Een 20 AWG-crimp gemeten bij 38 N trekkracht is geen voor de hand liggende fout — visuele kwaliteitscontrole markeert deze niet. Hij wordt in de kabelboom gemonteerd, ingebouwd in het apparaat en geleverd aan de klant. Zes maanden later stijgt de contactweerstand van 0,3 mΩ naar 47 mΩ — het circuit wordt onbetrouwbaar en het opsporen van de oorzaak kost een veelvoud van de waarde van de gehele kabelboombestelling.
Een ondergecrimpt vatje creëert microspleten tussen de draden en het contact. Die spleten houden vocht en zuurstof vast. Koperoxidatie treedt op. De weerstand neemt toe. In automotive-, maritieme en medische omgevingen met thermische cycli en trillingen verloopt dit proces bijzonder snel — precies in de meest kritieke toepassingen.
De IPC/WHMA-A-620-norm definieert meetbare crimpvereisten: crimphoogte, trekkracht, visuele criteria en documentatie-eisen. Deze gids behandelt elk van deze vereisten en legt uit waarom ze bestaan en wat er misgaat als ze niet worden nageleefd.
1. Wat is crimpen en hoe werkt het
Crimpen is het permanent mechanisch verbinden van een elektrische geleider aan een aansluitcontact door plastische vervorming van het vatje van het contact rondom de kern van de geleider. Anders dan solderen, waarbij een legering de verbinding vormt, creëert crimpen direct metaal-op-metaal contact via een koude las — atomaire adhesie tussen koperoppervlakken zonder vulmaterialen.
De kwaliteit van de crimp hangt af van de compressieverhouding. Compressie tot 75–85% van de oorspronkelijke vatjeshoogte creëert een gasdichte crimp met een weerstand onder 1 mΩ. Onder 70% compressie blijven luchtbellen bestaan — een losse crimp. Boven 90% compressie worden de kerndraden beschadigd — een overbelaste crimp.
De IPC/WHMA-A-620-norm is het primaire branchedocument dat crimpvereisten regelt. Het definieert minimale trekkrachten per geleidersdoorsnede, toegestane crimphoogtebereiken en visuele acceptatiecriteria voor drie productklassen.
Mechanische retentie
Een correcte crimp houdt de geleider vast bij trekkrachten van 10 N (30 AWG) tot 265 N (8 AWG) conform IPC-620 Tabel 4-1. Ondercrimpen verlaagt de trekkracht onder het minimum en riskeert dat de geleider loskomt onder mechanische belasting.
Elektrische continuïteit
Een gasdichte crimp handhaaft een weerstand onder 1 mΩ gedurende de gehele productlevensduur. Een losse crimp overschrijdt 50 mΩ na 1000 thermische cycli — voldoende om sensor- en signaalkringen te verstoren.
Omgevingsafdichting
De gasdichte crimp vereist door SAE J2030 voorkomt dat vocht en zuurstof de contactzone binnendringen. In maritieme, automotive en medische toepassingen is dit een normatieve eis, geen aanbeveling.
2. Typen crimpaansluitingen
Het type aansluiting bepaalt zowel de crimpmethode als het benodigde gereedschap. Vier categorieën dekken het overgrote deel van de toepassingen in kabelboommontage.
Het gebruik van een verkeerd aansluitingstype voor een toepassing is een veelvoorkomende bron van kwaliteitsproblemen. Een open vatje in een maritieme omgeving of een ferrule in een meerpens connector met volledige vergrendeling — beide gevallen resulteren in fouten die niet detecteerbaar zijn bij elektrische tests op de afgewerkte kabelboom.
| Type aansluiting | Vatjedoorsnede | Inspectie | Typische toepassing | Norm |
|---|---|---|---|---|
| Open vatje (U-vorm) | U-vormig, draden zichtbaar | Visuele inspectie mogelijk | Automotive, industriële apparatuur | IPC-620 Class 1/2/3 |
| Gesloten vatje (cilindrisch) | Cilindrisch, draden verborgen | Trekkrachttest vereist | Maritiem, medisch, vochtige omgeving | IPC-620 Class 3 |
| Ferrule (huls) | Cilindrische ferrule | Visuele inspectie van de uitmonding | PLC, schakelkasten, klemmenstroken | IEC 60228 |
| IDC (zonder strokken) | Snijmes door isolatie | Visuele inspectie van de insteek | Lintkabels, snelle montage | IPC-620 Class 1/2 |
3. Crimpgereedschap
De keuze van crimpgereedschap bepaalt direct de herhaalbaarheid van de crimphoogte en daarmee de verbindingskwaliteit. Handgereedschap is voldoende voor prototypes en lage volumes; pneumatische persen en geautomatiseerde crimplijnen zijn vereist voor serieproductie met consistente kwaliteit.
