Cách chọn khay đựng pin cúc áo phù hợp: Hướng dẫn dành cho pin CR2032, CR1220 và CR2450

Việc lựa chọn giá đỡ pin cúc áo bắt đầu từ loại pin, nhưng không dừng lại ở đó. Pin CR2032 có đường kính danh nghĩa là 20.0 mm và độ dày danh nghĩa là 3.2 mm, nhưng giá đỡ của nó cũng phải phù hợp với mạch in, chịu được quá trình lắp ráp và cho phép thay thế pin. Một giá đỡ có thể phù hợp với pin nhưng vẫn không phù hợp với mạch in.

Ngay cả hai loại giá đỡ được thiết kế cho cùng kích thước pin cũng có thể khác nhau về cách bố trí tiếp điểm, phương pháp giữ pin, kích thước bên ngoài và kiểu lắp đặt. Hướng dẫn này xem xét ba kích thước pin cúc áo phổ biến - CR1220, CR2032 và CR2450 - và giải thích những điều cần cân nhắc khi so sánh cấu trúc giá đỡ và kiểm tra khả năng tương thích với mạch in. Nó cũng giới thiệu một số sản phẩm được lựa chọn. Kinghelm Các mô hình giá đỡ pin được sử dụng để minh họa cách các yếu tố này áp dụng vào việc lựa chọn sản phẩm thực tế.

Kích thước pin cúc áo: CR1220, CR2032 và CR2450

Bước đầu tiên là xác định chính xác loại pin. CR1220, CR2032 và CR2450 đều là pin cúc áo lithium mangan dioxide, và tên gọi của chúng đề cập đến kích thước danh nghĩa chứ không phải kích thước của vỏ pin. Ba chữ số đầu tiên chỉ đường kính danh nghĩa, trong khi hai chữ số cuối cùng chỉ độ dày danh nghĩa.

Các giá trị này mô tả các viên pin, chứ không phải giá đỡ pin. Vỏ ngoài của giá đỡ pin thường lớn hơn vì nó cần các chân tiếp xúc, thân cách điện, các tính năng giữ chặt và khoảng trống để lắp đặt. Do đó, hai giá đỡ dành cho pin CR2032 có thể chiếm các diện tích và chiều cao khác nhau trên bo mạch. Ảnh sản phẩm có thể giúp xác định hình dạng tổng thể, nhưng bản vẽ hiện tại mới là yếu tố quyết định bố cục.

Sau khi đã thu hẹp phạm vi tìm kiếm bằng cách xác định kích thước pin, câu hỏi tiếp theo là cách thức tiếp xúc của giá đỡ và cách lắp ráp của nó. Những lựa chọn này ảnh hưởng đến cả độ tin cậy về điện và quy trình sản xuất.

Cấu trúc tiếp điểm và các kiểu lắp đặt của giá đỡ pin cúc áo

Đường tiếp xúc và áp suất lò xo

Giá đỡ pin cúc áo phải kết nối các cực trên và dưới của pin đồng thời hạn chế sự chuyển động. Nhiều thiết kế sử dụng các tiếp điểm lò xo ép vào bề mặt pin, nhưng hình dạng tiếp điểm chi tiết có thể khác nhau. Áp lực tiếp xúc rất quan trọng vì nó hỗ trợ tiếp xúc điện ổn định và giúp giá đỡ giữ chặt pin. Lớp mạ và vật liệu tiếp xúc cũng ảnh hưởng đến khả năng chống ăn mòn và mài mòn, vì vậy các chi tiết này nên được lấy từ thông số kỹ thuật sản phẩm tương ứng.

Không nên đánh giá độ tin cậy của tiếp điểm chỉ dựa vào đường kính của pin. Giá đỡ có thể trông vừa khít trong khi tiếp điểm lại nằm ở vị trí không phù hợp trên pin hoặc không giữ chắc pin. Bản vẽ cần thể hiện vị trí tiếp điểm, các bề mặt pin được đỡ và khoảng trống cần thiết cho sự biến dạng.

Giữ lại và thay thế pin

Cơ chế giữ pin quyết định cách lắp đặt và tháo gỡ pin. Tùy thuộc vào thiết kế, pin cúc áo có thể được giữ bằng các chân tiếp xúc, cố định bằng nắp hoặc kẹp, hoặc được bảo vệ bởi một bộ phận cơ khí khác. Giải pháp phù hợp phụ thuộc vào việc sản phẩm được lắp ráp một lần, bảo dưỡng tại hiện trường hay được mở ra nhiều lần trong quá trình phát triển.

Giá đỡ phải chừa đủ không gian để thực hiện phương pháp thay thế dự định. Một giá đỡ nhỏ gọn giúp tiết kiệm diện tích bo mạch vẫn có thể là lựa chọn không tốt nếu kỹ thuật viên không thể nhấc pin lên mà không chạm vào các linh kiện gần đó hoặc làm biến dạng các điểm tiếp xúc. Việc thay thế nhiều lần cũng cần được kiểm tra so với bản vẽ giá đỡ và thông số kỹ thuật sản phẩm.

