Shanyo uvádza na trh zlatú-sériu pokovovaných kupoly na ukladanie energie BMS a vysokofrekvenčné-prepínanie

Žiadosť zvyčajne prichádza s priloženým výkresom a poznámkou, ktorá hovorí, že „odpor kontaktu je kritický“. V prípade stojanov na ukladanie energie, nabíjacej infraštruktúry pre elektromobily a vysokofrekvenčných prepínacích dosiek môže kupolový prepínač, ktorý vyzerá identicky so spotrebiteľskou klávesnicou, elektricky zlyhať dlho predtým, ako zlyhá mechanicky. Kontaktná plocha, nie geometria kupoly, rozhoduje o tom, ako dlho si spínací prvok udrží svoj menovitý odpor. To je problém, na ktorom je postavená nová-pozlátená séria Shanyo.

Prečo Energy Storage BMS kladie rôzne požiadavky na kupolové spínače

Systém správy batérie žije vo vnútri skrinky, ktorá sa zahrieva, vibruje a zostáva pod napätím roky. Spínače na paneli údržby BMS alebo na vyvažovacom module buniek-prenášajú malé riadiace prúdy, no počas cyklov vyvažovania sa opakovane zapínajú a vypínajú a každá udalosť zapnutia-a{3}}rozbitia drhne povrch kontaktu. Na holej kupole z nehrdzavejúcej ocele sa prechodový odpor plazí smerom nahor, keď rastú povrchové oxidy a niekoľko desiatok miliohmov posunu v regulačnej slučke môže stačiť na zmenu prahu komparátora alebo spustenie falošného poplachu na ochrannom obvode.

Dva parametre sú pre túto triedu aplikácií dôležitejšie ako počet cyklov. Prvým jestatický a dynamický prechodový odpor: koľko miliohmov predstavuje uzavretá kupola a ako dôsledne drží túto hodnotu pri tisíckach aktivácií. Druhá jeenvironmentálnej stability: ako sa kontaktný povrch správa po teplotných cykloch, vystavení vlhkosti a miernym korozívnym plynom, ktoré sa hromadia v batériových priestoroch z odvetrávaných článkov. Kupola, ktorá prejde čerstvým-kontaktným testom v továrni, ale po šiestich mesiacoch v skrini sa posunie, je problémom so spoľahlivosťou, nie s kvalitou.

Čo mení nová zlatá-séria

Séria pokrýva priemery kupoly od 4 mm do 10 mm so štyrmi štandardnými skupinami ovládacích síl - 100±30gf, 160±40gf, 220±50gf a 300±60gf - v geometrii krížových, trojuholníkových, kruhových a stredových{11}otvorov. Konštrukcia naskladá zlatý záblesk cez niklovú bariéru na substrát z nehrdzavejúcej ocele:

• Niklová spodná vrstva:2,0-3,0µm pololesklého niklu, ktorý blokuje migráciu prvkov substrátu na povrch a poskytuje tvrdú základňu, na ktorej zlato sedí.
• Zlatý blesk:0,1-0,5µm tvrdého zlata, dostatočne hrubé na to, aby udržalo kontaktný odpor počas životnosti produktu, ale dostatočne tenké na to, aby udržalo náklady pod kontrolou pri veľkoobjemových dieloch.
• Kontrolovaná drsnosť:kupolová kontaktná plocha je dokončená do konzistentného mikro{0}}profilu, takže oblasť elektrického kontaktu, nielen geometrický kontakt, je opakovateľná.

Merané na výrobných sériách, séria má počiatočný prechodový odpor medzi 20 a 45 miliohmy, s typickým posunom menším ako 10 miliohmov po 100 000 aktiváciách v kvalifikačnom teste. Pre porovnanie, rovnaká geometria v holej nehrdzavejúcej oceli začína okolo 80-150 miliohmov a zvyčajne sa posúva nahor, keď sa vytvárajú povrchové filmy.

