车身控制模块插针介绍

车身控制模块插针介绍
作者：陈静
来源：《中国新技术新产品》2011年第02期
摘要：随着人们对汽车操控性及舒适性需求不断的提高，汽车车身中的电子设备越来越多，如电动后视镜、中央门锁、玻璃升降器、车灯乃至其它更多的高级功能等。

这些外部的功能需要通过一个中央处理器来执行。

这个中央处理器就是车身控制模块。

新型车身控制模块与客户端接插件的连接针使用的是顺应针技术，针眼设计的顺应针直接通过过压连接到线路板的镀锡孔中，实现了无焊接连接，是一个清洁、绿色、环保的无铅连接工艺。

关键词：车身控制模块；顺应针；插针工艺
中图分类号：U471 TP2文献标识码：B
随着汽车电子技术的发展，越来越多的电控单元被应用到汽车上。

应用于车身电子技术的有电动后视镜控制模块、电动座椅控制器、电动门窗控制器、空调控制器、灯光控制器、中控锁模块，防盗器等。

一、车身控制模块。

电控单元在汽车中的应用越来越多，各电子设备间的数据通信变得越来越多，同时这些分离模块的大量使用，在提高车辆舒适性的同时也带来了成本增加、故障率上升、布线复杂等问题。

于是，需要设计功能强大的控制模块，实现这些离散的控制器功能，对众多用电器进行控制，这就是车身控制模块，BCM(BODY CONTROL MODEL)。

目前BCM 是汽车电子研究的热门，竞争也相当激烈。

车身综合控制系统要从发动机综合控制系统计算机处取得有关发动机和车辆的信息，例如发动机转速、发动机冷却液温度和车速等，还要从其他来源取得蓄电池电压、机油压力、燃料液位、外界温度、内部温度等信息。

另外还要获得所有的控制命令开关量信号。

由于车身综合控制系统从不同来源取得信息，它需要有一个信息处理系统来处理所有信息。

经计算后把相应的输出信号输出给各个元件。

这个信息处理系统就是车身控制模块。

这个模块中的模／数转换器(A／D)用来把许多传感器送来的模拟信号转换为数字信号。

时钟脉冲计数器保证输入的信息能按正确的顺序进行处理，并便于和发动机综合控制系统之间以8000b／s 以上的速率交换信息。

由于BCM要采集多个来源的不同情况的信息，所以需要采用多路传输信息采样系统。

BCM是按可编程的只读存储器(PROM)编定的程序有规则地检查信息输入和进行处理的。

二、车身综合控制系统的控制功能
1、Follow-me Home(FMH)这个功能的作用是当发动机已经关闭，BCM接到点亮大灯信号后，输出信号使大灯保持点亮比较短的一段时间。

当开车人夜间停车后可以利用该功能照亮回家的路程，所以被形象地称为“伴我回家”。

2、Lead me to the Car(LMC)这个功能也是用于夜间或者在停车场找自己车的时候由钥匙上的无线发射器与BCM通信，使大灯点亮，方便找到自己的车子。

