Iwweldjar ultrasoniku vs Iwweldjar ta 'reżistenza għal Assemblaġġi ta' Kuntatt Elettriku u Busbars

L-iwweldjar ultrasoniku jingħaqad ma 'metalli konduttivi permezz ta' vibrazzjoni mekkanika ta '-frekwenza għolja b'tisħin bl-ingrossa limitat, filwaqt li l-iwweldjar tar-reżistenza jiġġenera żona ta' fużjoni lokalizzata permezz ta 'kurrent elettriku u reżistenza tal-kuntatt. Għal assemblaġġi ta 'kuntatt elettriku u busbars, l-għażla tiddependi fuq il-kombinazzjoni tal-materjal, il-ħxuna tas-sezzjoni, l-espożizzjoni termali permissibbli, is-saħħa ta' shear meħtieġa, u r-reżistenza elettrika tal-ġonta lesta.

 

Id-deċiżjoni tal-inġinerija mhix sempliċement "liema proċess tal-iwweldjar huwa aktar b'saħħtu." Il-ġonta għandha żżomm reżistenza elettrika baxxa, saħħa mekkanika kkontrollata, twaħħil metallurġiku stabbli, preċiżjoni dimensjonali, u kwalità ta 'produzzjoni ripetibbli wara l-ittimbrar u l-assemblaġġ.

 

 

 

Twaħħil ta'-Temperatura Baxxa għal Assemblaġġi ta' Kuntatt AgSnO₂{-Cu

L-iwweldjar ultrasoniku huwa partikolarment applikabbli meta l-kuntatt elettriku jkun fih liga tal-fidda u s-sottostrat huwa ram. Assemblaġġ tal-iwweldjar b'kuntatt ultrasoniku jista 'joħloq bond-stat solidu mingħajr ma jeħtieġ li l-interface tal-ġonta kollha tilħaq it-temperatura tat-tidwib tal-materjali bażi.

 

Applikazzjonijiet tipiċi jinkludu:

AgSnO₂-Cu assemblaġġi ta' kuntatt li jeħtieġu espożizzjoni termika limitata għal-liga tal-fidda.
Cu-Konnessjonijiet tal-wajer mmaljati Cu fejn id-deformazzjoni tal-ħbula trid tibqa' kkontrollata.
Folji irqaq tar-ram, munzelli tal-fojl, terminali, u kondutturi flessibbli.
Konnessjonijiet tal-batterija u tal-enerġija-elettronika fejn sħana eċċessiva tista' tagħmel ħsara lill-insulazzjoni ta' ħdejn xulxin.
Pontijiet ta 'kuntatt elettriċi li jeħtieġu reżistenza ta' kuntatt konsistenti wara li jingħaqdu.

Il-mekkaniżmu tal-iwweldjar jgħaqqad il-pressjoni kkontrollata tal-ikklampjar mal-vibrazzjoni ultrasonika. L-ossidi tal-wiċċ u l-kontaminanti huma mfixkla fl-interface, filwaqt li d-deformazzjoni tal-plastik lokalizzata żżid iż-żona ta 'kuntatt metalliku reali.

Għall-kwalifika tal-produzzjoni, il-varjabbli kritiċi mhumiex limitati għall-frekwenza ultrasonika. L-amplitudni tal-iwweldjar, il-forza tal-weldjatura, l-enerġija, il-ħin taċ-ċiklu, l-ebusija tal-materjal, iż-żona ta 'koinċidenza, u l-kundizzjoni tal-wiċċ għandhom jiġu kkontrollati bħala tieqa tal-proċess.

 

AgSnO₂-Varjabbli Konġunt tar-Ram

Varjabbli	Konsiderazzjoni ta' inġinerija	Fokus tipiku ta 'kwalità
Materjal ta' kuntatt AgSnO₂	Liga ta' kuntatt elettriku ta'-landa-ossidu	Evita degradazzjoni termali eċċessiva
Substrat tar-ram	C1100 / ram ta'-konduttività għolja	Żomm il-konduttività u l-istabbiltà dimensjonali
Ħxuna tal-ġogi	Folja-rqiqa u strutturi f'saffi	Tipprevjeni deformazzjoni eċċessiva
Forza tal-weldjatura	Jiddetermina l-pressjoni tal-interface	Twaħħil stabbli mingħajr tgħaffiġ
Amplitudità ultrasonika	Jikkontrolla l-frizzjoni u d-deformazzjoni tal-interface	Evita l-iwweldjar iżżejjed
Enerġija tal-weldjatura	Jikkorrelata mal-konsistenza tat-twaħħil	Stabbilixxi tieqa tal-proċess permezz tad-DOE
Reżistenza elettrika	Jindika l-{0}}kwalità tal-mogħdija attwali	100% jew verifika tar-reżistenza bbażata fuq il-kampjunar-
Forza ta 'shear	Jindika l-integrità mekkanika	Korrela data tat-test distruttiv mal-parametri tal-weldjatura

