Een handleiding voor afschermings- en aardingsmethoden voor kabelassemblages

1. Inleiding: De kernwaarde en ontwerpfilosofie van Shielding Grounding

Kabelassemblages vormen de infrastructuur voor het aanleggen van snelwegen voor signaal- en stroomoverdracht in complexe elektromagnetische omgevingen. Het ontwerp ervan is veel meer dan een simpele combinatie van draden en connectoren; het is een systeemtechnisch project waarbij elektrotechniek, materiaalkunde en thermisch beheer een rol spelen. De kernfunctie van de afschermingslaag is het creëren van een continue, laagimpedante kooi van Faraday om interne straling te isoleren en externe interferentie tegen te gaan. Daarom, De kwaliteit van het aardingsproces bepaalt direct de integriteit van dit beveiligingssysteem.Een slecht aardingspunt kan veranderen in een stralende antenne of een punt waar ruis wordt geïnjecteerd, wat kan leiden tot signaalvervorming, datafouten of zelfs systeemuitval. De proceskeuze moet gebaseerd zijn op een uitgebreide afweging van draadeigenschappen (zoals temperatuurbestendigheid, structuur van de afschermingslaag), connectorinterfaces, de bedrijfsomgeving (temperatuur, trillingen, chemische corrosie) en de EMC-normen van de uiteindelijke toepassing.

2. Aardingsproces met enkelvoudige draadafscherming: Methodologie en basisprincipes

2.1 Soldeerringafwerkingsproces: de industriële keuze voor herhaalbaarheid

Het soldeerringproces (voorgevormde soldeerhuls) is een ideale methode om hermetische, zeer consistente verbindingen te realiseren, met name geschikt voor massaproductie.

• Diepgaande technische analyse:

• Materiaalcompatibiliteit: De legeringssamenstelling en het smeltpunt van de soldeerring (SO63/SO96) moeten overeenkomen met de beplating van de afschermingslaag (bijvoorbeeld vertinde koperen vlecht) om de vorming van intermetallische verbindingen te garanderen, in plaats van louter fysieke hechting. De vereiste temperatuurbestendigheid van de draad (SO63 moet ≥125 °C zijn, SO96 moet ≥150 °C zijn) zorgt ervoor dat de primaire isolatie van de draad tijdens het reflow-soldeerproces geen thermische degradatie of prestatievermindering ondergaat.

• Dimensionale engineering: Nauwkeurige controle van de stripafmetingen (buitenisolatie 50-80 mm, afschermingslaag 6-8 mm) is niet willekeurig. Een te korte resterende afschermingslengte brengt de mechanische sterkte van de soldeerverbinding in gevaar; een te lange lengte kan leiden tot vermoeidheidsbreuk in trillingsomgevingen als gevolg van een hefboomeffect. De 预留 40-70 mm kerndraad biedt voldoende werkruimte en trekontlastingslengte voor het daaropvolgende krimpen of solderen van de geleider.

• Procesvensterbeheer: De verwarming moet gelijkmatig en snel gebeuren, met behulp van een geschikt heteluchtpistool of verwarmingselement, om ervoor te zorgen dat het soldeer volledig smelt en de afschermingslaag voldoende bevochtigt. Koude of droge soldeerverbindingen worden vermeden.

  
  

2.2 Soldeerproces voor de aansluiting: Flexibiliteit en hoge betrouwbaarheid garanderen

Handmatig solderen is een noodzakelijk proces wanneer de draaddiameters beperkt zijn, de ruimte klein is of de omgeving speciale eisen stelt.

• Draadbewerking bij hoge temperaturen (grondige methodologie):

• Thermisch beheer en stressvermindering: Na het strak oprollen en solderen van de aardingsdraad (0,35–0,8 mm²), het selecteren van een correct gespecificeerde dubbelwandige krimpkous met kleeflaag Bescherming is cruciaal. De binnenste laag smeltlijm vormt bij het krimpen een waterdichte, hermetische afsluiting, terwijl de buitenste laag mechanische bescherming biedt. De krimpkous moet de soldeerverbinding volledig bedekken en aan beide uiteinden iets uitsteken, waardoor een vloeiende spanningsovergang ontstaat en buigpunten zich niet ophopen bij de verbinding.

• Alternatieve bevestigingsmethode: De methode van het vastzetten met koperdraad of afschermingsvlechtwerk vóór het solderen biedt een hogere mechanische bundelsterkte, geschikt voor toepassingen waar sterke mechanische trillingen of krachten worden verwacht.

• Algemene verwerking van draden met lage hittebestendigheid (grondige methodologie):

• Structurele bescherming: De methode waarbij zijden koorden worden gebruikt en lijm wordt aangebracht (bijv. Q98-1) heeft als voordeel dat de lijm in het vlechtwerk doordringt en uithardt tot een robuuste composietstructuur, die met name geschikt is voor toepassingen in de lucht- en ruimtevaart die een extreem hoge trillingsbestendigheid vereisen.

• Parallelle verstrengelingsmethode: Door de afschermingslaag recht te trekken, deze met de aardingsdraadkern te verweven en vervolgens te solderen, wordt het grootste contactoppervlak en een uitstekend stroomgeleidingsvermogen verkregen, wat geschikt is voor toepassingen waar een grote piekstroomafvoer vereist kan zijn.

3. Aardingsproces voor meeraderige afscherming: systeemintegratie en EMC-optimalisatie

3.1 Aansluiting van de kabelboom met soldeerring: efficiënte aarding op systeemniveau

Deze methode realiseert een gemeenschappelijke aarding via een "hand-in-hand" serieschakeling, die vaak wordt gebruikt in interne kabelbomen voor kasten, servers, enz.

