Í apogo pinna tengimát, thepogo pinna púðier fasti snertiflötur sem passar við gorma-pinnann. Það er venjulega útfært sem húðaður koparpúði á PCB eða sem sérstakur málmsnertir festur á girðingunni eða rafrásinni á rafknúnu tækinu. Í hvert sinn sem tækið er sett í hleðslustöðina eða það fjarlægt úr hleðslustöðinni lýkur pogo pinninn snertihring sem rennur yfir yfirborð pogo pinnapúðans.

Í háum-straumi pogo pin hleðsluforritum-eins og AGV vélfæra hleðslustöðvum, hleðslustöðvum fyrir lækningatæki og iðnaðarprófunarbúnaði- gæti pogo pin púðinn gengist undir tugi til meira en hundrað pörunarlota á dag. Yfir endingartíma vörunnar er heildarfjöldi ísetningar- og afturköllunarlota venjulega á bilinu 50.000 til 150.000.

Áskorunin í háum-straumforritum er að viðhalda nægilega stóru leiðandi snertiflötur þarf pogo pinna tengi til að beita verulega meiri snertikrafti en merkja-viðmót. Í stað þess að vera minna en 0,5 N er snertikrafturinn venjulega á bilinu 1 N til 3 N, sem eykur verulega slitið sem myndast við hverja pörunarlotu. Á sama tíma, þegar miklir straumar (venjulega yfir 5 A) fara í gegnum snertingu við endanlegt viðnám, hraðar Joule-hitunin sem myndast varma niðurbrot á húðuðu yfirborðinu. Sameinuð áhrif aukins vélræns slits og hitauppstreymis gera það mun erfiðara að ná langtíma-slitþoli fyrir há-straumspinnapúða en fyrir hefðbundin merkistengi.

Bilunaraðferðir: Skildu hvar það bilar áður en þú tilgreinir þykkari gullhúðun

Hár-straumur pogo pinnablokkir bila ekki á aðeins einn hátt. Byggt á vettvangstilvikunum sem við höfum unnið að, koma oft margar bilunaraðferðir fram samtímis, en hvert þeirra krefst mismunandi verkfræðilegrar lausnar. Að meðhöndla þau sem sama vandamál leiðir venjulega til sóunar á fyrirhöfn.

Vélrænn slit (lím- og slípiefni)

Í hvert skipti sem pogo pinna rennur yfir pogo pin púðann, er lítið magn af málmi fjarlægt af húðuðu yfirborðinu. Hægt er að áætla slitrúmmálið með slitjöfnu Archard:

W = k × F × L / H

hvarWer slitmagnið,Fer tengiliðurinn,Ler rennibrautin,Her hörku efnisins, ogker víddarlausi slitstuðullinn, sem fer eftir efnispari og smurskilyrðum.

Skýringin er einföld: Því harðara sem efnið er, því minna slit. Gull (Au) hefur venjulega Vickers hörku sem er aðeins 60–80 HV, en PdNi málmblöndur ná venjulega 400–600 HV. Þessi munur á hörku er ein aðalástæðan fyrir því að þjónustulíf þeirra er svo mjög mismunandi.

Ein reikningsvilla er rétt að benda á. Sumir verkfræðingar áætla slit púða með því að nota núningsstuðulinn fyrir stál-á-stálsnertingu (μ ≈ 0,2–0,3). Í raun sýna málm-til-málmtengiliðir-sérstaklega gull-á-gullviðmótum-venjulega núningsstuðla á milli 0,5 og 1,5. Notkun 0,3 getur vanmetið slit með stuðlinum tveimur til fimm.

Þreyta í málmhúð og sundrun á yfirborði

Þessi bilunarhamur hefur sérstakt einkenni: snertiviðnám eykst ekki smám saman heldur hækkar í staðinn skyndilega eftir ákveðinn fjölda pörunarlota.