 

 

 

L-iwweldjar tar-reżistenza juża kurrent elettriku li jgħaddi mill-biċċiet tax-xogħol biex jiġġenera tisħin Joule lokalizzat. Is-sħana ġġenerata fl-interface hija bejn wieħed u ieħor relatata ma':

 

Q=I²Rt

 

fejn I hija l-kurrent tal-iwweldjar, R hija r-reżistenza elettrika, u t hija t-tul tal-kurrent.

Dan jagħmel il-forza tal-elettrodu, il-kurrent, il-ħin tal-weldjatura, ir-reżistenza tal-materjal u l-ġeometrija tal-kuntatt direttament rilevanti għall-formazzjoni tal-weldjatura.

Għal komponenti ttimbrati eħxen, l-iwweldjar fuq il-post tar-reżistenza jista 'jiġġenera żona ta' fużjoni definita b'penetrazzjoni akbar minn ħafna proċessi ta' tgħaqqid ta'-stat solidu. Dan jagħmilha adattata għal kuntatti tar-ram tal-iwweldjar fuq il-post tar-reżistenza, pontijiet elettriċi stampati, terminali, u komponenti konduttivi b'ħafna saffi.

 

Iwweldjar tar-Reżistenza tal-Komponenti tar-Ram C1100

Ir-ram jippreżenta sfida speċifika ta' reżistenza-iwweldjar minħabba li r-reżistenza elettrika tiegħu hija baxxa u l-konduttività termali tiegħu hija għolja. Għalhekk jista' jkun meħtieġ kurrent kbir biex jiġġenera biżżejjed sħana lokalizzata.

 

L-inġinerija tal-produzzjoni normalment tiffoka fuq:

Ġeometrija tal-elettrodu u żona ta 'kuntatt.
Stabbiltà tal-forza tal-elettrodu.
Ripetibbiltà tal-{0}}kurrent tal-iwweldjar.
Karatteristiċi attwali ta 'żieda u tnaqqis.
Ħxuna tal-folja u munzell-up.
Ossidazzjoni tal-wiċċ u kontaminazzjoni.
Ilbes tal-elettrodu.
Dijametru nugget u penetrazzjoni.
Reżistenza elettrika ta' wara-weldjatura.
Ittestjar distruttiv ta' shear jew qoxra.

 

Pont ta' kuntatt iwweldjat b'reżistenza-m'għandux ikun ikkwalifikat biss permezz ta' spezzjoni viżwali. Il-formazzjoni ta 'nugget, is-saħħa mekkanika, ir-reżistenza elettrika u l-mod ta' falliment jeħtieġ li jiġu korrelatati mat-tieqa tal-proċess tal-iwweldjar.

 

Itlob Evalwazzjoni u Kwotazzjoni tad-DFM B'xejn

 

 

C1100 Ram vs Materjali ta' Kuntatt AgSnO₂

Il-kombinazzjoni tal-materjal tiddetermina jekk l-input termali jew id-deformazzjoni mekkanika humiex ir-restrizzjoni dominanti tal-inġinerija.

 

Parametru	Iwweldjar ultrasoniku	Iwweldjar tar-reżistenza
Mekkaniżmu ta 'twaħħil primarju	Twaħħil mekkaniku ta' stat solidu-	Reżistenza-iġġenerat tisħin lokalizzat
Tidwib tal-materjal bl-ingrossa	Normalment evitat	Żona ta 'fużjoni komunement iffurmata
Sħana-żona affettwata	Relattivament limitat	L-ogħla temperatura aktar lokalizzata iżda ogħla
Folji irqaq tar-ram	Adattat ħafna	Adattat b'parametri ottimizzati
Braid tar-ram	Adattat ħafna	Aktar diffiċli għal -strutturi ta' fergħat fini
Ram oħxon ittimbrat	Applikazzjoni-dipendenti	Adattat tajjeb
Kuntatt AgSnO₂	Adattat fejn l-espożizzjoni termali trid tkun limitata	Possibbli b'input tas-sħana kkontrollat
Weld nugget	Mhux il-karatteristika primarja tal-kwalifika	Karatteristika tal-kwalità primarja tal-weldjatura-
Rekwiżit ta 'elettrodu	Sistema tal-qrun/inkwina	Elettrodi meħtieġa
Ilbes tal-elettrodu	L-ilbies tal-għodda jiddependi fuq il-materjal u l-amplitudni	Produzzjoni varjabbli sinifikanti
Validazzjoni tipika	Shear + reżistenza elettrika + metallografija	Nugget + shear/peel + reżistenza elettrika
Ottimizzazzjoni tal-proċess	Forza + amplitudni + enerġija + ħin	Kurrent + forza + ħin + ġeometrija tal-elettrodu

