Un connettore che richiede 42 N per accoppiarsi e uno che richiede 68 N possono entrambi essere elettricamente funzionanti. Meccanicamente, però, non sono lo stesso prodotto.
Prima di decidere se uno dei due risultati sia accettabile, ci sono domande che richiedono risposte: Cosa è stato esattamente associato? A che velocità? E rispetto a quale requisito di prodotto?
Questo è il ruolo pratico di EIA-364-13.
EIA-364-13E, Procedura di test di fuocola e di separazione per connettori e prese elettriche, fornisce un metodo per determinare le forze necessarie per accoppiare e disunire connettori elettrici, prese e dispositivi di accoppiamento specifici. Salvo diversa specificazione del documento di riferimento, si applica il Metodo A.
Una distinzione conta fin dall'inizio:
EIA-364-13 definisce il metodo di test. Non fornisce a ogni connettore la forza accettabile di accoppiamento o di separazione.
Il connettore, il prodotto o la specifica del cliente possono ancora definire la velocità di test, la configurazione del campione, la condizione del latch, i limiti di forza e altri requisiti.
È proprio questa distinzione che inizia un utile test EIA-364-13.
Cosa misura effettivamente EIA-364-13
Nella sua versione più semplice, un test di accoppiamento misura la forza necessaria per portare l'interfaccia del connettore specificata nella sua condizione di accoppiamento. Il test di separazione misura la forza necessaria per separarli di nuovo.
Sembra semplice finché il connettore non raggiunge il punto di luce.
Un assemblaggio reale può avere due contatti o quaranta. Può includere perni guida, caratteristiche di polarizzazione, guarnizioni, un chiavistello, un montaggio per PCB o un fascicolo di cavi. Alcune specifiche valutano la coppia effettiva di connettori; altri richiedono un calibro definito o un dispositivo di accoppiamento.
Tutto di questi dettagli possono cambiare ciò che la cella di carico vede.
Per la forza di accoppiamento, un valore inaspettatamente alto può portare un ingegnere a indagare interferenze dimensionali, carichi di contatto, allineamento, attrito dell'alloggiamento o altre condizioni meccaniche. Una forza di separazione inaspettatamente bassa può giustificare il controllo della ritenzione dell'interfaccia, dell'usura dei contatti, della variazione dimensionale o dei cambiamenti dopo cicli di accoppiamento ripetuti.
Nessuno dei due valori dovrebbe essere interpretato senza considerare la specifica effettiva del connettore.
Metodo A vs Metodo B: Definire cosa viene accoppiato
L'ambito EIA-364-13 accoppia connettori sia connettori o prese usate con misuratori o dispositivi specifici. Il metodo A è utilizzato a meno che il documento di riferimento non specifichi diversamente.
Dal punto di vista dell'ingegneria dei test, la domanda utile è semplice:
Qual è l'interfaccia di accoppiamento specificata per questo test?
Con un vero e proprio assemblaggio di incastramento, il dispositivo deve riprodurre la relazione desiderata tra i due componenti. Quando viene specificato un manometro controllato o un dispositivo di accoppiamento, il dispositivo deve invece mantenere quell'interfaccia definita correttamente e in modo ripetuto.
Non selezionare una configurazione solo perché è più facile da fissare. Controlla prima lo standard controllato e la specifica del prodotto di riferimento.
| Considerazione del test | Attuale Assemblaggio di Accoppiamento | Calibro / Dispositivo specificato |
|---|---|---|
| Cosa viene valutato? | Coppia di connettori prevista | Interfaccia contro una geometria di accoppiamento definita |
| Fissazione mantiene | Entrambi i componenti di accoppiamento | Connettore/presa e dispositivo specificato |
| Preoccupazione sull'allineamento | Assi di accoppiamento di entrambi i componenti | Asse dispositivo-interfaccia |
| Sorgente della condizione del test | Riferimento alla specifica | Specifica di riferimento |
La differenza diventa importante quando si confrontano i risultati di laboratori diversi. Un valore di forza è significativamente comparabile solo quando anche la configurazione di accoppiamento sottostante è comparabile.
Definisci il connettore prima di definire le impostazioni della macchina
Uno dei modi più semplici per produrre dati di forza di connettore incoerenti è iniziare a programmare il tester prima che la condizione del campione sia stata definita.
Per un test ripetibile, registra la coppia o il calibro del connettore, la popolazione di contatti, l'orientamento e la cronologia del campione. Nota se l'insieme è collegato a una PCB, cavo o alloggiamento e se questi componenti influenzano il modo in cui può essere fissato.
