Amélioration des performances des terminaux automobiles : matériaux, conception et terminaison

Connecteurs de terminaux automobiles dans le domaine du faisceau de câblage automobile, ils constituent une partie importante du domaine, mais déterminent également directement la transmission du signal et de la puissance du connecteur dans des nœuds importants. Avec le développement rapide de l’industrie automobile en France, l’amélioration continue du domaine des pièces automobiles favorise également un développement plus précis et fiable du connecteur automobile.

En examinant les problèmes passés liés à l’utilisation des terminaux de connecteurs, nous avons constaté que les facteurs suivants influencent la capacité de transmission des terminaux : matériaux, structure de conception, qualité de surface et sertissage.

Le matériau du terminal

En tenant compte de la fonctionnalité et de l’économie, l’industrie locale des connecteurs utilise généralement deux matériaux : le laiton et le bronze. Le laiton favorise généralement une bonne conductivité, mais le bronze est plus flexible. Étant donné les différences dans la structure des terminaux mâles et femelles, on privilégie généralement l’utilisation de terminaux mâles plutôt que de laiton plus conducteur. Les terminaux femelles ont généralement une conception flexible, en tenant compte des exigences de conductivité, et choisissent généralement des matériaux en bronze pour assurer la fiabilité des lamelles du terminal.

Pour les exigences de conductivité relativement strictes des terminaux femelles, en raison de l’incapacité du bronze à répondre à ces exigences, la pratique courante consiste à choisir des matériaux en laiton pour les terminaux femelles, en tenant compte du fait que le bronze est moins flexible, ce qui réduit l’élasticité. On augmente la rigidité de la structure pour augmenter l’élasticité des terminaux. Comme illustré dans la Figure (1).

Figure 1 Schéma de la structure du terminal femelle avec support rigide

Dans la description ci-dessus de la structure du terminal avec support rigide dans la Figure (2), la structure de support rigide améliore la pression positive de la surface de laminage conductrice, améliorant ainsi la fiabilité de conduction du produit.

Figure 2 Image du terminal femelle avec support rigide

La conception de la structure

En essence, la conception de la structure vise à minimiser le coût des matières premières tout en maintenant la transmission de puissance des terminaux. Par conséquent, les terminaux de connecteur sont les plus vulnérables à l’impact de la transmission de puissance en tant que partie de leur structure « goulot d’étranglement », qui désigne la zone de la surface conductrice du terminal avec la plus petite section transversale. Comme illustré dans la Figure (3), la structure influence directement la capacité de courant du terminal.

Figure 3 Schéma de l’expansion du terminal

La Figure 3b montre que la section transversale de S1 est plus grande que S2, donc la section B-B est en état de goulot d’étranglement. Cela indique que, lors de la conception, la section doit répondre aux besoins conducteurs du terminal.

La galvanisation de surface

Dans la plupart des connecteurs, la galvanisation à l’étain est une méthode de placage relativement courante. Les inconvénients du placage à l’étain incluent les deux suivants : tout d’abord, le placage à l’étain réduit la soudabilité et augmente la résistance de contact, principalement en raison du placage et de la protection intermetallicique entre le métal. Deuxièmement, le matériau de contact plaqué a une friction de surface plus élevée par rapport au métal plaqué, ce qui augmente la force d’insertion du connecteur, en particulier dans les connecteurs multi-fils.

Par conséquent, pour le placage des connecteurs multi-fils, de nouveaux processus de placage sont utilisés dans la mesure du possible pour assurer le transfert de connexion tout en réduisant le courant d’insertion. Par exemple, le placage en or est un bon procédé de placage.

D’un point de vue micro-physique, toute surface lisse possède une surface rugueuse et irrégulière, donc le contact des terminaux est un point de contact plutôt qu’un contact de surface. De plus, la plupart des surfaces métalliques sont recouvertes d’oxyde non conducteur et d’autres types de couches de film, il n’est donc possible d’avoir un contact électrique que dans le vrai sens des points de contact – appelés « points conducteurs ».