• Strategie voor systeemindeling: Het belangrijkste doel van de eis dat aansluitpunten d"versprongen zijn, is om de vorming van gelokaliseerde, stijve knobbeltjes te voorkomenwaarbij overmatige spanning tijdens het buigen van de kabelboom wordt vermeden en tegelijkertijd warmteafvoer wordt bevorderd. Het verbindingspad moet zo kort mogelijk zijn en uiteindelijk via een aardingsvlak met lage impedantie worden verbonden. enkelpunts aarding (of een verbindingspunt zoals vereist door de systeemarchitectuur) om aardlussen te voorkomen.

3.2 Gesoldeerde kabelboomafsluiting: oplossingen voor zeer betrouwbare toepassingen

In extreme omstandigheden of op terreinen met strenge beperkingen ten aanzien van procesmaterialen, is solderen de betrouwbaardere keuze.

• De essentie van het "Paraplu-achtige verbindingsproces: De essentie van dit proces ligt in minimaal invasief strippen (slechts 2-3 mm) en monologe materiaaloverdracht. Een onafhankelijke draad, van hetzelfde materiaal als de afschermingslagen, dient als basis waarop alle te aarden afschermingslagen worden gesoldeerd. Dit minimaliseert de schade aan de mechanische sterkte van de originele draad die wordt veroorzaakt door het strippen en garandeert de elektrische continuïteit van het aardingspad. Na het solderen moet het verbindingsgebied worden ingegoten en beschermd met materialen zoals siliconenrubber of epoxyhars om drie doelen te bereiken: isolatie, vochtbestendigheid en trillingsbestendigheid.

• De essentie van het "Gathering- en Lashing"-proces: Dit is een meer traditionele, betrouwbare methode voor het bevestigen van kabelbomen. De keuze voor de bevestigingspositie (40-70 mm van de connector) is erop gericht om voldoende ruimte te laten voor de buigradius aan het uiteinde van de connector, waardoor wordt voorkomen dat spanning direct op de soldeerverbindingen wordt overgebracht. De eisen voor de bevestigingsbreedte (ongeveer 1x de diameter van de kabelboom) en de dichte, niet-overlappende wikkelingen zijn ontworpen om ervoor te zorgen dat elke afschermingslaag gelijkmatig en betrouwbaar wordt samengedrukt om elektrisch contact te maken. De timing moet snel en gelijkmatig zijn, zodat het soldeer de binnenkant van de bevestigingslaag binnendringt en een solide geheel vormt.

4. Conclusie: Van procesuitvoering naar systeemopbouw

Het aarden van kabelassemblages met afscherming houdt in essentie in dat er op microscopisch niveau een betrouwbare elektrisch-mechanische interface wordt gecreëerd. De verschillende processen die in dit artikel worden beschreven, zijn allemaal specifieke hulpmiddelen om dit doel te bereiken. Het hoogste niveau van technische bekwaamheid wordt echter weerspiegeld in de combinatie van d"correcte selectie" en "precieze uitvoering." Ingenieurs moeten in staat zijn om weloverwogen beslissingen te nemen op basis van het type draad (hoge temperatuur/standaard, dikke/dunne afscherming), het toepassingsscenario (consumentenelektronica/industriële besturing/luchtvaart), het productievolume en de kostenbeperkingen.

Naarmate de signaalsnelheden in de toekomst de GHz-range bereiken en de systeemintegratie toeneemt, zullen afschermings- en aardingsprocessen voor grotere uitdagingen komen te staan. Dit kan mogelijk leiden tot nieuwe processen zoals laserlassen of geleidende lijmverbindingen. De kerndoelstelling blijft echter ongewijzigd: Het doel is om gedurende de gehele levenscyclus van het product een laagimpedantie, zeer stabiel pad voor de afvoer van elektromagnetische interferentie te bieden, waardoor de signaalintegriteit wordt gewaarborgd en de absolute betrouwbaarheid van de systeemwerking wordt gegarandeerd. Dit vereist van professionals niet alleen dat ze procesvaardigheden beheersen, maar ook dat ze de elektrische en fysische principes die eraan ten grondslag liggen, grondig begrijpen. Dit leidt tot een mentaliteitsverandering van operator naar procesingenieur.

2: Vragen en antwoorden

 V: Wat is het lasovergangsproces bij kabelbomen?

V: Waarvoor worden elektronische kabelassemblages gebruikt?

A:Belangrijkste industriële toepassingen:

• Consumentenelektronica: Interne bekabeling voor smartphones, huishoudelijke apparaten en audio-/videosystemen.

• Automobiel en transport: Complexe kabelbomen voor motormanagement, infotainment, verlichting en geavanceerde rijhulpsystemen (ADAS) in voertuigen, vliegtuigen en treinen.

• Industrie en productie: Aansluitingen voor robotica, CNC-machines, motorbesturingen en sensornetwerken in fabrieken.

• Medische hulpmiddelen: Betrouwbare, vaak steriliseerbare componenten voor diagnostische, beeldvormings- en levensondersteunende apparatuur.

• Telecommunicatie en datacenters: Snelle databekabeling voor servers, routers en basisstations.

• Lucht- en ruimtevaart en defensie: Uiterst betrouwbare, lichtgewicht assemblages die onder extreme omstandigheden moeten presteren en aan strenge veiligheidsnormen moeten voldoen.