Poi guarda il sistema di chiusura.
La chiusura fa parte della misurazione?
Non necessariamente.
Ad esempio, una specifica di prodotto TE Connectivity pubblicata che fa riferimento a EIA-364-13 specifica misurazioni di accoppiamento e separazione con i latch disinnessi. Definisce inoltre limiti di forza specifici per prodotto e una velocità massima di test. Queste condizioni appartengono alla specifica di quel connettore; non sono requisiti universali EIA-364-13.
Altre famiglie di connettori possono gestire le caratteristiche di bloccaggio in modo diverso.
Prima di testare, rispondi a una domanda apparentemente semplice:
Stai misurando l'interfaccia di accoppiamento, o l'azione meccanica completa inclusa la chiusura?
Se questa condizione cambia tra un test e l'altro, i risultati potrebbero non descrivere più lo stesso evento meccanico.
Il design degli apparecchi conta più di quanto sembri
Un tester di forza conosce solo il carico trasmesso attraverso il suo asse di misura. Non può capire se quel carico provenga dai contatti, dall'alloggiamento del connettore o da un quadro di luce difettoso.
Considera due metà di connettore che dovrebbero accoppiarsi sulla stessa linea centrale.
Se uno è montato con un leggero angolo, la macchina può comunque spingerli insieme. La forza misurata, tuttavia, può ora includere carichi laterali, attrito tra le caratteristiche guida, interferenze e deformazioni causate dall'impianto stesso.
Un picco di forza causato da disallineamento è comunque una lettura reale della cella di carico. Non è necessariamente il comportamento del connettore che intendevi misurare.
Questo diventa particolarmente importante con connettori ad alta densità e multi-pin, dove diversi contatti e superfici guida possono incastrarsi in una breve distanza di percorso.
Rigido o auto-allineante?
Un quadro rigido può funzionare bene quando la geometria del connettore e l'asse di accoppiamento sono controllati con precisione. Fornisce un riferimento stabile e ripetibile.
Ma una maggiore rigidità non è automaticamente migliore.
Se due metà rigide del luminatore sono leggermente disallineate, la macchina può costringere il connettore a compensare un errore di configurazione che non esisterebbe nell'assemblaggio normale.
Una disposizione fluttuante o auto-allineante può essere utile quando richiesto dalla specifica applicabile o quando è richiesta una libertà limitata per riprodurre il comportamento di accoppiamento previsto dal connettore.
Non esiste una regola universale che ogni lampadario debba fluttuare o che ogni lampadario debba essere rigido. L'approccio corretto dipende dal connettore e dalla condizione di prova specificata.
Un controllo utile prima di raccogliere i dati di produzione è eseguire diversi cicli di prova a bassa velocità e osservare il campione. Se il connettore si sposta, piega, si torce o si allinea visibilmente durante l'ingaggio, si verifica la configurazione prima di considerare la curva di forza risultante come dati di base.
C'è un errore ricorrente nei test dei connettori: qualcuno trova una velocità di test in un vecchio report o in un altro datasheet del connettore e la tratta come la velocità EIA-364-13 per ogni prodotto. Le specifiche pubblicate dei connettori mostrano perché questo approccio è inaffidabile. One Molex specifica che fa riferimento all'EIA-364-13 utilizza 25 ± 3 mm/min e definisce la forza di accoppiamento al massimo 39,2 N e la forza di disincastramento al minimo 2,45 N. Un'altra specifica Molex utilizza 25 ± 6 mm/min ed esprime i requisiti di forza per circuito. L'esempio TE menzionato prima utilizza una velocità massima di Mettendo questi esempi affiancati e il punto diventa chiaro: Questi sono esempi di requisiti specifici del prodotto, non valori da copiare in un nuovo piano di test. La regola pratica è: Non selezionare limiti di velocità di test o forzare solo dal numero EIA-364-13. Controlla la specifica che invoca il metodo. Una volta che il requisito è chiaro, la sequenza di laboratorio è relativamente semplice. Inizia identificando l'edizione controllata EIA-364-13 e la specifica del prodotto o del cliente che la invoca. Annotare la configurazione di accoppiamento richiesta, la velocità, la condizione del campione, lo stato di blocco e i criteri di accettazione. Poi, prepara il connettore nelle condizioni richieste. Un connettore di produzione completamente popolato e un campione ingegneristico parzialmente popolato possono produrre forze molto diverse. Lo stesso vale per un nuovo esemplare