灌封可提供保護和優質效能

您著迷於灌封 (potting) 嗎?太好了,請繼續閱讀。您將會瞭解,這篇部落格文章的主題與園藝、植物或廚房用具毫不相關 (註:potting 也可指盆栽或陶器製造)。本文是以可灌封的連接器,討論電子產業和灌封。PCB 灌封是一種用來保護電子電路板的方法,作法是用稱為灌封化合物或封裝樹脂的液態材料來填充外殼。灌封化合物會填滿裝置的外罩,在大多數情況下,會覆蓋整個電路板及板上元件,但在某些時候,可用於灌封獨立元件。

您有覺得您的連接器很需要灌封嗎?這很合理。連接器在電力裝置中是小型且無防禦性的元件。會暴露在灰塵、濕氣、高溫、衝擊、振動中,這些都可能會導致連接失效。想像一下,戶外的暖通空調系統會經常淋雨、電動除草機會在華氏 80 度酷熱的豔陽天下運作,或是消費性電玩系統也會無意間沾到食物或液體。灌封是提供保護的解決方案,可避免元件受到上述因素影響,以提供長久優質效能。

灌封係用灌封化合物或樹脂填充外殼,靜置後會凝固,藉此為連接器的後端進行密封。Molex 的連接器採用無排水孔設計,符合灌封標準,可用於低功率和訊號產品系列,如 Micro-OneNano-Fit 等,提供傳統連接器所欠缺的眾多優勢。本部落格文章將探討灌封連接器如何提供優勢,讓電子產品融入嚴峻環境。

灌封化合物是透明的,可覆蓋整體 PCB 和連接器的背面,藉此阻擋惡劣的環境因素。(圖片來源:Molex)

輕量型防拉裝置

現代化工程和製造常會需要在狹窄位置中裝入不少數量的連接器和纜線,面臨許多空間限制和要求。如果沒有足夠的空間讓纜線和連接器適當置放,可能會造成連接器上的應力或導致端子退出。Molex 建議遵循「T 尺寸」(如圖所示)。「T 尺寸」用以界定電線的「自由」長度,即不受外部因素影響而產生顯著偏移的電線長度。外部因素如使用紮線帶、電線扭曲或其他方式導致電線彎曲或變形,使得電線改變位置,偏離自然鬆弛狀態或偏離進入外罩的位置。T 尺寸的測量值會隨產品系列而有所不同,這些測量值列於各產品規格中。例如,Mini-Fit MAX 的六電路款零件編號,其 T 尺寸在纜線彎曲前的測量值為 12.70 mm。對應 T 尺寸後,將這些區域灌封,增加整個組件的強度,就可達到輕量防拉效能。灌封可減輕端子連接和/或纜線的壓力,進而提高可靠性和使用壽命。

Molex 建議遵循「T 尺寸」,允許在特定測量值後具有彎曲半徑,以保護纜線組件的電氣連接。(圖片來源:Molex)

PCB 的保持力

灌封連接器的樹脂為固體,可避免排針座或外罩從 PCB 上鬆脫,因此可提供增強的穩定性。灌封化合物可強化連接器,提升抵抗振動或衝擊的能力。若能盡可能提高保持力,連接器承受的機械應力就會大幅減少,避免連接器斷開或受損。灌封對於連接器非常適合用於會持續移動的應用,例如電鑽或洗衣機。

電氣絕緣

灌封材料可作為介電屏障,即使在嚴峻環境中也可避免電流洩漏,並維持訊號完整性,因此可降低非預期的危險短路和電氣故障風險。灌封可提供表面對表面的覆蓋,進而降低該區塊的故障率,並可大幅提高整體的可靠度與耐用性。

Micro-Lock Plus 連接器使用灌封化合物保護層以減少其電氣故障。(圖片來源:Molex)

讓製造更輕鬆

相較於密封式或 IP 等級的連接器,灌封可降低新設計和既有設計的製造和維護成本,是簡單且低成本的解決方案。手動或自動灌封可節省時間並精確地包覆連接器,簡化製程。若遵循連接器的最大灌封高度,不干擾配接能力或閂鎖設計,就可輕鬆安裝並達到一致性。

CAD 繪圖顯示 Mini-Fit 連接器確保其閂鎖設計和配接不受影響的最大灌封高度。(圖片來源:Molex)

產品系列和間距尺寸 (mm) 系列編號 最大灌封高度 (mm)
Micro-Lock Plus 1.25 205957、207760 3.00
Spot-On 1.50 201648、201645、201646 5.00
Spot- On 2.00 201201、201197 7.00
MicroTPA 2.00 55487 7.00
Micro-One 2.00 217063 7.00
Mini-Lock 2.50 53517 6.00
Nano-Fit 2.50 105312、105310 4.00
Micro-Fit 3.0 44432 4.10
Micro-Fit+ 3.0 206832 3.45
CP- 3.30 212210 7.50
Ultra-Fit 3.50 172299、172298 6.55
Mini-Fit 4.20 5566、172447 5.50
Mini-Fit MAX 4.20 212520 6.67
Mega-Fit 5.70 76829、172065 7.26

Molex 的灌封提供通孔和表面黏著式端接選項,間距尺寸從 1.25 mm 至最大 5.70 mm 不等。Micro-Lock Plus 1.25 mm 產品系列是最小的線對板「灌封」連接器,採用高 3.00 mm 灌封材料,可在需要環境防護的應用中保護接點和閂鎖區域。Molex 的 Fit 系列採用無排水孔設計,近期通過灌封認證;Mega-Fit 是低功率和訊號款式中最大的灌封連接器,最大灌封高度為 7.26 mm。Molex 的專業工程團隊可提供業界領先的設計支援,為您提供相關資源,以便順利使用灌封連接器。每個產品系列都有建議的最大灌封高度,更添加壁面,可保護我們獨特的確閉鎖緊裝置,以免浸入灌封材料中,藉此確保產品耐用度。同時還可避免連接失效,更可預防灰塵或濕氣侵入。

環保提倡

灌封合格的連接器可提供卓越的環境保護,因此非常適合用於惡劣和高挑戰性環境中的應用。灌封化合物的保護層可隔絕連接器,以免受到濕氣、灰塵和化學物質的影響,甚至可避免腐蝕。因此,具有灌封能力的連接器可以承受極端溫度、濕度,並可暴露在腐蝕性物質中,確保這些元件正確連接。

測試中的 CAD 模型顯示灌封樹脂倒在 PCB 上和倒入機殼後的排針座。(圖片來源:Molex)

結論

灌封合格的低功率和訊號連接器具有許多優點,因此是眾多電子應用的首選。灌封連接器的優勢不僅可增強環境保護和機械穩定性,更可提升電氣絕緣和整體保護,能讓電源應用達到更長的使用壽命。思考這些優點並在設計中採納灌封連接器,就可讓您的電子系統耐用性和可靠性有所增強,同時在日益嚴峻的環境中符合相關要求。

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