3、Entry Control进入控制这个功能主要是指中控门锁系统，免钥匙进入系统，防盗报警系统和行李箱油箱控制开关。

4、Exterior light外部大灯控制可以用来控制转向灯，前后雾灯，另外如果车上有外加传感器的话也能实现自动控制大灯。

5、Internal light内部灯控制
6、其他：诸如后车窗除雾，前后车窗雨刮器，巡航控制，电动车窗，钥匙发现，喇叭控制等。

7、与全车CAN／LIN总线的通信和诊断功能
三、插针技术。

印刷线路板是信息高速公路的神经中枢。

无论主动还是被动，这些线路板都要通过无数的连接器连接到其他的线路板或插头接口上。

一块用于连接电线，电缆和副板的线路板连接超过20000个引脚的情况也是比较常见的。

当然，很多情况下这些引脚连接是焊接连接的。

不过现在的发展趋势还是希望引脚直接压接到线路板上。

因为引脚不是焊接上去的，就没有锡桥引起的短路和虚焊引起的焊接不良。

也没有会降低连接可靠性的助焊剂残留，也不会发生烫坏周边元器件的情况。

这个压接工艺是符合无铅组装的，相对来讲更容易拆卸和更换故障连接器。

真正完美的工序是你压下一个连接器，它一下子就完成了，甚至你可以同时压接上800或者900个引脚在PCB上。

引脚压接技术是耐用的，可靠的而且对振动和温度的波动也有一定的抵抗力。

是和焊接一样可靠的。

压接封装一开始用在电信工业上，用以连接主线路板和副线路板的，而这些运用预期40年无障碍。

线路板不是唯一运用压接封装连接器的产品。

此技术现已广泛用于各种领域，包括汽车业，军事和医疗设备。

许多关键的安全设备，如用于汽车上的安全气囊和传感器，都使用了压接封装连接。

压接装配连接针可以用各种不同的金属的制作，包括铜合金，镍合金，磷青铜和黄铜。

几种金属的合金也是可以的，包括锡铅，锍锡，光亮锡和镀金镍。

此种连接器可以是块状的或者片状的。

块状的可以做成各种不同长度和厚度的圆型，正方形，长方形。

它们可以是直条形的或者弯成一个直角，并且连接的底端和导入口点在同一个连接器。

块状体可以是单个的，或者几个合成一组封装在一个塑料盒子或者塑料袋。

通常，塑料带式的可以通过消减长度进行设计，制造出符合顾客要求的连接器。

如块状型，片状行也可以做成直条形或者直角形。

它们可以做成一个一个的或者细长条或者宽一点的条状。

片状连接器的底端可以使平的或者锥形的，或者为了特别的着力效果做成凹口形。

四、插针工艺。

最初，简单的引脚受制于间隙配合。

当时面临的问题是，当一个引脚塞过一个孔时，引脚表面或者PCB板过孔的镀层会被磨掉，如果引脚或过孔的公差超出了范围，将会得到一个不好的连接情况。

不过，现在的连接器所使用的引脚已经设计的可以兼容了。

每个引脚只会比对应的孔大干分之几英寸。

一旦这个引脚插到孔里，它就压紧了。

弹簧张力确保了引脚和板子之间的电路连接。

摩擦力和金属之间的作用力保持引脚不会被拉出来。

插针引脚给了PCB加工一个较大的钻孔及镀孔的工艺窗口。

洞的大小不需要再被控制的非常准确。

插针引脚的另一个优势是它们在插入时不会明显地损伤孔。

因此，更换损坏的引脚、插入新的引脚都不会对电气连接情况带来负面影响。

但是，一个PCB板孔一般返工两次就要报废。

插针引脚的典型形状有“针眼”形等很多设计。

美国Tyco公司的“主动引脚”由两个轻微接触的弹簧部件组成。

横梁设计成塑料的，以便插入时有充分的弹性变形。

弹簧部件可以不同程度地容纳大小稍有不同的孔。

“独木舟引脚”有一个c型截面。

当插入到板子时，截面看起来像一个o。

因为它的圆形，这样的设计与孔有良好的接触，并且弹力分布均匀。

通过压接在板子上装配连接器已经非常普遍了。

通常，一名操作员加载一个板子和一个或多个连接器到一个夹具，接下来的压接装配是半自动的过程。

撞击可以使连接器打到板子上或者板子连接到连接器上。

压接装配可以是手动按压，气动按压，液压按压或者伺服电机按压。

其中的选择取决于对应的成本，质量，PCB本身能承受的应力和生产数量。

比如说，如果要在一种廉价产品的简单电路板上安装一个50美分的接头，可以用气动封装或手动封装。

如果要在电信应用的一块主板上安装一个高密度连接器，可能需要一个电脑控制和力反馈的伺服电机压接完成装配。

完成这样的一块主板可能要花费10000美金。

在这种情况下，真正在意的是连接器安装是否正确，
质量如何。

一般的制造商希望监控从开始到结束的整个装配过程，以便一旦发生错误，可以立即停止，避免损坏PCB板。

插入的力取决于PCB板的材料、表面粗糙度、尺寸、设计和连接器上的针数。

插入一个直径为0.64毫米的引脚所需的力一般为7至13磅。

插入一个直径为0.81毫米的引脚所需的力一般为13至29磅。

这是1个引脚，确定插多个引脚的连接器所需要的力是用一个引脚所需要的力乘以总的引脚数。

举例来说，如果插入一引脚需要20磅的力量，连接器有20个引脚，整个装配需要400磅的力量。

有的时候甚至需要3吨的力来装配一组连接器。

为了控制这些具有潜在破坏性的力量，设备制造商创造了许多不同的方法用以监测压接前，压接中和压接后的连接器质量。

例如，Schmidt已开发了验证连接器压接前质量的专门工具。

当一个连接器插入到模具中，传感器确定是否所有引脚都在并且长短合适。

如果任何引脚缺失，压接将不会开始。

插入后，模具确认所有引脚都完全透过孔。

有的压接封装机器预装视觉系统。

插入一个连接器前，视觉系统确保所有引脚都在，直立的，并且在公差内。

在插入时，装配设备可以通过另加的一套单元系统，确定插入应力(在PCB板表面产生)是否在一个既定的最低值和最高值之内。

这一点很重要，因为如果插入应力低于最低值，它可能意味着PCB上的孔过大，和没有运用足够的力装配对应的引脚。

这样的话，会引起电气连接不良。