Comme la majorité du contact se fait par contact de film, lorsque le courant passe par les deux parties de contact de l’interface, il se concentrera sur ces très petits points conducteurs.

Par conséquent, à proximité des points conducteurs de la ligne de courant, le chemin du courant sera contracté, ce qui augmente la longueur du trajet du flux électrique, et la surface conductrice effective est réduite. Cette résistance localisée est appelée « résistance de contraction » et améliore la finition de surface et les propriétés de transmission des terminaux.

Actuellement, il existe deux critères pour évaluer la qualité du placage : tout d'abord, l'évaluation de l'épaisseur du placage. Cette méthode évalue la qualité du revêtement en mesurant l'épaisseur du placage. Ensuite, la qualité du placage est évaluée à l'aide d'un test de brouillard salin approprié.

La pression positive du shrapnel terminal

La pression positive du terminal du connecteur est un indicateur important de la performance du connecteur, affectant directement la force d'insertion du terminal et les propriétés électriques. Elle se réfère à la surface de contact du terminal de la fiche et du socket, perpendiculaire à la force de la surface de contact.

Lors de l'utilisation des terminaux, le problème le plus courant est que la force d'insertion entre le terminal et le contrôle du terminal n'est pas stable. Cela est dû à une pression positive instable sur le shrapnel du terminal, ce qui entraîne une augmentation de la résistance de la surface de contact du terminal. Cela conduit à une augmentation de la montée en température des terminaux, entraînant une surchauffe du connecteur et une perte de conductivité, voire dans les cas extrêmes, une brûlure.

Selon QC/T417 [1], la résistance de contact est la résistance entre les points de contact d'un connecteur et comprend les facteurs suivants : la résistance intrinsèque des terminaux, la résistance résultant du sertissage des conducteurs, la résistance du fil au point de référence, et la résistance du shrapnel des terminaux de fiche et de socket en contact (Fig. 4).

Le matériau du terminal affecte principalement la résistance intrinsèque, la qualité du sertissage du produit influence la résistance générée par le sertissage du conducteur, le shrapnel du terminal de fiche et de socket en contact, ainsi que la résistance due aux caractéristiques conductrices du terminal, et la montée en température a un impact significatif. Par conséquent, cela doit être pris en compte lors de la conception.

Figure 4 Schéma de la résistance de contact

La pression positive sur le terminal dépend de l'élasticité de l'extrémité de la languette du balle. Le rayon de courbure R et la longueur du cantilever L de la languette ont une influence directe sur cette valeur et doivent être pris en compte lors du processus de conception. La structure du shrapnel du terminal est illustrée à la Figure 5.

Figure 5 Schéma de la structure du shrapnel du terminal

Crimpage de la queue

La qualité de transmission du terminal est directement affectée par la qualité du sertissage du terminal. La longueur d'engagement et la hauteur du serti ont un impact significatif sur la qualité du serti. Un serti serré possède une meilleure résistance mécanique et des propriétés électriques, donc les dimensions de la section du serti doivent être strictement contrôlées. Le diamètre du fil est un facteur important influençant l'effet du serti entre le terminal et le fil.

De plus, le fil lui-même mérite également une étude, car les produits domestiques et étrangers ont leurs propres caractéristiques uniques. En production réelle, il faut respecter les principes suivants : le diamètre du fil doit être adapté à la fin du terminal, la longueur de la partie en tête doit être modérée, et le moule de sertissage approprié, après le test Rattori. 

Vérifiez les méthodes de sertissage du terminal, y compris la vérification du profil de sertissage et de la force de débranchement. En vérifiant le profil, vous pouvez évaluer visuellement les résultats du serti pour assurer qu'il n'y a pas de défauts tels que fils de cuivre manquants ou bottoming out. De plus, la force de débranchement évalue la fiabilité du serti.