Endurtekin vélræn hleðsla kemur af stað þreytusprungum á viðmóti milli málmhúðarinnar og undirlagsins. Þegar ætandi miðlar komast í gegnum svitahola í húðinni byrjar undirliggjandi undirlagið að tærast. Í undirlagi úr kopar er sink sérstaklega viðkvæmt. Þar sem sink oxast og stækkar að rúmmáli lyftir það húðuninni að neðan, sem leiðir til blöðrumyndunar og stórfelldrar -aflögunar.

Eitt tilvik sem við rannsökuðum var um að ræða pogo-pinnapúða sem framleiddir voru með gullhúðun beint á koparundirlag, með nikkel undirplötunni sleppt til að draga úr kostnaði. Eftir um það bil 7.400 pörunarlotur jókst snertiviðnámið úr 12 mΩ í meira en 800 mΩ. Þversnið SEM greining leiddi í ljós að þétt sinkoxíðlag hafði myndast undir gullhúðuninni, sem neyddi það til að skilja sig frá undirlaginu.

2–5 μm nikkel undirplata er iðnaðar-staðlað hindrunarlag til að koma í veg fyrir þessa tegund bilunar og ætti ekki að sleppa því.

Rafefnafræðileg tæring

Í umhverfi þar sem rakastig er yfir u.þ.b. 60%, mynda ólíkir málmar í pogo pinna og pogo pin púðanum smásæjar galvanískar frumur sem knýja stöðugt rafefnafræðilega tæringu.

Þessi vélbúnaður á skilið sérstaka athygli í hleðslukerfum fyrir pogo pinna sem eru notuð í strandvöruhúsum, rakum framleiðslustöðvum eða öðru -viðkvæmu umhverfi fyrir raka.

Lág-bogaveðrun

Flest pogo pin hleðslukerfi starfa á 5–48 V DC, þannig að bilunarkerfi þeirra er frábrugðið því sem er í hefðbundnum háspennuboga.

Í lágspennu, háum-straumsforritum er aðaláhyggjuefnið innblástursstraumur við fyrstu snertingu, sem getur orðið 10 til 20 sinnum hærri en málstraumur. Staðbundin hitun sem myndast framleiðir litlar gryfjur og kolsýrða merki á yfirborði pogo pinna púðans.

Mjúk-rafrás er ein áhrifaríkasta leiðin til að draga úr þessari tegund af skemmdum.

Fretting Corrosion-Bilunarhamurinn sem oftast er rangt greind

Meðal allra bilunaraðferða er tæring líklega sú sem er oftast ranggreind. Reyndar var það undirliggjandi vandamál í öllum þremur viðskiptamannatilvikunum sem nefnd voru áðan.

Tæring á sér stað þegar snertiviðmótið verður fyrir endurtekinni sveifluhreyfingu með mjög lítilli amplitude, venjulega á milli 1 og 100 μm. Fyrir pogo pinnapúða sem settir eru upp á iðnaðarbúnaði eða farartækjum er titringur frá hýsingarvélinni sendur auðveldlega í gegnum vélræna uppbyggingu til snertiviðmótsins. Jafnvel þó að hreyfingin sé ósýnileg með berum augum er oft nóg að koma af stað pirringi.

Ein skýrasta lýsingin á þessu ferli kemur frá ritdómi Antlers árið 1985 sem birt var íIEEE viðskipti. Endurtekin ör-rennibraut truflar stöðugt oxíðfilmuna á málmyfirborðinu. Ferskur málmur verður strax fyrir lofti og oxast aftur. Vegna þess að tilfærslan er svo lítil getur oxíðrusl ekki sloppið úr snertisvæðinu og safnast þess í stað upp við tengið og myndar rafeinangrandi slitagnir.

Þetta skapar sjálfstyrkjandi hringrás: eftir því sem meira rusl safnast fyrir minnkar virkt snertiflötur, staðbundinn snertiþrýstingur hækkar og slitið hraðar.