 

Ram-għal-Wajer Immaljat tar-Ram

Nisġa tar-ram tippreżenta problema ta 'għaqda differenti minn folja tal-metall stampata. Il-fergħat individwali għandhom cross-sezzjonijiet żgħar u saffi ta' ossidu, filwaqt li input termali eċċessiv jista' jikkawża ittemprar lokali jew deformazzjoni mhux mixtieqa.

L-iwweldjar ultrasoniku jista 'jikkonsolida linji multipli tar-ram kontra terminal tar-ram filwaqt li jżomm reġjun affettwat tas-sħana-relattivament kompatt.

 

L-għan tal-inġinerija huwa li jinkiseb:

Reżistenza elettrika baxxa + biżżejjed saħħa tal-ġibda/shear + konsolidazzjoni kkontrollata tal-fergħa.

Speċifikazzjoni tal-produzzjoni għandha għalhekk tiddefinixxi r-reżistenza elettrika aċċettabbli u l-mod ta 'falliment mekkaniku aktar milli tiddependi biss fuq id-dehra tal-weldjatura.

 

 

Konnessjoni elettrika wweldjata għandha żewġ funzjonijiet indipendenti:

Wettaq kurrent b'telf elettriku kkontrollat.
Sopravivenza tagħbija mekkanika waqt l-assemblaġġ u s-servizz.

Ġonta jista 'jkollha saħħa mekkanika aċċettabbli filwaqt li tesibixxi reżistenza elettrika eċċessiva. Bil-maqlub, ġonta ta'-reżistenza baxxa jista' jkollha saħħa mekkanika insuffiċjenti.

 

Kejl tar-Reżistenza Elettrika

Kejl ta' erba'-wajer Kelvin huwa preferut meta r-reżistenza fil-mira tkun baxxa biżżejjed li r-reżistenza taċ-ċomb u tal-kuntatt inkella taffettwa l-kejl.

Is-sistema tat-test għandha tikkontrolla:

Kurrent tat-test.
Pożizzjoni tas-sonda.
Direzzjoni tal-kejl.
Pressjoni ta 'kuntatt.
Temperatura.
Ħin ta 'stabbilizzazzjoni.
Frekwenza tat-teħid tal-kampjuni.

Għal konnessjonijiet tar-ram ta'-kurrent għoli, il-valur tar-reżistenza għandu jkun korrelatat mal-ġeometrija tal-konduttur u l-erja effettiva tal-ġarr tal-kurrent-aktar milli interpretat bħala numru iżolat.

 

Ittestjar ta' Shear u Pull

Il-validazzjoni mekkanika tista' tinkludi:

Ittestjar tal-ħoġor-shear.
Iġbed-l-ittestjar.
Ittestjar tal-qoxra għal strutturi f'saffi.
Ittestjar tat-tensjoni tat-terminals.
Analiżi distruttiva tas-sezzjoni trasversali-.

Il-mod ta 'falliment jipprovdi informazzjoni addizzjonali. Ksur mill-materjal ġenitur jindika kundizzjoni ta 'proċess differenti minn separazzjoni interfacial.

 

 

 

IATF 16949 Kontrolli tal-Proċess għal Kuntatti Iwweldjati

Għal komponenti ta 'kuntatt elettriku tal-karozzi, l-iwweldjar għandu jiġi ttrattat bħala proċess speċjali kkontrollat ​​aktar milli operazzjoni ta' assemblaġġ iżolat.

Pjan ta’ kontroll tal-produzzjoni jista’ jinkludi:

Verifika tal-materjal deħlin.
Spezzjoni dimensjonali CMM.
Timbrar-monitoraġġ tal-proċess.
Monitoraġġ tal-parametri tal-weldjatura.
Kontrolli tal-kundizzjoni tal-elettrodu jew tal-ħorn.
Ittestjar tar-reżistenza elettrika.
Validazzjoni tal-forza-shear.
Spezzjoni metallografika.
Traċċabilità skont il-lott jew il-lott tal-produzzjoni.
MSA u gauge R&R.
SPC għal dimensjonijiet kritiċi u karatteristiċi tal-weldjatura.