rispetto a uno che ha già subito cicli di accoppiamento ripetuti. Monta il campione e stabilisci l'asse di accoppiamento. Prima di raccogliere dati, verifica che il connettore possa completare il percorso richiesto senza che il quadro di luce entri in contatto con la carcassa, il cavo, la PCB o la struttura della macchina. Eseguire il colpo di accoppiamento alla velocità specificata e registrare la risposta alla forza durante il percorso richiesto. Dalla condizione completamente accoppiata, eseguire il colpo di separazione nelle condizioni richieste. Infine, confronta i valori misurati con il requisito applicabile. Per il lavoro di sviluppo, conservare i dati completi sul spostamento della forza è utile anche quando il criterio formale di accettazione richiede solo una forza massima o minima. Questi termini a volte vengono mescolati perché tutti coinvolgono la spinta o la tiratura dei componenti del connettore. Non rispondono alla stessa domanda ingegneristica. La forza di separazione descrive la resistenza mentre queste interfacce si separano. La forza di ritenzione terminale riguarda la capacità di un singolo terminale o contatto di rimanere trattenuto nel suo alloggiamento. Una specifica di connettore può contenere diversi di questi requisiti affiancati. La documentazione pubblicata dei connettori, ad esempio, può fare riferimento a EIA-364-13 per il test di mate/unmate mentre assegna la ritenzione del terminal a una procedura di test separata. Hardware simile per la misurazione della forza può essere adattabile a più di uno di questi test, ma il dispositivo, il campione e l'interpretazione sono diversi. Questa distinzione è particolarmente utile nella preparazione di una RFQ. "Forza di trazione del connettore" da sola non è sufficiente per definire il test. Supponiamo che due connettori raggiungano entrambi una forza di accoppiamento massima di 48 N. Se quello è l'unico risultato memorizzato, appaiono identici. Ora guarda le curve forza-spostamento complete. Il primo connettore si solleva dolcemente mentre i contatti si attivano e raggiunge il picco vicino alla posizione prevista. Il secondo mostra un picco netto di 48 N a metà viaggio, si ritrae e poi continua l'accoppiamento. Questi sono comportamenti meccanici molto diversi. Una traccia forza-spostamento aiuta a mostrare Una curva relativamente liscia può mostrare un ingaggio graduale seguito dal picco principale di accoppiamento e dal completamento della corsa. Un picco precoce e netto può giustificare il controllo dell'allineamento, delle caratteristiche guida, delle interferenze dell'alloggiamento o di un evento di contatto inaspettatamente precoce. Una ripida salita verso la fine della corsa può giustificare il controllo di fondo di copertura, innestazione del chiavistello, interferenze dimensionali o contatto con i dispositivi di intersecco. Questi sono indizi diagnostici, non diagnosi automatiche. La stessa forma di curva può avere più di una causa. Ecco perché la curva è più utile quando combinata con l'ispezione del campione e la conoscenza della geometria del connettore. Consideriamo un ipotetico connettore a 24 posizioni. I seguenti valori sono usati solo per dimostrare Inizia con la capacità di forza. Un picco atteso di 70 N è approssimativamente Una configurazione da 5 kgf non può coprire quel picco atteso e può quindi essere eliminata. Un intervallo di 10 kgf copre nominalmente 70 N, ma lascia un margine di testa limitato. Se la variazione del campione o un campione anomalo può superare il valore atteso, ciò deve essere considerato. Una configurazione da 20 kgf offre capacità sostanzialmente maggiore. Se sia la scelta migliore dipende dalla specifica effettiva del sensore, dalla risoluzione di misura richiesta, dal margine di sovraccarico e dalla variazione attesa. Il punto non è che Si tratta che l'intervallo di forze dovrebbe essere selezionato dall'inviluppo di test effettivo invece di ricorrere alla capacità massima disponibile della macchina. Poi arriva il viaggio. Un movimento richiesto da 32 mm è comodo all'interno di un sistema che fornisce 150 mm di corsa di prova. La velocità richiesta di 25 mm/min è anch'essa all'interno di un tester progettato per il movimento controllato a bassa velocità. A questo punto, il dispositivo potrebbe essere la parte più specifica dell'applicazione della configurazione. Un connettore a 24 posizioni può generare un carico laterale sostanziale se le sue metà di accoppiamento sono tenute fuori asse. I disegni dei connettori—o preferibilmente