Proces pokovovania za číslom

Pozlátenie znie ako jednoduchá operácia nanášania, ale výkon žije v detailoch spracovania hlavne alebo stojana. Pokovovacia linka Shanyo riadi tri premenné na každej šarži: aktiváciu pred{1}}úpravy, ktorá určuje, ako rovnomerne sa usadzuje nikel a zlato, prúdovú hustotu, ktorá nastavuje štruktúru nánosu (príliš{2}}rýchly nános je porézny a porézne zlato sa správa ako žiadne zlato) a cyklus po-oplachovaní a sušení platne, ktorý nesmie zanechávať zvyšky na kontaktnej ploche.

Každá výrobná séria sa kontroluje podľa štyroch kritérií: hrúbka pokovovania pomocou röntgenovej fluorescencie na vzorkovaných kupolách, priľnavosť potiahnutím pásky po cykle vypaľovania, kontaktný odpor na štvor{1}}drôtovom nastavení pri pevnej ovládacej sile a vystavenie vzorkám z rovnakej série soľným postrekom. Záznam šarže obsahuje všetky štyri výsledky so sledovacím kódom, takže zákaznícky audit môže získať údaje o pokovovaní pre akúkoľvek dodanú škatuľu s kupolami.

Aplikácie nad rámec BMS: Kde sa oplatí nízky kontaktný odpor

Ukladanie energie BMS je kotviaca aplikácia, ale rovnaké elektrické požiadavky sa objavujú na niekoľkých susedných trhoch:

• Nabíjacie stanice EV a stanice na výmenu batérií:ovládacie panely a klávesnice údržby, ktoré vidia veľké teplotné výkyvy a opakované cyklovanie konektorov.
• Vysokofrekvenčné prepínanie a prístrojové vybavenie:smerovanie signálu a kalibračné klávesnice, kde každý miliohm prechodového odporu sedí vo vnútri meracej dráhy.
• Priemyselné ochranné relé a testovacie zariadenia:tlačidlo zapína zariadenie, ktoré zostáva pod napätím roky a nesmie hlásiť posun kontaktu.
• POS a platobné terminály:prostredia s vysokou{0}}aktivitou, kde si zlatý kontakt zachováva konzistentný elektrický výkon pri stovkách tisíc transakcií.

Kopule fungujú rovnako dobre ako voľné diely na umiestnenie zákazníkom alebo ako pred{0}}zmontovanékupolové hárkové poliana lepiacej nosnej fólii, ktorá šetrí krok umiestnenia a presne drží rozstup medzi kupolou-ku{1}}pre panely s viacerými klávesmi-.

Ako sa meria kontaktný odpor a prečo sa unáša

Kontaktný odpor znie ako jedno číslo v údajovom liste, ale nastavenie merania rozhoduje, či toto číslo niečo znamená. Pri štvorvodičovom (Kelvinovom) meraní sa pevný jednosmerný prúd tlačí cez uzavretú kupolu a pokles napätia sa sníma na samostatných kábloch, takže odpor testovacích drôtov a prípravkov klesá z výsledku. Shanyo týmto spôsobom meria prechodový odpor pri definovanej aktivačnej sile - zvyčajne 1,5-násobku menovitej sily kupoly -, pretože kupoly, ktorá je len ľahko stlačená, môže vykazovať vyššiu hodnotu ako v sede pri plnom zdvihu. Uvedený údaj by sa mal vždy odčítať spolu s testovacou silou, prúdom a tým, či bolo meranie uskutočnené pri novom kontakte alebo po cyklovaní.

Unášanie sa životom má tri fyzické príčiny. Prvým je mikro-opotrebenie: každé stlačenie drhne zlatý povrch v kontaktnom bode a počas stoviek tisícov cyklov môže byť vrstva mäkkého zlata postupne posunutá, čím sa odkryje tvrdší nikel pod ňou. Druhým je rast filmu: v prostrediach so sírou alebo priemyselnými plynmi dokonca aj zlatý povrch vytvára tenký adsorbovaný film, ak je zlato porézne alebo dostatočne tenké na to, aby chémia substrátu dosiahla povrch. Tretia je mechanická: ak je kupola aktivovaná za jej konštrukčný zdvih alebo pod uhlom, kontaktný bod migruje mimo zamýšľanú oblasť podložky a odpor stúpa. Kvalifikačná matica na novej sérii je navrhnutá tak, aby odhalila všetky tri skôr, než sa diel odošle, a nie po zlyhaní v teréne.