IPC-620 vereist kalibratie van crimpgereedschap vóór elke productiepartij. Kalibratiedocumentatie moet bevatten: gereedschapsidentificatie, kalibratiedatum, gebruikte referentienorm en gemeten crimphoogtewaarden. Niet-gedocumenteerde kalibratie is een afwijking van IPC-620, ongeacht de trekkrachtresultaten.
| Type gereedschap | Indicatieve prijs | Crimphoogtetolerantie | Productievolume | Opmerking |
|---|---|---|---|---|
| Handtang | 30–300 USD | ±0.20 mm | Prototypes, <100 stuks | Operatorafhankelijk; trekkrachtverificatie vereist |
| Tafelpres | 200–2 000 USD | ±0.10 mm | 100–10 000 stuks/dienst | Verwisselbare matrijs; kalibratie vóór partij vereist |
| Pneumatische pers | 500–5 000 USD | ±0.05 mm | 5 000–50 000 stuks/dienst | Aanbevolen voor IPC-620 Class 3 |
| Automaatlijn Komax/Schleuniger | 20 000–150 000 USD | ±0.03 mm | >50 000 stuks/dienst | Geïntegreerde crimphoogte- en trekkrachtmeting |
IPC-620 vereist gedocumenteerde kalibratie van het crimpgereedschap vóór elke productiepartij. Kalibratieresultaten moeten worden bewaard als onderdeel van de kwaliteitspakketdocumentatie.
4. Crimphoogte en tolerantietabellen
Crimphoogte is de verticale afmeting van het vatje na het crimpen, gemeten met een messenmicromeeter. Het is de belangrijkste enkelvoudige procescontrolemeting bij het crimpen — overschrijding van H_min/H_max vormt de basis voor afkeuring van de gehele partij, ongeacht de trekkrachtresultaten.
H_min- en H_max-toleranties worden gedefinieerd door de aansluitingsfabrikant voor elke combinatie van aansluiting en geleidersdoorsnede. Het gebruik van algemene tabelwaarden in plaats van gegevens uit het technisch datasheet van de aansluiting is een veelvoorkomende bron van afwijkingen. Haal H_min/H_max-gegevens altijd uit de actuele technische documentatie van de aansluiting.
De meting wordt uitgevoerd met een messenmicromeeter loodrecht op de vatje-as, op het smalste punt van de crimp. Elke afwijking van het H_min/H_max-bereik — ook bij een positief trekkrachtresultaat — kwalificeert de crimp voor afkeuring.
| AWG doorsnede | Doorsnede mm² | H_min (mm) | H_max (mm) | Tolerantie (mm) |
|---|---|---|---|---|
| 30 AWG | 0.05 mm² | 0.60 | 0.75 | 0.15 mm |
| 28 AWG | 0.08 mm² | 0.72 | 0.88 | 0.16 mm |
| 26 AWG | 0.13 mm² | 0.85 | 1.00 | 0.15 mm |
| 24 AWG | 0.20 mm² | 1.00 | 1.17 | 0.17 mm |
| 22 AWG | 0.34 mm² | 1.15 | 1.35 | 0.20 mm |
| 20 AWG | 0.50 mm² | 1.35 | 1.55 | 0.20 mm |
| 18 AWG | 0.75 mm² | 1.55 | 1.78 | 0.23 mm |
| 16 AWG | 1.00 mm² | 1.75 | 2.00 | 0.25 mm |
| 14 AWG | 1.50 mm² | 1.95 | 2.25 | 0.30 mm |
| 12 AWG | 2.50 mm² | 2.20 | 2.55 | 0.35 mm |
H_min/H_max-waarden zijn indicatief. Gebruik altijd gegevens uit het technisch datasheet van de aansluitingsfabrikant. Meet met een messenmikrometer — een schuifmaat biedt niet de vereiste nauwkeurigheid.