Lắp đặt SMT và xuyên lỗ

Các chân linh kiện gắn trên bề mặt (SMT) được đặt trên các điểm tiếp xúc của mạch in và được nối với nhau trong quá trình hàn chảy, trong khi các chân linh kiện xuyên lỗ sử dụng các lỗ mạ và thường được hàn từ phía đối diện của bo mạch. SMT phù hợp với lắp ráp tự động và bố cục nhỏ gọn. Việc gắn xuyên lỗ có thể cung cấp một cấu trúc cơ học khác thông qua sự tiếp xúc với bo mạch, nhưng độ bền thực tế và tính phù hợp với quy trình phụ thuộc vào thiết kế của chân linh kiện.

Đối với SMT, hãy xác nhận kiểu bố trí chân linh kiện được khuyến nghị, yêu cầu về keo hàn, hướng đặt linh kiện, điều kiện hàn chảy và phương pháp xử lý. Đối với linh kiện xuyên lỗ, hãy xác nhận đường kính lỗ, bước chân, chiều dài chân và yêu cầu hàn. Trong cả hai trường hợp, hình dạng chân linh kiện phải được lấy từ bản vẽ sản phẩm chứ không phải được thu nhỏ từ ảnh chụp.

KinghelmCác trang danh mục chính thức của nhà sản xuất xác định KH-CR1220-2, KH-CR2032-2-1 và KH-BS2450-2-SMT là các loại đế giữ pin cho các kích thước pin danh nghĩa CR1220, CR2032 và CR2450. Các bản vẽ được công bố không cung cấp cùng mức độ chi tiết cho mọi mẫu. Bản vẽ CR2032 bao gồm vật liệu tiếp xúc và giới hạn điện, bản vẽ CR1220 bao gồm ghi chú về quá trình hàn chảy lại và kích thước miếng đệm, và bản vẽ BS2450 xác định kiểu miếng đệm SMT và vỏ ngoài. Những khác biệt đó được ghi chú trong bảng sản phẩm ở phần sau của hướng dẫn này.

Việc lựa chọn một giá đỡ có cấu trúc tiếp xúc và lắp đặt phù hợp là chưa đủ. Kích thước tổng thể và diện tích tiếp xúc của nó cũng phải phù hợp với mạch in và vỏ bọc xung quanh.

Cách kiểm tra khả năng tương thích giữa mạch in (PCB) và các bộ phận cơ khí.

Dấu chân PCB

Hãy bắt đầu với bản vẽ bố trí linh kiện được đề xuất: vị trí chân linh kiện hoặc lỗ, kích thước, khoảng cách và hướng. Kiểm tra vị trí đặt linh kiện so với các lỗ xuyên mạch, điểm kiểm tra, đường dẫn và các linh kiện cao gần đó. Nếu bản vẽ xác định vùng cấm, hãy coi đó là một phần của bản vẽ bố trí linh kiện chứ không phải là hướng dẫn tùy chọn.

Bản vẽ lắp ráp cũng cần thể hiện hướng xoay và cực tính của giá đỡ. Những thay đổi nhỏ về hướng có thể ảnh hưởng đến việc tiếp cận pin, vị trí tiếp điểm và không gian cần thiết cho dụng cụ. Cần kiểm tra lại dấu chân linh kiện được sao chép từ bo mạch cũ mỗi khi kiểu giá đỡ thay đổi.

Khoảng hở cơ khí và khả năng tiếp cận để bảo dưỡng

Vỏ ngoài của hộp đựng pin lớn hơn pin cúc áo. Hãy kiểm tra chiều dài, chiều rộng và chiều cao đầy đủ của nó so với các bộ phận liền kề, thành vỏ, đầu nối, dây cáp và nắp sản phẩm. Cũng cần chừa không gian cho việc lắp và tháo pin, bao gồm cả việc di chuyển ngón tay, dụng cụ hoặc nắp đậy cần thiết do thiết kế của hộp đựng.

Việc kiểm tra chiều cao hữu ích không chỉ giới hạn ở bản thân linh kiện. Hãy so sánh chiều cao của cụm linh kiện đã lắp ráp từ mạch in đến bề mặt bên trong của vỏ hộp. Đối với các sản phẩm có cáp mềm hoặc các bộ phận chuyển động, hãy đảm bảo rằng việc sử dụng bình thường không gây áp lực lên pin hoặc làm chập các tiếp điểm của giá đỡ.

Phân cực, Đánh dấu và Xác thực 3D

Pin cúc áo có cực dương và cực âm, do đó hướng lắp đặt phải được xác định rõ ràng trong suốt quá trình thiết kế, lắp ráp và bảo dưỡng. Xác nhận ký hiệu cực dương, vị trí tiếp điểm và hướng bố trí linh kiện trên bản vẽ. Thêm thông tin cực tính rõ ràng vào lớp in lụa trên mạch in và tài liệu lắp ráp.

