Johtosarjan materiaalit vaikuttavat suoraan tuotteen sähköiseen suorituskykyyn, mekaaniseen kestävyyteen, käyttöikään ja kustannuksiin. Oikeat materiaalivalinnat ovat edellytys luotettavalle ja turvalliselle tuotteelle.
Tässä oppaassa käymme läpi johtosarjoissa käytettävät päämateriaalryhmät ja niiden valintakriteerit eri sovelluksiin.
Materiaalien merkitys
Materiaalivalinnat vaikuttavat johtosarjan kaikkiin ominaisuuksiin: sähköiseen suorituskykyyn, mekaaniseen kestävyyteen, lämpötilan- ja kemikaalinkestävyyteen, painoon ja hintaan.
Materiaalien on täytettävä sovellettavien standardien ja regulaatioiden vaatimukset, kuten RoHS, REACH, UL ja palonkestävyysvaatimukset.
Määritä materiaalien valintakriteerit sovelluksen vaatimusten perusteella
Varmista kaikkien materiaalien regulaatiovaatimustenmukaisuus
Huomioi materiaalien pitkäaikainen saatavuus ja elinkaari
Johdinmateriaalit
Kupari on yleisin johdinmateriaali sen erinomaisen sähkönjohtavuuden, muokkautuvuuden ja juotettavuuden ansiosta. Tinattu kupari parantaa korroosionkestävyyttä ja juotettavuutta.
Alumiinia käytetään suurissa poikkipinnoissa painon ja kustannusten vähentämiseksi. Nikkelipäällysteistä kuparia käytetään korkeissa lämpötiloissa. Johdinrakenne (yksisäikeinen, monisäikeinen, erittäin joustava) valitaan sovelluksen mukaan.
Valitse kupari yleisiin sovelluksiin ja alumiini painokriittisiin
Käytä tinattua kuparia kosteissa ja korrosoivissa ympäristöissä
Valitse johdinrakenne joustavuusvaatimusten mukaan
Eristemateriaalit
PVC on edullisin ja yleisin eristemateriaali, joka soveltuu -20...+70 °C lämpötiloihin. XLPE kestää korkeampia lämpötiloja (-40...+90 °C) ja tarjoaa paremman mekaanisen kestävyyden.
Silikoni kestää äärimmäisiä lämpötiloja (-60...+200 °C) ja on erittäin joustava. PTFE (Teflon) kestää jopa +260 °C ja tarjoaa erinomaisen kemikaalienkestävyyden.
Valitse PVC kustannuskriittisiin yleissovelluksiin
Käytä silikonia tai PTFE:tä korkeissa lämpötiloissa
Tarkista eristemateriaalin palonkestävyysluokitus (VW-1, FT2)
Liitinmateriaalit
Liittimen kotelon materiaalit ovat tyypillisesti teknisiä muoveja (nylon, PBT, LCP) tai metalleja (alumiini, messinki, ruostumaton teräs). Materiaalin valinta riippuu mekaanisista ja ympäristövaatimuksista.
Kontaktit valmistetaan kupariseoksista (fosforipronssi, berylliupronssi) ja pinnoitetaan kullalla, hopealla, tinalla tai nikkelillä. Pinnoitus vaikuttaa kontaktiresistanssiin, korroosionkestävyyteen ja käyttöikään.
Valitse liittimen kotelomateriaali ympäristöolosuhteiden mukaan
Käytä kultapinnoitusta alhaisissa virroissa ja kriittisessä signaalinsiirrossa
Valitse tinapinnoitus kustannustehokkaana ratkaisuna tehosovelluksiin
Suojausmateriaalit
Suojausmateriaalit suojaavat johtosarjaa mekaaniselta rasitukselta, sähkömagneettiselta häiriöltä, lämpöltä ja kemikaaleiltä. Yleisimpiä ovat lämpökutistesukka, kudottu suojaputki, kierresidonta ja metalliletku.
EMI-suojaukseen käytetään kupari- tai alumiinipunossuojausta, foliota tai näiden yhdistelmää. Suojauksen tehokkuus mitataan desibeleinä (dB).
Valitse suojausmateriaali uhkan mukaan: mekaaninen, EMI vai lämpö
Käytä lämpökutistesukka päätteissä ja haaroituspisteissä
Valitse EMI-suojaus vaadittavan suojaustehokkuuden perusteella
Niputusmateriaalit
Niputusmateriaalit pitävät johtosarjan koossa ja muodossaan. Yleisimpiä ovat nippusiteet (polyamidi), teippaus (PVC, PET, kangasteippi), kudottu suojaputki ja spiraalien suojaputki.
Nippusiteiden materiaali valitaan käyttöympäristön mukaan: vakio nylon (PA66) yleissovelluksiin, lämmönkestävä nylon korkeisiin lämpötiloihin ja UV-kestävä nylon ulkosovelluksiin.
Valitse niputusmateriaali käyttöympäristön vaatimusten mukaan
Käytä UV-kestäviä nippusiteitä ulkosovelluksissa
Huomioi niputusmateriaalin vaikutus lämpötilansiirtokykyyn
Ympäristövaatimukset
RoHS-direktiivi rajoittaa tiettyjen vaarallisten aineiden käyttöä sähkö- ja elektroniikkalaitteissa. REACH-asetus asettaa vaatimuksia kemikaalien rekisteröinnille ja rajoittamiselle EU:ssa.
Halogeenittomia (LSZH) materiaaleja vaaditaan yhä useammin paloturvallisuuden ja ympäristönäkökulman vuoksi. Conflict minerals -raportointivaatimukset koskevat tiettyjen mineraalien alkuperää.
Varmista kaikkien materiaalien RoHS-vaatimustenmukaisuus
Tarkista REACH-vaatimukset ja SVHC-aineiden käyttö
Arvioi halogeenittomien materiaalien tarve sovelluksessa
Materiaalien valinta
Systemaattinen materiaalien valintaprosessi alkaa vaatimusten määrittelystä ja etenee vaihtoehtojen kartoituksen, vertailun ja testauksen kautta lopulliseen valintaan.
Materiaalien valinnassa on tasapainotettava suorituskyky, kustannukset, saatavuus ja ympäristövaatimukset. Valmistajan materiaaliasiantuntemus on arvokas resurssi valintaprosessissa.
Laadi materiaalien valintamatriisi vaatimusten ja vaihtoehtojen vertailuun
Testaa materiaalit prototyypissä ennen lopullista valintaa
Konsultoi valmistajaa materiaalien valmistettavuudesta ja saatavuudesta