un campione fisico per geometrie insolite—aiutano a definire il dispositivo prima della produzione. La specifica dell'equipaggiamento risultante può ora essere scritta molto più chiaramente: Questa è una specifica d'acquisto migliore che richiedere semplicemente un "tester connettore da 100 kgf." Quando i risultati ripetuti sono incoerenti, la cella di carico non è sempre la prima cosa da incolpare. La posizione del dispositivo cambia tra i campioni. Un connettore che si appoggia a una superficie di riferimento diversa ogni volta non viene testato nelle stesse condizioni meccaniche. La velocità di test derivava da una specifica sbagliata. Una velocità utilizzata per una precedente famiglia di connettori è stata copiata nel nuovo programma senza verificare il requisito applicabile. La storia del connettore è sconosciuta. Un nuovo esemplare viene confrontato con uno che è già stato accoppiato ripetutamente. L'intervallo di forza selezionato è inutilmente ampio. La capacità massima della macchina e il range di misura più appropriato non sono la stessa domanda. Questi sono problemi di configurazione ordinari, ma possono rendere difficile confrontare dati di forza altrimenti validi. Un'abitudine utile in laboratorio è salvare le informazioni di configurazione insieme al risultato numerico. Un valore di forza senza la sua configurazione è molto meno utile sei mesi dopo. Il tester di forza del connettore destro non è semplicemente quello con la maggiore capacità di carico. Inizia con i carichi di accoppiamento e separazione previsti e seleziona un intervallo di forza che li copra con il giusto headroom. Considera la risoluzione di misura necessaria per l'applicazione invece di selezionare la capacità massima di default. Successivamente, conferma velocità e corsa. La macchina necessita di abbastanza movimento utilizzabile per il test completo, non solo della lunghezza nominale di ingaggio del connettore. La geometria del dispositivo e la posizione di avvicinamento possono richiedere corsa aggiuntiva. Anche lo spazio di lavoro conta. Un piccolo connettore montato su una PCB o collegato a un assemblaggio cavi può richiedere un spazio di illuminazione considerevolmente maggiore rispetto alle dimensioni della sua alloggiata. Infine, decidi quali dati il test deve producire. Per un controllo di accettazione semplice, il valore di picco di accoppiamento o disaccoppiamento applicabile può essere sufficiente. Per il confronto ingegneristico, la valutazione dei fornitori o l'analisi dei guasti, i dati sincronizzati di forze e spostamenti forniscono un contesto molto più ampio. Il ITM-LAB RS-6600A Connection Insertion & Extraction Force Tester è progettato per misurazioni controllate di incastramento, separazione e relative forze di connettore. Le capacità di forza disponibili di 5, 10, 20, 50 e 100 kgf permettono di selezionare l'intervallo di misurazione intorno all'applicazione invece di utilizzare una sola capacità per ogni connettore. Il sistema fornisce una corsa di test 0–150 mm e configurazioni con velocità di test di 0,01–300 mm/min o 0,01–600 mm/min. Un servomotore Panasonic controlla il movimento di prova mentre il sistema registra la forza insieme allo spostamento. Il quadro di illuminazione finale dovrebbe essere selezionato o progettato in base alla geometria effettiva del connettore, alla direzione di accoppiamento e alle condizioni di test richieste. Per una nuova applicazione, i disegni e le foto dei connettori sono solitamente più utili del solo nome del connettore. Per una coppia di connettori standard, la selezione del quadro può essere semplice. Per una case insolita, un assemblaggio montato su PCB o un connettore multi-pin, un po' di informazioni applicative fa risparmiare molti tira e molla. Le informazioni utili includono: Produttore del connettore / numero di parte · Disegni di presa e connettore · Dimensioni complessive · Conteggio dei contatti · Forza attesa di accoppiamento e disaccoppiamento · Velocità richiesta · Movimento richiesto · Condizioni della serratura · EIA-364-13 / specifiche del prodotto applicabile · Output richiesto · Foto o campioni del connettore Per un apparecchio personalizzato, un disegno dimensionale è particolarmente utile. Un campione fisico può essere preferibile per geometrie complesse. L'obiettivo è definire il percorso effettivo di carico prima che il dispositivo venga prodotto. Non come valore universale unico per tutti i connettori. EIA-364-13 fornisce il metodo di prova della forza di accoppiamento