Nếu có sẵn, mô hình 3D có thể cho thấy sự chồng chéo mà hình chiếu 2D không thể hiện. Hãy sử dụng nó để kiểm tra kích thước vỏ bọc, khoảng cách với vỏ máy và đường tháo pin. Nếu không có mô hình nào được công bố cho bộ phận cần thiết, vui lòng liên hệ KinghelmHãy liên hệ với nhóm kỹ thuật của chúng tôi để xác nhận bản vẽ và dữ liệu 3D hiện có; đừng cho rằng tệp STEP sẽ được cung cấp cho đến khi nhóm này xác nhận.

Sau khi đã kiểm tra độ vừa vặn của pin, cấu trúc giá đỡ và khả năng tương thích với mạch in, bạn có thể so sánh các lựa chọn còn lại với các yêu cầu lắp ráp và bảo dưỡng của ứng dụng mình.

Lựa chọn giá đỡ pin cúc áo phù hợp với ứng dụng của bạn

Kiểm tra thực tế trước khi so sánh các mẫu xe

Trước khi đưa ra lựa chọn cuối cùng, hãy so sánh các giá đỡ được chọn lọc với các yêu cầu thực tế như định dạng ô chính xác, diện tích bảng mạch có sẵn, quy trình lắp ráp dự định, chiều cao vỏ và khả năng tiếp cận để bảo trì. Sử dụng bản vẽ và bảng dữ liệu hiện hành để loại bỏ các mẫu không đáp ứng được các ràng buộc này.

Kinghelm Các mẫu và thông số kỹ thuật đã công bố

Các mẫu sau đây được liệt kê trên KinghelmTrang sản phẩm chính thức của hãng dành cho ba kích thước pin được thảo luận trong hướng dẫn này. Bảng chỉ tóm tắt các chi tiết được công bố trên trang sản phẩm hoặc bảng dữ liệu hiện hành. Nó tách biệt kích thước pin danh nghĩa khỏi kích thước đế giữ pin, vật liệu và giới hạn điện.

Hãy sử dụng các giá trị này như một bản tóm tắt dữ liệu đã công bố, chứ không phải để thay thế cho bản vẽ được kiểm soát hiện hành. Các bảng dữ liệu hiển thị trực tuyến có thể được sửa đổi, và các giá trị kích thước có thể xác định phạm vi bên ngoài chứ không phải là không gian trống được đảm bảo. Để được phê duyệt sản xuất, hãy so sánh bản vẽ sửa đổi mới nhất với thông số kỹ thuật chính xác của ô, kích thước PCB, vỏ và quy trình lắp ráp.

Cân nhắc ứng dụng

Các sản phẩm tiêu dùng nhỏ gọn thường ưu tiên diện tích và chiều cao của bo mạch, nhưng khả năng tiếp cận để bảo dưỡng vẫn rất quan trọng trong quá trình sản xuất và sửa chữa. Các thiết bị đo, đồng hồ và hệ thống điều khiển công nghiệp có thể chú trọng hơn đến khả năng giữ chắc chắn, phân cực rõ ràng và khả năng tiếp cận sau khi lắp đặt. Các sản phẩm di động cũng cần được kiểm tra độ dịch chuyển giữa pin và giá đỡ trong quá trình sử dụng bình thường.

Bộ phận mua hàng không nên chỉ dựa vào tên gọi để phê duyệt giá đỡ pin. Hãy yêu cầu bản vẽ với cùng phiên bản mà bộ phận kỹ thuật đang xem xét, và so sánh nó với pin, kích thước mạch in và vỏ hộp được đề xuất. Nếu pin có các chân hàn hoặc dây dẫn, hãy sử dụng đầu nối hoặc tiếp điểm pin phù hợp thay vì cố gắng lắp nó vào giá đỡ pin trần.

Kết luận

Mẫu pin xác định kích thước ban đầu, nhưng việc lựa chọn giá đỡ thành công phụ thuộc vào toàn bộ cụm lắp ráp. Cấu trúc tiếp điểm, độ bám giữ, phương pháp lắp đặt, kích thước mạch in, khoảng cách với vỏ máy và khả năng tiếp cận pin đều ảnh hưởng đến việc linh kiện có thể chuyển từ giai đoạn mẫu sang sản xuất hàng loạt hay không.

Trước khi hoàn thiện mạch in (PCB), cần xác nhận chính xác loại cell, thu hẹp cấu trúc giá đỡ, xác minh quy trình sản xuất và kiểm tra bản vẽ hiện tại. Kinghelm Có thể xem xét mô hình pin được đề xuất, không gian bảng mạch khả dụng, phương pháp lắp ráp và yêu cầu về vỏ bọc, đồng thời xác nhận các tài liệu kỹ thuật hiện có cho từng loại giá đỡ. Liên hệ với Kinghelm Nhóm kỹ thuật cần nắm rõ các chi tiết đó trước khi phê duyệt một bộ phận để đưa vào sản xuất.