Għas-sottomissjoni tal-PPAP Livell 3, il-fornitur jista’ jkollu bżonn jistabbilixxi relazzjoni dokumentata bejn DFMEA → PFMEA → Pjan ta’ Kontroll → Istruzzjonijiet ta’ Xogħol → rekords ta’ spezzjoni → studji ta’ kapaċità → riżultati ta’ validazzjoni.

 

Spezzjoni CMM u Kontroll Dimensjonali ta '±0.01 mm

L-assemblaġġ iwweldjat għandu jżomm kompatibilità dimensjonali mal-assemblaġġ downstream tal-contactor, relay, fjus, switchgear jew busbar.

Skont il-ġeometrija tal-prodott, id-dimensjonijiet kritiċi jistgħu jinkludu:

Kuntatt-pożizzjoni taċ-ċentru.
Dijametru tat-toqba.
Flatness terminali.
Post tal-weldjatura.
Għoli tal-kuntatt.
Angolu tal-liwja.
Tul totali.
Ħxuna tal-folja tar-ram.

Għal komponenti stampati bi preċiżjoni, id-dimensjonijiet magħżula jistgħu jiġu kkontrollati għal ±0.01 mm, soġġetti għat-tpinġija attwali tal-prodott u l-munzell ta 'tolleranza funzjonali-up.

 

 

Fornitur tal-pont ta 'kuntatt iwweldjat għandu jiġi evalwat kontra l-katina sħiħa tal-manifattura aktar milli l-kapaċità tal-iwweldjar waħedha.

 

Oġġett ta' Kwalifikazzjoni	Verifika Rakkomandata
Materja prima	Ċertifikat tal-materjal u verifika tal-kompożizzjoni
Ittimbrar	Spezzjoni dimensjonali u rekords tal-proċess tal-għodda-
Iwweldjar	Tieqa tal-parametri u validazzjoni tal-proċess
Prestazzjoni elettrika	Kejl ta'-reżistenza baxxa
Prestazzjoni mekkanika	Ittestjar ta 'shear / tensili / qoxra
Metallurġija	-Sezzjoni trasversali u spezzjoni mikroskopika
Preċiżjoni dimensjonali	Spezzjoni CMM
Traċċabilità	Reġistri tal-produzzjoni fil-livell-lott
Kwalità tal-karozzi	Sistema IATF 16949
Pakkett ta' sottomissjoni	Kapaċità PPAP Livell 3
Konformità ambjentali	Dokumentazzjoni RoHS / REACH
Kapaċità tal-proċess	SPC / Cp / Cpk fejn speċifikat

 

Fornitur li kapaċi jistimbra iżda li ma jistax jikkorrelata l-parametri tal-weldjatura mar-reżistenza u r-riżultati mekkaniċi joħloq xogħol ta 'kwalifika addizzjonali għax-xerrej. Il-mudell preferut ta' provenjenza huwa wieħed fejn it-timbrar, it-twaħħil, l-ispezzjoni, it-traċċabilità, u d-dokumentazzjoni PPAP huma ġestiti f'sistema waħda ta' manifattura kkontrollata.

 

 

Iwweldjar ultrasoniku: Ram irqiq, Braid u Espożizzjoni Termali Baxxa

Agħżel l-iwweldjar ultrasoniku meta d-disinn jeħtieġ:

Konsolidazzjoni tal-braid tar-ram.
Folji rqaq konduttivi.
Tisħin bl-ingrossa limitat.
Għaqda-stat solidu.
AgSnO₂-għal-tagħqid tal-kuntatt tar-ram.
Żoni ta 'konnessjoni elettrika kompatti.
Deformazzjoni kkontrollata ta 'materjali konduttivi rqaq.

Iwweldjar tar-reżistenza: Komponenti stampati ħoxnin u Nuggets tal-Iwweldjar definiti

Agħżel l-iwweldjar tar-reżistenza meta d-disinn jeħtieġ:

Komponenti tar-ram stampati ħoxnin.
Input għoli ta 'sħana lokalizzata.
Nuggets tal-fużjoni definiti.
Produzzjoni għolja fil-produzzjoni.
Pożizzjonament ta 'elettrodu ripetibbli.
Tgħaqqid strutturali ta' pontijiet ta' kuntatt stampati.

Id-deċiżjoni finali tal-proċess għandha tkun ibbażata fuq munzell ta' materjal-up, ħxuna, ġeometrija tal-ġonta, mira ta' reżistenza elettrika, rekwiżit ta' tagħbija-mekkanika, sensittività termali, u volum ta' produzzjoni.