"Crimphoogte bewijst de compatibiliteit van de aansluiting-geleidercombinatie. Ik heb kabelbooms gezien die de trekkrachttest haalden maar 0,15 mm buiten de crimphoogtespecificatie zaten. Na 500 thermische cycli nam de contactweerstand toe boven de drempelwaarde. Trekkracht zegt u dat de crimp niet uitvalt. Crimphoogte zegt u of de crimp zal standhouden."
Hommer Zhao
Engineering Director
5. Trekkrachttest
De trekkrachttest verifieert de mechanische retentie van de crimp door de geleider langs de connectorasrichting te trekken totdat loskoppeling of breuk optreedt. IPC-620 Tabel 4-1 definieert minimale trekkrachtwaarden per geleidersdoorsnede — dit zijn absolute vereisten, geen richtlijnen.
Voor 20 AWG bedraagt de minimale trekkracht 55 N voor klasse 1 en 2; voor klasse 3 (automotive, medisch, militair) is de doelwaarde 66 N. Een crimp bij 38 N — een typisch resultaat van ondercrimpen — voldoet aan geen enkele klasse. Visueel ziet het er echter uit als een correcte crimp, wat de primaire oorzaak is van veldfouten.
Trekkrachttests moeten worden uitgevoerd op steekproeven uit elke productiepartij, niet alleen bij procesinstelling. Bemonsteringsfrequentie en acceptatiecriteria moeten worden gedocumenteerd in het kwaliteitscontrolplan, dat als onderdeel van de partijdocumentatie moet worden bewaard.
| AWG doorsnede | Doorsnede mm² | Min. kracht (IPC-620) | Doel klasse 3 |
|---|---|---|---|
| 30 AWG | 0.05 mm² | 10 N | 12 N |
| 28 AWG | 0.08 mm² | 15 N | 18 N |
| 26 AWG | 0.13 mm² | 20 N | 24 N |
| 24 AWG | 0.20 mm² | 30 N | 36 N |
| 22 AWG | 0.34 mm² | 45 N | 54 N |
| 20 AWG | 0.50 mm² | 55 N | 66 N |
| 18 AWG | 0.75 mm² | 80 N | 96 N |
| 16 AWG | 1.00 mm² | 100 N | 120 N |
| 14 AWG | 1.50 mm² | 130 N | 156 N |
| 12 AWG | 2.50 mm² | 160 N | 192 N |
| 10 AWG | 4.00 mm² | 200 N | 240 N |
| 8 AWG | 6.00 mm² | 265 N | 318 N |
6. Gasdichte crimps
Een gasdichte crimp is een crimp waarbij de plastische vervorming van het vatje rondom de kerndraden alle luchtbellen op de metaal-metaalgrens elimineert. Het resulterende metaal-op-metaal contact voorkomt dat zuurstof en vocht de contactzone binnendringen, waardoor oxidatie wordt gestopt.
Gasdichte crimps zijn normatief vereist in automotive toepassingen boven 15 A, maritieme, medische klasse 3 en militaire toepassingen. Verificatie gebeurt via dwarsdoorsnede-microscopie of IEC 60512 zoutneveltest. De trekkrachttest verifieert gasdichtheid niet — het is mogelijk de trekkrachttest te halen met een niet-gasdichte crimp.
De marketingclaim 'gasdicht' op een aansluitingslabel of datasheet is geen voldoende verificatie. Voor klasse 3-toepassingen moet u dwarsdoorsnede-foto's opvragen uit de processenkwalificatierecords. Foto's moeten geen zichtbare luchtbellen tonen bij minimaal 100× vergroting.
"Elke aansluitingsfabrikant noemt zijn producten 'gasdicht'. Vraag naar dwarsdoorsnede-foto's uit kwalificatierecords. Als uw kabelboompleverancier die niet kan leveren, heeft hij geen bewijs van gasdichtheid — hij heeft alleen een claim. Voor Class 3-toepassingen volstaat een claim niet."
Hommer Zhao
Engineering Director
7. Draadvoorbereiding
Draadvoorbereiding vóór het crimpen heeft directe invloed op de crimpkwaliteit. Drie variabelen — strooklengte, aantal kerndraden en het vermijden van voorvertinnen — bepalen of de crimp voldoet aan IPC-620-vereisten.
De strooklengte moet 5–8 mm bedragen. Te korte strooklengte resulteert in onvolledige vatjescrimp; te lange strooklengte veroorzaakt dat de geleiderdern buiten het vatje uitsteekt, wat een corrosie- en kortsluitingspunt creëert.