Hrúbka zlata: koľko sa v skutočnosti kupuje za 0,1 verzus 0,5 mikrónu

Zadanie "pozlátené" bez čísla hrúbky je najčastejšou chybou v tejto triede dielu, pretože celá štruktúra nákladov a výkonu závisí od tohto jedného parametra. Pri hrúbke 0,1 µm je zlato v podstate pasivačná vrstva: udržuje povrch bez oxidov a dobre drží kontaktný odpor pre miernu životnosť a benígne prostredie za najnižšiu cenu. Pri 0,3 – 0,5 µm zlato nesie skutočnú hranicu opotrebenia: kontakt môže prechádzať stovkami tisíc aktivácií a stále obsahuje zlato v kontaktnom bode. Medzi 0,5 a 1,0 µm sa zisky splošťujú v porovnaní so zvýšením nákladov, čo je dôvod, prečo štandardná séria Shanyo dosahuje vrchol 0,5 µm pre výrobné diely.

Správna hrúbka vyplýva z akčného rozpočtu a prostredia. Údržbový panel BMS aktivovaný niekoľko stokrát za rok v uzavretej skrini nepotrebuje to isté zlato ako klávesnica POS stlačená stokrát za deň. Shanyo kotačný formulár vyžaduje z tohto dôvodu ročný odhad aktivácie; odporúčanie triedy hrúbky bez tohto čísla je hádanie.

Bežné chyby špecifikácií pri výbere zlata-Výber kupoly

Okrem problému s hrúbkou sa v programoch s pozlátenými kupolami opakovane objavujú tri chyby v špecifikáciách. Prvým je špecifikácia čísla prechodového odporu bez testovacej metódy - a "max 50 miliohmov" napísané bez aktivačnej sily, prúdu a bodu cyklu, v ktorom to platí, nie je špecifikácia, je to želanie. Druhým je ignorovanie spojovacieho povrchu: pozlátená{5}}kulička na pocínovanej-podložke PCB sa správa inak ako tá istá kupola na pozlátenej-podložke, pretože povlaky oxidu cínu rastú na strane podložky a po určitom čase používania dominujú odporu spoja. Tretie je nadmerné{9}}testovanie: spustenie požiadavky 1 000 000 cyklov na diele, ktorý zažije 50 000 cyklov počas životnosti produktu, kupuje zlato, ktoré nikto nepoužíva, a náklady sa prejavia v jednotkovej cene.

Technická kontrola spoločnosti Shanyo označuje tieto tri problémy na každom prichádzajúcom výkrese a balík údajov o kvalifikácii umožňuje zákazníkovi overiť skutočný kompromis- medzi hrúbkou, životnosťou a cenou pomocou nameraných čísel namiesto prísľubov v údajovom liste.

Kvalifikačné údaje z programu uvoľnenia

Kvalifikácia vydania sa týkala 20 výrobných šarží a zahŕňala nasledujúce podmienky:

• Stabilita kontaktného odporu:počiatočných 20-45 miliohmov; po 100 000 aktiváciách pri 12 V/10 mA jednosmernom prúde zostalo priemerné zvýšenie pod 10 miliohmov naprieč všetkými vzorkovanými šaržami.
• Cyklovanie teploty:500 cyklov od -40 stupňov do +85 stupňov bez merateľnej zmeny v ovládacej sile a bez zlyhania priľnavosti pokovovania.
• Soľný sprej:72 hodín expozície 5 % NaCl podľa ISO 9227 s kontaktným odporom stále v pôvodnom rozsahu po zotavení.
• Vysoká vlhkosť:1 000 hodín pri 85 stupňoch / 85 % RH, po ktorých nasleduje kontrola odporu kontaktu, ktorá zostala v rámci špecifikácie série.
• Vibrácie:náhodné vibrácie s frekvenciou 10-500 Hz na profil automobilového štýlu s kupolou držanou v zatvorenej polohe; nezistil sa prerušovaný kontakt.

