyyden arvioimiseen. ASTM B117 -altistustuloksia ei kuitenkaan pitäisi automaattisesti tulkita suoriksi kenttä{5}elämän ennusteiksi.

Pienjännitteisten kytkinlaitteiden IEC 60947 -vaatimukset tulee ottaa huomioon yhdessä todellisen laiteluokan, sähkökuormituksen, käyttöympäristön, lämpötilan, kosteuden ja mekaanisen käytön kanssa.

Automatisointi parantaa laadunvalvontaa, kun mittaustiedot liitetään prosessimuuttujiin. Puuttuvan koskettimen havaitseva kamera on hyödyllinen, mutta tuotantojärjestelmä, joka pystyy korreloimaan koskettimen asennon, niitin korkeuden, muovausvoiman, hitsausvirran, vastuksen ja erän jäljitettävyyden, tarjoaa paljon vahvemman prosessinhallinnan.

Näkötarkastus: ±0,005 mm Mittojen tarkistus

Korkean{0}}resoluution optista tarkastusta voidaan käyttää kriittisissä geometrisissä ominaisuuksissa, joissa tuotepiirustus sallii optisen mittauksen.

Tyypillisiä tarkastuskohteita ovat:

• Ota yhteyttä
• Kontaktisuuntaus
• Niitin pään halkaisija
• Niitin pään korkeus
• Yhteyskeskuksen sijainti
• Operaattorin profiili
• Burrs
• Pinnan saastuminen
• Puuttuvat tai kaksinkertaiset{0}}komponentit
• Leimaus muodonmuutos

Ilmoitettu toleranssi, kuten ±0,005 mm, on aina liitettävä todelliseen piirustuksen perusrakenteeseen ja mittausjärjestelmän suorituskykyyn. Sitä ei pitäisi esittää yleistoleranssina jokaiselle leimatulle kosketinkokoonpanolle.

Inline sähkötestaus: Kosketinvastus mΩ

Sähkövastuksen testaus voi tunnistaa prosessin ajautumisen, jota ei voida nähdä optisella tarkastuksella.

Hallitun mittausjärjestelmän tulee määrittää:

• Testaa virta
• Jännitteen mittaus
• Anturin voima
• Anturin sijainti
• Stabilointiaika
• Lämpötila
• Hyväksytty/hylätty kynnys
• Mittauksen toistettavuus

Esimerkiksi, jos asiakkaan spesifikaatio edellyttää kosketusresistanssia pienempi tai yhtä suuri kuin 1 mΩ, mittauslaitteen ja testivirran on kyettävä ratkaisemaan tämä arvo riittävällä toistettavuudella.

Kosketusresistanssia tulee seurata tilastollisesti eikä vain lopputarkastuksessa.

SPC ja IATF 16949: Prosessikyky ennen erän julkaisua

Autoihin tai sähköautoihin{0}} liittyvissä sovelluksissa prosessikykytutkimuksia voidaan soveltaa kriittisiin mittoihin ja liitosparametreihin.

Tyypillisiä tilastollisia kontrolleja ovat:

• Cp/Cpk-analyysi
• X-bar/R tai sopivat kontrollikaaviot
• Ensimmäisen-kappaleen hyväksyntä
• Työkalu{0}}elämänvalvonta
• Mittaus{0}}järjestelmäanalyysi
• Erän jäljitettävyys
• Vaatimustenvastainen{0}}tuotteiden erottelu
• Korjaustoimenpiteet{0}}

IATF 16949 tarjoaa laatu{1}}hallintakehyksen, jota autoteollisuuden toimitusketjut käyttävät yleisesti. Asiakaskohtaiset-vaatimukset ovat edelleen välttämättömiä, koska hallintajärjestelmän-standardin mukainen sertifiointi ei aseta teknisiä hyväksymisrajoja tietylle hopeakontaktikokoonpanolle.

Automaattinen vikojen vähentäminen: prosessipalaute lopullisen lajittelun sijaan

Automaatio vähentää vikojen karkaamista tehokkaimmin, kun tarkastustulokset palaavat muovaus- tai liitosprosessiin.

Tyypillinen suljetun{0}}silmukan sarja on:

Materiaalierän tunnistus → syöttö → leimaus → koskettimien sijoitus → niittaus/hitsaus → mittatarkastus → sähkötarkastus → tiedonkeruu → SPC-analyysi → prosessin säätö

Tämän lähestymistavan avulla tuotantoinsinöörit voivat tunnistaa ajautumisen ennen kuin suuri määrä kokoonpanoja saavuttaa lopputarkastuksen.

Suuren{0}}volyymin tuotantoa varten tarkastustiheys voidaan jakaa seuraavasti:

Mikä on minimileikkauslujuusvaatimus automaattisille hopeakosketusniittauskokoonpanoille?

Automaattisten hopeakoskettimien niittauskokoonpanojen on kestettävä vähintään 150 MPa leikkauslujuus, jotta estetään mekaaninen irtoaminen jatkuvassa suurtaajuisessa sähkömagneettisessa aktivoinnissa releissä ja katkaisimissa.

Kuinka Xiamen Apollo Electric Co., Ltd varmistaa hopeakontaktikomponenttien materiaalin jäljitettävyyden?

Materiaalin jäljitettävyyttä ylläpidetään tiukoilla IATF 16949 -erävalvontaprotokollalla, jotka yhdistävät raaka-ainetehtaan testitodistukset (AgSnO2:n, AgCdO:n tai AgNin spektrikemiallinen koostumusanalyysi) suoraan lasersyövytettyihin eränumeroihin lopullisessa pakkauksessa.

Mikä on mittatilaustyönä suunniteltujen kontaktihitsauskokoonpanojen vakionäytteiden läpimenoaika?

Räätälöityjen bimetalliniittien, leimattujen terien ja hitsattujen kosketinkokoonpanojen vakioprototyyppien ja näytteiden valmistus vaatii tyypillisesti 10–15 arkipäivää, ja niiden tukena ovat täydelliset mittatarkastusraportit ja materiaalin poikkileikkausmikrokuvat.

Uudelle tai korvaavalle hopeakontaktihitsauskokoonpanolle taisisään-niitattava sähkökosketin, anna 2D-piirustus, 3D-malli, kosketinmateriaali, alustamateriaali, sähkökuorma, kohteen kosketinresistanssi, liitoksen-lujuusvaatimus, vuositilavuus ja sovellettava IEC 60947 -standardi tai asiakkaan spesifikaatio. Suunnittelutarkistus voi sitten määrittää liitosprosessin, tarkastussuunnitelman, työkaluvaatimukset ja tuotannon{5}ohjausparametrit ennen tarjouksen tekemistä.