 

Niżżel l-Ispeċifikazzjoni tad-Disinn tal-Assemblea Kuntatt

 

 

Assemblaġġ ta 'kuntatt elettriku kwalifikat għandu jkollu tliet forom kumplimentari ta' evidenza.

 

Validazzjoni Elettrika

Kejjel il-mogħdija tal-kurrent kompluta u stabbilixxi l-firxa tar-reżistenza aċċettabbli taħt kundizzjonijiet tat-test definiti.

Għal ġonot tar-ram ta'-reżistenza baxxa, il-metodu tal-kejl innifsu jsir parti mill-ispeċifikazzjoni.

 

Validazzjoni Mekkanika

Ittestjar ta 'shear jew tensile jistabbilixxi jekk il-ġonta tistax tiflaħ forzi ta' assemblaġġ, vibrazzjoni, ċikliżmu termali, u tagħbijiet tas-servizz.

Il-kriterju ta 'aċċettazzjoni għandu jispeċifika kemm il-forza minima kif ukoll il-mod ta' falliment aċċettabbli.

 

Validazzjoni Metallografika

L-analiżi-transversali tista' tidentifika:

Twaħħil mhux komplut.
Spazji.
Xquq.
Deformazzjoni eċċessiva.
Penetrazzjoni insuffiċjenti tal-weldjatura.
Sħana eċċessiva-reġjuni affettwati.
Ġeometrija nugget irregolari.

 

 

 

Qabel ma toħroġ assemblaġġ ta 'kuntatt iwweldjat għall-produzzjoni tal-massa, it-tpinġija tal-inġinerija u l-ispeċifikazzjoni tal-fornitur għandhom jiddefinixxu:

 

Materjal: C1100, C2680, AgSnO₂, jew liga tal-fidda speċifikata.
Ħxuna tal-materjal: Folja attwali jew ħxuna tal-konduttur.
Konfigurazzjoni konġunta: Lap, butt, overlap, braid-mat--terminal, jew ikkuntattja-mat--trasportatur.
Proċess ta 'l-iwweldjar: Iwweldjar ultrasoniku jew ta' reżistenza.
Rekwiżit elettriku: Reżistenza massima permissibbli tal-ġonta.
Rekwiżit mekkaniku: Forza minima ta 'shear jew tensili.
Rekwiżit dimensjonali: Dimensjonijiet kritiċi u tolleranza, bħal ± 0.01 mm fejn applikabbli.
Kundizzjoni tal-wiċċ: Kisi, ossidazzjoni, kontaminazzjoni, u rekwiżiti tat-tindif.
Metodu ta 'spezzjoni: Kejl tar-reżistenza Kelvin, CMM, metallografija u ttestjar distruttiv.
Sistema ta' kwalità: IATF 16949 fejn japplikaw ir-rekwiżiti tal-provvista tal-karozzi.
Sottomissjoni: PPAP Livell 3 fejn speċifikat mill-klijent.
Konformità ambjentali: RoHS u rekwiżiti REACH.

 

 

X'inhi d-dokumentazzjoni tipika tal-Livell 3 tal-PPAP meħtieġa għalihaassemblaġġi ta 'kuntatt iwweldjati?

PPAP Livell 3 normalment jeħtieġ ir-rekords tad-disinn applikabbli, fluss tal-proċess, PFMEA, pjan ta 'kontroll, riżultati dimensjonali, materjali u riżultati tat-test tal-prestazzjoni, evidenza tal-MSA, data tal-kapaċità tal-proċess, partijiet tal-kampjuni, u PSW, soġġetti għar-rekwiżiti speċifiċi ta' sottomissjoni tal-klijent.

 

Kif nagħżel l-iwweldjar ultrasoniku għal żagarella tar-ram minflok l-iwweldjar tar-reżistenza?

L-iwweldjar ultrasoniku huwa ġeneralment ikkunsidrat meta nisġa tar-ram teħtieġ konsolidazzjoni tal-fergħa b'tisħin bl-ingrossa limitat. L-iwweldjar tar-reżistenza huwa aktar adattat meta l-ġonta teħtieġ żona ta 'fużjoni definita f'komponenti stampati eħxen.

 

Kif tiġi ttestjata r-reżistenza elettrika fuq kuntatt tar-ram iwweldjat?

Metodu ta' kejl ta' erba'-wajers Kelvin huwa komunement użat għal ġonot ta'-reżistenza baxxa. L-ispeċifikazzjoni tat-test għandha tiddefinixxi l-kurrent, il-post tas-sonda, it-temperatura, il-kundizzjonijiet ta 'stabbilizzazzjoni, il-frekwenza tat-teħid tal-kampjuni u r-reżistenza massima permissibbli tal-ġonta.