Spoločnosť Shanyo na požiadanie zverejňuje úplnú testovaciu maticu a{0}}výsledky jednotlivých šarží kvalifikovaným zákazníkom. Cieľom je umožniť dizajnérskemu tímu BMS, aby raz kvalifikoval rad kupoly pomocou údajov namiesto opätovného-testovania každého nového dizajnu panela.

Podpora dizajnu-: sila, geometria a zlato

Pozlátená séria-nie je stálym katalógom dielov. väčšina programov prispôsobuje aspoň jeden parameter. Najbežnejšími úpravami sú sila ovládania (vyladená podľa klobúčika klávesy a očakávaného hmatového pocitu operátora), priemer kupoly a dráha (v súlade s rozložením dosky plošných spojov a prekrytím) a hrúbka zlata (0,1 µm záblesk pre spotrebiteľské aplikácie citlivé na náklady- oproti 0,3 – 0,5 µm pre drsnejšie priemyselné a skladovacie prostredia).

Technický tím spoločnosti Shanyo pred uvedením cenovej ponuky spoločne posúdi výkres a prevádzkové prostredie. Ak aplikácia beží vo vnútri uzavretého spotrebiteľského zariadenia, zvyčajne postačuje štandardný zlatý blesk. Ak je panel umiestnený v priemyselnej skrini s cirkuláciou vzduchu IP-, odporúča sa hrubšia zlatá alebo pokovovaná geometria s dvojitým-kontaktom. Kontrola je bezplatná a zvyčajne ušetrí kvalifikačný cyklus v smere dodávateľského reťazca.

Pri prototypoch si Shanyo zachováva svojekovová kupolamožnosť rýchleho{0}}vzorkovania: vzorky pozlátených{1}}sérií sú zvyčajne dostupné do 3 až 5 pracovných dní od schválenia výkresu, vrátane vlastnej sily a geometrie. Výrobné množstvo štandardných veľkostí uvádzame 3-4 týždne; vlastné nástroje pridávajú čas na zostavenie nástroja, zvyčajne 2-3 týždne pre novú kupolovú formu.

Ceny a štruktúra dodávok

Keďže séria s pozláteným-pokovovaním nahrádza samostatný krok pokovovania niklom-zlatou povrchovou úpravou, jednotkové ceny sa pohybujú medzi radom holej nehrdzavejúcej ocele a prvotriednym radom anti{2}}sulfurizácie. Objemové ceny sú uvedené podľa veľkosti a skupiny sily; je podporované zmiešané-objednávanie košov v rámci štandardných sérií, takže program BMS môže zlúčiť niekoľko veľkostí kupol na jednu objednávku. V prípade programov, ktoré kupujú aj polia kupolovitých listov alebo zostavy silikónových klávesníc, sú pozlátené kupoly uvedené v rovnakej konsolidovanej cenovej ponuke.

Ako začať kvalifikáciu

Inžinieri, ktorí hodnotia sériu pre BMS alebo prepínaciu aplikáciu, by mali tímu Shanyo poslať tri veci: rozloženie dosky plošných spojov alebo nákres kupoly, elektrickú špecifikáciu, ktorá je najdôležitejšia (cieľový odpor kontaktu, prúd, napätie, očakávané ovládanie) a prevádzkové prostredie (rozsah teplôt, vlhkosť, či je panel utesnený, očakávaná životnosť). Tím vráti výber kupoly alebo vlastný návrh sily/geometrie s dodacími lehotami a balíkom údajov o kvalifikácii.

Shanyo je výrobca presných komponentov so sídlom v Qingdao{0}}kovové kupole, kupolové polia, silikónové klávesnice, membránové spínače, zostavy FPC a lisované zbernice pre automobilovú, medicínsku, priemyselnú a spotrebnú elektroniku OEM po celom svete. Pozlátená séria-je najnovším prírastkom do portfólia kontaktného inžinierstva spoločnosti, ktoré je podporované rovnakým systémom kvality IATF 16949 a sledovateľnosťou šarží, ktoré sa používajú na jej výrobných linkách.