e separazione; Il connettore, il prodotto o la specifica del cliente applicabile determina i limiti di accettazione rilevanti. Le specifiche pubblicate dei connettori che fanno riferimento a EIA-364-13 utilizzano limiti diversi per interfacce diverse. Usa la velocità richiesta dal test e dalla specifica di riferimento del prodotto applicabile invece di copiare una velocità da un altro connettore. Le specifiche di prodotto pubblicate che fanno riferimento a EIA-364-13 dimostrano che diverse famiglie di connettori possono utilizzare velocità di test sostanzialmente diverse. Solo se questa è la configurazione di test richiesta. Alcune specifiche pubblicate richiedono esplicitamente misurazioni di accoppiamento e disaccoppiamento con la chiusura disattivata. Controlla sempre il connettore applicabile o le specifiche del cliente. N. Le forze di accoppiamento e di separazione descrivono l'interazione tra interfacce di connettore di accoppiamento. La ritenzione terminale valuta quanto bene un contatto individuale rimane trattenuto nel suo alloggiamento del connettore. Si tratta di test meccanici separati e possono utilizzare procedure e dispositivi differenti. Inizia con la forza massima di prova attesa, poi considera la variazione del campione, lo spazio richiesto, la risoluzione della misurazione e la specifica effettiva del sensore. Selezionare di default la capacità più alta disponibile non è necessariamente la strategia di misurazione migliore. EIA-364-13 fornisce agli ingegneri dei connettori un metodo comune per la misurazione delle forze di accoppiamento e separazione. Non elimina la necessità di comprendere il connettore testato. Prima che il primo campione entri nel fascicolo, dovresti sapere cosa viene accoppiato, se il chiusura è inclusa, quale velocità si applica, quale requisito di forza, come saranno allineati gli assi di accoppiamento e se serve solo un valore di picco o la risposta completa di spostamento della forza. Una volta risolte queste domande, la selezione dell'attrezzatura diventa molto più semplice. Per il ITM-lab RS-6600A, il sistema di test può quindi essere configurato attorno alla range di forza, velocità di test, corsa, fissaggio e output dati, piuttosto che solo in base alla capacità della macchina.
Velocità di test: Segui la specifica di riferimento
Esempio pubblicato
Velocità di test
Requisito di accoppiamento
Requisito di separazione
Connector A
25 ± 3 mm/min
39.2 N max
2.45 N min
Connector B
25 ± 6 mm/min
Specifico prodotto / per circuito
Specifico prodotto / per circuito
Connector C
≤12,7 mm/min
9.8 N/contact max
0.9 N/contact min
Connector D
100 mm/min
Specifico prodotto
Specifico prodotto
Un Workflow Pratico di Test EIA-364-13
La forza di accoppiamento non è forza di ritenzione terminale
Test
Cosa si muove?
Cosa Valuta
Forza di accoppiamento
La coppia di connettori si muove insieme
Resistenza meccanica durante l'accoppiamento
Forza di separazione
La coppia di connettori si separa
Resistenza meccanica durante la separazione
Ritenzione terminale
Terminale viene estratto dall'alloggio
Ritenzione del contatto con l'alloggio
Crimp pull
Filo viene estratto dal terminale
Integrità della crimp filo-terminale
Il numero di picco è solo una parte della storia
Esempio funzionato: Configurazione di un test di accoppiamento del connettore
Requisito
Esempio
Forza di accoppiamento massima attesa
Circa 70 N
Velocità del test
25 mm/min
Movimento richiesto
32 mm
Direzione del test
Accoppiamento + separazione
Latch
Disimpegnato
Output richiesto
Forza di picco + curva di spostamento
Dove il Connector Force Data Fallisce
Selezione dell'attrezzatura per il test EIA-364-13
RS-6600A per il test di accoppiamento e separazione dei connettori
Parameter
RS-6600A
Forza capacità
5 / 10 / 20 / 50 / 100 kgf
Stroke di test
0–150 mm
Velocità del test
0,01–300 oppure 0,01–600 mm/min
Displacement resolution
0,001 mm
Force unità
N, kN, gf, kgf, lb
Accuratezza dell'attrezzatura
Level 0.5
Drive system
Motore servo Panasonic
Fix
Configurabile per la geometria del connettore
Cosa inviare quando si richiede un sistema di test forzato del connettore
Domande frequenti
EIA-364-13 specifica il limite della forza di accoppiamento?
Quale velocità dovrei usare per un test EIA-364-13?
Deve essere attivo il chiavistello del connettore durante il test?
La forza di accoppiamento è la stessa della forza di ritenzione terminale?
Quale range di celle di carico dovrei usare per il test della forza del connettore?
un numero standard non è un piano di test completo