Hagnýt leið til að bera kennsl á tæringu er með sjónrænni skoðun. Ef húðunin helst að mestu ósnortin en rauðleit-brún (kopar- eða gulloxíð) eða svart duft hefur safnast fyrir innan snertisvæðisins, er tæring nánast örugglega orsökin. Margir verkfræðingar hreinsa einfaldlega duftið í burtu og skila íhlutnum í notkun, aðeins til að sjá sömu bilun endurtaka sig eftir nokkur þúsund viðbótar pörunarlotur vegna þess að ekki hefur verið brugðist við undirliggjandi vélbúnaði.

Það eru þrjár sannaðar mótvægisaðgerðir, sem einnig er hægt að sameina. Með því að auka snertikraftinn í meira en 1,5 N hjálpar viðmótinu að brjótast í gegnum oxíðfilmuna og færir snertinguna frá rennakerfi í átt að stöðugri límsnertingu. Með því að nota há-hörkuhúðun eins og PdNi dregur úr magni slits sem myndast við hverja ör-hrun. Með því að bera verkfræðilegt snertiefni, eins og Nyogel 760G, á yfirborð pogo pinna púðans einangrar viðmótið frá súrefni og hægir verulega á oxunarferlinu.

Að velja rétta húðun: Ekki sjálfgefið að þykkra gull

Það er satt að "skipta um harða gull með PdNi" er gild lausn til að klæðast pogo pinnapúðum í mörgum tilfellum. Hins vegar, verkfræðingar sem hoppa beint úr hörðu gulli yfir í PdNi líta oft framhjá tveimur mikilvægum sjónarmiðum: kostnaðarauka við PdNi og næmi þess fyrir myndun brúna leifa í ákveðnu rekstrarumhverfi.

Harðgull (Au-Co, 130–200 HV)býður upp á furðu breitt úrval af slitlífi, venjulega á milli 20.000 og 45.000 pörunarlota, allt eftir gæðum málningar-sérstaklega gropleika-og raunverulegum snertikrafti. Margir innlendir birgjar tilgreina "1 μm harðgull" á teikningum sínum, en þversniðsmælingar á SEM sýna oft raunverulega þykkt sem er aðeins 0,4–0,6 μm. Þetta er algengt mál og verður fjallað um það síðar í kaflanum um hæfi birgja. Ef gæði málmhúðarinnar er vel stjórnað og nauðsynlegur endingartími er undir u.þ.b. 30.000 pörunarlotum, gefur harðgull yfirleitt besta jafnvægið á milli frammistöðu og kostnaðar.

PdNi (80Pd/20Ni, 400–600 HV)býður upp á skýran kost í slitþol. Samkvæmt slitjöfnu Archards minnkar slitrúmmálið um það bil einn-fjórðung þess sem er í gullhúðun með því að auka hörku efnisins um stuðlinum þrjá til fjóra. Hins vegar er mikilvægur galli sem oft er gleymt.

„Brown Powder“ málið með PdNi

Palladium (Pd) er áhrifaríkur hvati fyrir mörg lífræn viðbrögð. Í umhverfi sem inniheldur rokgjörn lífræn efnasambönd (VOC)-eins og gufur frá lími, myglu-losunarefnum eða hreinsiefnum, sem allir eru algengir í framleiðslustöðvum,- getur núningshitinn sem myndast við endurtekna pörun virkjað Pd-yfirborðið á lífrænu gufufjölliðunni. Niðurstaðan er myndun brúnrar einangrunarfilmu í snertisvæði pogo pinna púðans, sem veldur því að snertiþol eykst hratt.

Þetta fyrirbæri var fyrst greint í bílatengiiðnaðinum á níunda áratugnum og iðnaðurinn hefur fyrir löngu síðan tekið upp áhrifaríka lausn: að beita0,05–0,1 μm leifturgull (Flash Au)yfir PdNi húfuna. Þetta ofurþunna gulllag einangrar palladíumyfirborðið og útilokar hvatavirkni þess án þess að skerða slitþol undirliggjandi PdNi. Í fyrstu pörunarlotunum er leifturgullið fljótt borið í gegn undir venjulegum snertikrafti, eftir það gefur PdNi lagið -langtíma slit.