Het voorvertinnen van de geleiderkern vóór het crimpen is verboden door SAE J1128 en strijdig met IPC-620-vereisten voor gecrimpt verbindingen. Tin vult de spleten tussen draden en verhindert de koude las — een crimp op een vertinde kern zal niet gasdicht zijn, ongeacht de crimphoogte en trekkracht.
Strooklengte isolatie
Strooklengte 5–8 mm, geleiderder steekt 0–1 mm voorbij het vatje uit. Gebruik een nauwkeurige afstriptang gekalibreerd voor de betreffende isolatiedoorsnede. Te korte of te lange strooklengte is de meest voorkomende oorzaak van crimpfouten bij lijncontrole.
Aantal kerndraden
Controleer of het aantal draden na het strippen overeenkomt met de draadspecificatie. Ontbrekende draden verminderen het geleidend oppervlak en de trekkracht. IPC-620 staat maximaal één afgesneden draad toe voor geleiders met meer dan 7 draden, nul voor kritieke klasse 3-geleiders.
Geen voorvertinnen
Vertin de kern nooit vóór het crimpen. SAE J1128 verbiedt voorvertinnen bij gecrimpt verbindingen. Tin vult de ruimten tussen draden, verhindert de koude las en creëert een crimp die na verloop van tijd loslaat door tinspattingscreep onder compressiebelasting.
8. Crimpfouten
IPC/WHMA-A-620 identificeert zeven kritieke crimpfouten, die elk leiden tot afkeuring in alle drie productklassen. Geen enkele kritieke fout is onderhevig aan voorwaardelijke acceptatie — grondoorzaakanalyse en corrigerende maatregelen zijn vereist vóór hervatting van de productie.
| Fout | Omschrijving | Oorzaak | Classificatie |
|---|---|---|---|
| Koude crimp | Onvoldoende plastische vervorming, zichtbare spleten in vatje | Te lage perskracht, versleten matrijs | Kritiek — afkeuring alle klassen |
| Overbelaste crimp | Kerndraden beschadigd of doorgesneden door overmatige druk | Te hoge perskracht, onjuiste matrijs | Kritiek — afkeuring alle klassen |
| Ondercrimp | Vatje niet volledig gesloten, trekkracht onder IPC-620-minimum | Onjuiste gereedschapsinstelling, verkeerde aansluiting | Kritiek — afkeuring alle klassen |
| Draadschade | Zichtbare insnijdingen, breuken of afsnijdingen van draden na crimpen | Stripmessen, matrijshoeken, onjuist gereedschap | Kritiek — afkeuring alle klassen |
| Isolatieschade | Scheuren of indrukken in isolatie buiten de crimpzone | Onjuiste connectorbepaling, te grote isolatieklem | Kritiek — afkeuring alle klassen |
| Geleiderspletgspleet | Zichtbare spleet tussen geleidereinde en vatjeswand | Te korte strooklengte | Kritiek — afkeuring alle klassen |
| Vogelkooi (birdcaging) | Kerndraden uitgewaaid en verdraaid buiten het vatje | Te lange strooklengte, crimpen op verwikkelde draden | Kritiek — afkeuring alle klassen |
9. Acceptatiecriteria volgens IPC/WHMA-A-620
IPC/WHMA-A-620 definieert drie productklassen met bijbehorende acceptatiecriteria. Klasse 1 omvat algemene producten met lagere betrouwbaarheidseisen. Klasse 2 omvat industriële producten met verlengde levensduur. Klasse 3 omvat hoogbetrouwbaarheidsproducten — automotive, medisch, militair.
Belmondopening (bell-mouth) — een lichte verwijding van de opening van het geleidersvatje in de richting van de kabel — is een VOORKEURSSITUATIE in alle klassen, geen fout. Het geeft aan dat de crimp correct is gevormd met adequate geleidersgeleiding naar het vatje.
