PCB板用弹簧式接线端子DG141R结构

　　做工业控制板卡设计快十二年，经手的PCB接线端子选型没有上百也有八十，这款弹簧式接线结构是最近在伺服驱动IO板卡上批量用的型号，先从实际安装场景说，这类端子主要用在工控板、电源模块、小型PLC扩展板的板端接线，替代早年的螺钉式端子，解决现场接线拧螺钉扭矩不一致、振动环境下螺钉松脱断线的问题，尤其是设备出厂后现场运维人员接线水平参差不齐的场景，弹簧压接的结构不需要控制扭矩，插线到位就能自动锁止，新手接线也不会出现压接不牢或者拧坏端子塑壳的问题。

　　先讲安装边界，这款是2.54mm间距的直插式结构，插针是标准0.6mm见方的方针，对应PCB上的焊盘孔径设计成0.8mm，焊盘外径1.5mm，相邻焊盘中心距严格卡2.54mm，和常规排针的封装完全兼容，做PCB封装的时候不需要额外调整孔位，老项目改款替换螺钉端子的时候直接换封装库就行，不用重新画板。塑壳本体的高度，从PCB板面到端子顶部的压接按键面是12.8mm，板后伸出的插针长度是3.2mm，过波峰焊的时候不会因为插针太短吃锡不良，也不会因为太长顶到下方的壳体或者支撑柱，我之前做一款超薄IO模块的时候，板下净空只有3.5mm，这款端子的插针长度刚好适配，不会出现干涉。塑壳的宽度方向，单pin的宽度是2.54mm，6pin规格的总宽度是15.24mm，长度方向从焊盘前端到端子尾部的出线口是10.2mm，出线方向是垂直于PCB板面向上，接线的时候导线从顶部插入，压接按键在端子的前端，也就是靠近板边的一侧，现场接线的时候不用把手指伸到板卡深处，在板边就能按动按键插拔导线，比侧面出线的端子操作空间要求小很多，适合高密度排布的板卡。

　　再讲功能特性，内部的弹簧构件是锡青铜镀锡的材质，抗疲劳性够，按动寿命实测能到500次以上压接不出现弹力衰减，压接导线的时候，能适配22AWG到16AWG的单股硬线或者多股软线，多股软线不用压冷压端头，直接剥线8mm插进去就能锁止，拉脱力能达到15N以上，满足GB/T 14048.7里的接线端子拉脱力要求，不会出现设备运输振动后导线脱落的问题。塑壳用的是PA66加玻纤的材质，阻燃等级是UL94 V0，过回流焊或者波峰焊的时候，塑壳的耐温能到260℃持续10秒不融化变形，不会出现焊完端子塑壳翘曲、按键卡滞的问题。相邻pin之间的塑壳有隔离筋，爬电距离能到3.2mm，电气间隙2.8mm，额定电压300V、额定电流10A的工况下完全满足安规要求，不用额外做绝缘隔离处理，做AC220V进线端子的时候也能符合安规间距要求。

　　设计思路上，这款端子采用的是侧装弹簧的结构，和传统的顶部弹簧结构不一样，压接按键的力臂更长，按动的时候需要的按压力更小，现场接线用单手就能操作，不用两只手配合，接线效率比螺钉端子高30%以上。插针和内部的弹簧夹是一体式铆接结构，不是分体插接的，接触电阻能控制在5mΩ以下，大电流通过的时候不会因为接触电阻大出现端子发热的问题，我之前做过10A持续通电的温升测试，环境温度25℃的时候，端子塑壳表面温升不超过30K，远低于标准要求的45K限值。塑壳底部有两个定位柱，直径1.0mm，对应PCB上的定位孔直径1.1mm，过波峰焊的时候端子不会因为锡流的冲击力偏移位置，焊完之后端子的垂直度能控制在0.1mm以内，不会出现pin针歪、和对插件不匹配的问题。另外端子的两侧有拼接卡扣，多pin使用的时候可以任意拼接pin数，不用单独开不同pin数的模具，从2pin到24pin都能自由组合，小批量打样的时候不用备多种规格的库存，按需拼接就行，能减少物料种类，降低仓储压力。

　　实际用的时候要注意，PCB上定位孔的位置要和插针孔位的同轴度控制在0.05mm以内，不然定位柱插进去之后会把端子顶歪，导致焊盘虚焊。剥线的时候导线的剥头长度严格控制在7-9mm，太长的话铜丝会露出端子尾部，造成相邻pin之间短路，太短的话铜丝插不到弹簧夹的底部，压接不牢容易拉脱。如果是用在振动等级较高的设备上，比如机床、工程机械的控制板，建议在端子塑壳和PCB之间点一小滴红胶固定，进一步增强抗振动性能，不过正常工业环境下不用点胶也能满足振动要求。