Alltaf þegar pogo pinnapúði mun starfa í umhverfi þar sem rokgjörn lífræn efnasambönd (VOC) eru til staðar,Tilgreina ætti PdNi með leifturgull í stað þess að bera PdNi, óháð uppruna lífrænu gufunnar.

Samanburður á frammistöðu á málmhúð

Prófskilyrði:Brass undirlag, 2 N snertikraftur, snertiviðnám mæld í samræmi við IEC 60512-2-1 (millivolta-stig snertiviðnámspróf).

Athugið: A 2–5 μm nikkel undirplataer ómissandi fyrir öll málningarkerfi. Það virkar bæði sem dreifingarhindrun, sem kemur í veg fyrir að undirlagsmálmar flytjist inn í virka málmhúðina, og eins hart stuðningslag sem bætir vélræna endingu lagsins.

Undirlagsefni og vélræn hönnun: Lítil smáatriði sem gera mikinn mun

Beryllíum kopar (BeCu)

Beryllium kopar (C17200) er áfram ákjósanlegur undirlagsefni fyrir pogo pinna púða vegna þess að það býður upp á frábært jafnvægi milli rafleiðni (um það bil 22% IACS) og hörku (HV 380–420). Eitt atriði verðskuldar þó sérstaka athygli.

Á innlendum markaði eru efni seld sem "beryllíum kopar" ekki alltaf ósvikin. Mikill hluti inniheldur ófullnægjandi beryllium eða er skipt út fyrir kopar-króm-sirkon (CuCrZr) eða svipaðar málmblöndur. Þó að þessi staðgengill hafi oft sambærilegt útlit og rafleiðni, þá er hörku þeirra og teygjustuðull mjög mismunandi.

Fyrir hæfi birgja er staðlað venja okkar að krefjast EDS (Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy) efnisgreiningarskýrslu. Mælt beryllíuminnihald ætti að vera á bilinu 1,8–2,0 þyngdar%.

Fosfór brons

Fosfórbrons (C51000, HV 200–280) er -hagkvæmur valkostur við beryllíum kopar. Það hentar vel fyrir pogo pinnapúða sem bera 1–8 A, býður upp á stöðuga innlenda birgðakeðju og er töluvert auðveldara að sannreyna fyrir áreiðanleika efnisins en BeCu.

Hafðu samband við Force

Snertikraftur er ein af umdeiltari færibreytum í háum-straumhönnun pogo pinnatengja.

Aukin snertikraftur hjálpar til við að brjótast í gegnum yfirborðsoxíðfilmur og bæla niður tæringu, en það flýtir einnig fyrir vélrænu sliti. Byggt á okkar eigin prófunargögnum mælum við með snertikrafti 1,5–2,5 N fyrir forrit sem bera 5–15 A. Það er hins vegar rétt að hafa í huga að það er enginn almennt viðurkenndur staðall í útgefnu riti og ákjósanlegasta gildið getur verið mismunandi eftir rekstrarumhverfi.

Við endingarprófun ætti einnig að meta fjöðraflshald. Hágæða pogo pinnatengi ætti að halda að minnsta kosti 85% af upphafsfjöðrkrafti sínum eftir að hafa lokið þolprófinu sem tilgreint er í IEC 60512-9-1.

Hliðarhleðsla

Staðbundið slit á aðeins annarri hlið pogo-pinnapúða er næstum alltaf af völdum hliðarhleðslu sem stafar af rangstöðu við bryggju.

Segulleiðréttingareiginleikar eða vélrænni staðsetningarrauf geta takmarkað staðsetningarvillur innan±0,5 mm. Í reynd skilar betri jöfnun oft meiri ávinningi í endingartíma en að skipta yfir í slitþolnara -húðun, en samt er það enn einn af þeim þáttum sem gleymast oftast í hönnun tengisins.