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Consideraciones de los Resortes de Fuerza

Cuando se selecciona un resorte de fuerza de puntas de prueba para fixtures de vacío, considere los siguientes factores::

  • Fuerza de resorte total en puntas de prueba. La fuerza colectiva de las puntas de prueba no debe de exceder la capacidad de vacío del sistema del fixture para mover el producto de prueba a la zona de contacto de las puntas de prueba.
  • Condiciones de superficie de contacto. Presión de contacto (una función de la fuerza de resorte y la geometría del pin) tiene que ser lo suficientemente alta para penetrar óxidos y contaminantes que se acumulan en la tabla y punta de prueba.
  • Distribución de las puntas de prueba en la zona de puntas. Evite áreas con alta densidad de fuerza para no dañar el producto o causar problemas y disfuncionamientos con el fixture. La fuerza de resorte no es el único determinante de un buen contacto eléctrico. Área de contacto, la geometría del pin, materiales de contacto, limpieza, e impacto y el engranaje de puntas de prueba con el producto afecta la resistencia de contacto.

Calculando los Límites

Para un fixture de vacío convencional, el límite de la fuerza de resorte total se calcula multiplicando el área de la superficie del producto por la presión atmosférica, después se divide el resultado de la fuerza de resorte por puta de prueba. El resultado se multiplica por un factor de eficiencia que toma en cuenta los derrames del fixture, la tolerancia de la fuerza de resorte, las consideraciones del vacío, etc. Mejorar la eficiencia del sistema, permite mayor velocidad de trabajo y aumenta la capacidad del fixture, pero la fuerza de resorte nunca se debe exceder por la fuerza que se le aplica por la presión atmosférica. Esta formula se utiliza para calcular, ya sea el máximo o mínimo, de número de puntas de prueba para una fuerza de resorte; o bien, calcular la máxima fuerza de resorte para un determinado número de puntas de pruebas.

Ejemplo: 6" x 10" [15.2 cm x 25.4 cm] board atarjeta y nd 5.5 oz [156 gm] puntas de prueba.

Unidades Area de tarjeta x Presión Atmosférica x Conversión a unidad de fuerza ÷ Fuerza por punta de prueba x Eficiencia del Sistema = Max No. de Puntas de Prueba
English 1 in2 x 14.7 psi x 16 oz/lb ÷ 5.5 oz x 60% = 25
Metric 6.45cm2 x 1.03 kg/cm2 x 1000 gm/kg ÷ 156gm x 60% = 25

Distribución de las Puntas de Prueba

La concentración de puntas de prueba alrededor de los conectores o pines largos puede exceder 1 atmósfera en un área reducida mientras que la fuerza total puede estar por debajo del máximo límite. Si la concentración de puntas de prueba se encuentra cerca al borde del producto, el sellado del vacío se puede soltar y evitar que el producto se fije en el fixture. Distribución irregular puede resultar en doblamiento excesivo del producto- particularmente con tarjetas delgadas. Aplicando la misma formula, el máximo número de puntas de prueba por pulgada cuadrada se puede calcular: El límite se puede exceder si la rigidez de la tarjeta permite una distribución regular de la fuerza de resorte sobre el área del producto.

Unidades Área de tarjeta x Presión Atmosférica x Conversión a Unidades de Fuerza ÷ Fuerza por punta de prueba x Eficiencia del Sistema = Max No. of Puntas de prueba
English 60 in2 x 14.7 psi x 16 oz/lb ÷ 5.5 oz x 60% = 1,500
Metric 387 cm2 x 1.03 kg/cm2 x 1000 gm/kg ÷ 155 gm x 60% = 1,500

Consideración del Vacío

Cuando se calcula el límite de la fuerza de resorte de las puntas de prueba, el factor de eficiencia se usa para definir la capacidad del sistema de vacío para superar la fuerza de resorte. Los dos factores que se referencian comúnmente son “CFM” y “Pulgadas de Mercurio”. Pie cúbico por minuto es la medida de la capacidad de mover volumen de aire sobre tiempo del sistema de vacío. Entre mayor sea el CFM, mejor será la capacidad del sistema de atraer el producto y superar la fuga inicial del sello. Las reservas de vacío compensan niveles bajos del bombeo CFM, absorbiendo el flujo inicial mientras el sistema se vacía el fixture. Pulgadas de mercurio es la medida de capacidad del sistema de arrastrar un vacío completo. Treinta pulgadas de mercurio equivalen a una atmósfera (un vacío completo). Cualquier valor debajo de treinta pulgadas de mercurio se considera un porcentaje de una atmósfera y se usa en los limites de puntas de prueba como factor de eficiencia. En el ejemplo se usa 60% de eficiencia lo que equivale a 18 pulgadas de mercurio.

Calculando la Fuerza Resorte para una Carrera Elegida

Las puntas de prueba no son siempre usadas a una carrera de émbolo específica y es necesario saber la fuerza resorte en cualquier carrera para diseñar adecuadamente el fixture. La fuerza resorte de cualquier punta de prueba a cualquier carrera se puede calcular con la siguiente formula:

F = P + (S(Fg - P) ÷ Sg) donde:

F = Fuerza a una carrera escogida (oz or gm)

S = Carrera escogida (in or mm)

P = Fuerza de precarga (oz or gm)

Fg= Fuerza a una carrera determinada (oz or gm)

Sg= Carrera determinada (oz or gm)

Ejemplo: Encuentre la fuerza a .200 [5.08] de carrera para la fuerza de resorte estándar en la serie 100-25::

Sabiendo:

P = 1.6 oz [45 gm], Fg = 5.5 oz [156 gm] at Sg = .167 [4.24]

F = 1.60 + (.200(5.5 - 1.60) ÷ .167)

= 6.3 oz [179 gm]

Fuerza Resorte vs. Resistencia de Contacto

Examinar de cerca las tips de las puntas de prueba y el área de contacto puede mostrar que las superficies constan de relieves microscópicos. Estos relieves con diferentes alturas y angulo de contacto, no todas las zonas hacen contacto con a superficie. El flujo de corriente a través del tip se restringe debido al relieve que hace contacto. Incrementando las fuerzas de presión los relieves con mayor altura penetran mientras que los de menor altura entran en contacto, aumentando así el área de capaz de llevar corriente.

La mayoría de las placas de plomo y soldaduras contienen estaño. Las aleaciones de estaño forman una capa delgada y dura de óxido en cuestión de minutos cuando se exponen al aire. Esta capa de óxido es altamente resistiva. Afortunadamente, el residuo es más suave que la capa de óxido y se deforma fácilmente con las condiciones adecuadas de suficiente presión. La capa de óxido se estira y se rompe una vez que la capa de residuos se deforma. La ruptura en la capa de óxido es la principal trayectoria de corriente. Cuando la fuerza resorte aumenta, mayores deformaciones toman lugar permitiendo una mayor ruptura de la capa de óxido.

Especificando fuerzas de resorte no es una consideración normal. Cheque la selección de fuerza resorte o cambios con el diseñador del fixture ya que estas consideraciones están más ligadas al diseño del fixture .

Referencias

Robert Mroczkowski, Connector Contact, Critical Surfaces Advanced Materials & Processes, Metal Progress, 12/88 pp 49–54, 1988.

Morton Antler, Effect of Surface Contamination on Electric Contact Performance Treatise on Clean Surface Technology, Vol 1, pp 8–18,March 1987

Morton Antler, Field Studies of Contact Materials: Contact Resistance Behavior of Some Base and Noble Metals. IEEE Trans, Components, Hybrids, Manuf. Technology., Vol 5 No. 3 pp 301–307, 1982