Verschillen tussen klassen betreffen hoofdzakelijk grenswaardecondities en documentatie-eisen. Geen enkele kritieke fout is acceptabel in welke klasse dan ook. Klasse 2-condities kunnen acceptabel zijn in klasse 1, maar niet omgekeerd.
| Criterium | Klasse 1 | Klasse 2 | Klasse 3 |
|---|---|---|---|
| Belmondopening vatje | Voorkeur | Voorkeur | Vereist |
| Zichtbare kerndraden voorbij vatje | Acceptabel | Acceptabel | Niet acceptabel |
| Minimale trekkracht | IPC-620 Tabel 4-1 | IPC-620 Tabel 4-1 | 120% van tabelwaarde |
| Crimphoogtebereik | H_min tot H_max | H_min tot H_max | H_min tot H_max |
| Gereedschapskalibratiedocumentatie | Aanbevolen | Vereist | Vereist vóór elke partij |
| Trekkrachttest frequentie | Bij instelling | Bij instelling en elke 4u | Bij instelling en elke 2u |
| Dwarsdoorsnede-foto's — inspectie | Niet aanbevolen | Bij kwalificatie | Bij kwalificatie + audit |
| Voorwaardelijke acceptatie kritieke fouten | Niet toegestaan | Niet toegestaan | Niet toegestaan |
| Partijdocumentatie | Aanbevolen | Vereist | Vereist, 10-jaar bewaartermijn |
In automotive toepassingen overschrijden OEM-klanteneisen doorgaans de IPC/WHMA-A-620 klasse 3 minimumvereisten. Controleer altijd de klantspecificatie in de kabelboombeschrijving vóór het opstellen van het kwaliteitscontrolplan.
10. Veelgestelde vragen
Wat is de minimale trekkracht voor een 20 AWG-geleider?
Volgens IPC-620 Tabel 4-1 bedraagt de minimale trekkracht voor 20 AWG 55 N voor klasse 1 en 2. Voor klasse 3 (automotive, medisch, militair) is de doelwaarde 66 N. Een crimp onder 55 N voldoet aan geen enkele IPC-620-klasse en vereist grondoorzaakanalyse en corrigerende maatregelen vóór hervatting van de productie.
Zijn crimphoogte en trekkracht afzonderlijke vereisten?
Ja — het zijn twee onafhankelijke kwaliteitsvereisten. Crimphoogte verifieert de crimpgeometrie en de compatibiliteit van de aansluiting-geleidercombinatie. Trekkracht verifieert de mechanische sterkte. Het is mogelijk de trekkrachttest te halen met een crimphoogte buiten de specificatie — en omgekeerd. IPC/WHMA-A-620 vereist dat aan beide vereisten gelijktijdig wordt voldaan.
Waarom is voorvertinnen van de kern vóór het crimpen verboden?
SAE J1128 verbiedt voorvertinnen van de geleiderkern bestemd voor gecrimpt verbindingen. Tin vult de ruimten tussen draden en verhindert het directe metaal-op-metaal contact dat vereist is voor de koude las. Een crimp op een vertinde kern zal niet gasdicht zijn en verliest na verloop van tijd retentiekracht door tinspattingscreep onder compressiebelasting. Dit is met name kritiek in omgevingen met verhoogde temperaturen.
Is een belmondopening op het vatje een crimpfout?
Nee — een belmondopening (lichte verwijding van de vatjesopening in de richting van de kabel) is een VOORKEURSSITUATIE in IPC/WHMA-A-620 voor alle productklassen. Het geeft aan dat de geleider correct naar het vatje werd geleid en dat het vatje correct is gevormd tijdens het crimpen. Het ontbreken van een belmondopening is geen fout, maar de aanwezigheid ervan duidt op een correct proces.
Hoe verifieer ik dat een crimp gasdicht is?
Verificatie van gasdichtheid vereist dwarsdoorsnede-microscopie (metallografisch onderzoek van een crimpmonster) of IEC 60512 zoutneveltest. De trekkrachttest verifieert gasdichtheid niet. Voor klasse 3-toepassingen moet u dwarsdoorsnede-foto's opvragen uit de proceskwalificatie — foto's moeten geen zichtbare luchtbellen tonen bij minimaal 100× vergroting.
Welke documentatie is vereist voor een partij van 500 klasse 3-kabelbooms?
Voor een klasse 3-partij omvat de vereiste documentatie: kalibratierapport van crimpgereedschap per werkstation, trekkrachtresultaten (bemonstering elke 2 uur), crimphoogtemeetingen per aansluiting-geleidercombinatie, operatorkwalificatieregister, traceerbaarheid van partijnummers aansluitingen en geleiders, en resultaten van elektrische eindcontrole. Documentatie moet minimaal 10 jaar worden bewaard conform IPC/WHMA-A-620 klasse 3.