TWS 배터리 접점 스프링: 304 스테인리스 스틸, 0.3mm 와이어, ±3% 하중
진정한 무선 이어버드 충전 케이스 내부의 배터리 접점 스프링은 자재 명세서에서 가장 단순한 항목처럼 보입니다. 0.3mm 스테인리스 와이어 몇 코일일 뿐입니다. 그러나 실제로는 제작하기 가장 까다로운 부품 중 하나입니다. 접점 하중은 월 수백만 개 생산에서도 몇 퍼센트 이내로 유지되어야 하며, 도금은 땀, 습기 및 반복적인 도킹을 견뎌야 하고, 약간의 변동이라도 현장에서 충전 불량과 보증 반품으로 나타납니다.
프로젝트 배경 및 과제
고객은 국제 브랜드를 위해 TWS 이어버드와 웨어러블 기기를 개발 및 제조하는 아시아 ODM 업체입니다. 각 충전 케이스 내부에서 작은 배터리 접점 스프링이 배터리 단자에 압력을 가해 열팽창, 진동 및 수천 번의 개폐 사이클을 통해 안정적인 연결을 유지합니다. 이전 공급업체는 대량으로 부품을 코일링할 수 있었지만, 납품된 하중은 배치마다 눈에 띄게 달라졌고, 수천 번의 삽입 사이클 후 도금 마모로 인해 접촉 저항이 증가하고 최종 사용자로부터 간헐적인 충전 불만이 제기되었습니다.
엔지니어링 요구 사항은 세 가지 방향으로 엄격했습니다. 첫째, 스프링은 0.3mm 와이어로 코일링됩니다. 이는 실용적인 코일링의 미세한 끝에 가깝기 때문에 와이어 장력부터 피치까지 모든 공정 매개변수가 최종 하중에 영향을 미칩니다. 둘째, 접점 하중 공차는 ±3%로 설정되었으며, 이는 일반 스프링에 일반적으로 적용되는 ±10%보다 훨씬 엄격합니다. 셋째, 접점은 니켈 도금이 손상되지 않은 상태에서 100,000회 삽입 및 누름 사이클을 견뎌야 합니다. 사용자가 이어버드를 도킹할 때마다 도금된 표면이 단자와 슬라이딩 접촉을 하기 때문입니다.
생산량은 모든 것을 더 어렵게 만들었습니다. 이 프로그램은 두 분기 내에 월 100만 개에서 300만 개로 증가했습니다. 이 속도에서는 1%의 불량률만으로도 수만 개의 결함 있는 충전 케이스가 발생합니다. 고객은 단순히 초기 샘플을 통과하는 것이 아니라 대량 생산에서 통계적 관리를 유지할 수 있는 공급업체를 필요로 했습니다.
또한 일반 스프링에서는 거의 논의되지 않는 실질적인 제약이 있었습니다. 부품은 다른 국가에 있는 두 개의 조립 공장으로 대량 출하되며, 0.3mm 와이어의 느슨한 코일 스프링은 심하게 엉킵니다. 엉킨 스프링은 리드가 변형된 상태로 도착하므로 포장, 방습 및 상자당 수량 관리가 사후 고려 사항이 아니라 기술 계약의 일부가 되었습니다.
BQUQ 공정 솔루션
BQUQ는 이를 코일링 작업이 아닌 하중 제어 문제로 우선 처리하고, 월 100만~300만 개의 생산량에서 하중 분포를 중심에 두고 좁게 유지하는 데 공정을 집중했습니다.
재료 및 와이어 선택
모든 스프링은 고객이 습한 환경에서의 내식성을 위해 선택한 304 스테인리스 스틸 와이어로 코일링됩니다. 감사된 밀에서 공급된 와이어는 입고 시 직경과 인장 일관성을 검사합니다. 0.3mm 와이어의 직경이 조금만 변해도 스프링 레이트가 측정 가능하게 변하기 때문입니다. 0.3mm 크기는 BQUQ가 취급하는 0.2-3mm 스프링 와이어 범위 내에 충분히 들어맞으며, 입고 검사에서 직경 균일성을 기록하여 밀 로트 변경이 코일링 현장에 도달하기 전에 감지됩니다. 승인된 밀 간의 전환은 하중 분포가 변하지 않음을 확인하는 확인 런 후에만 허용됩니다.
코일링 및 하중 윈도우 설정
코일링은 외경 인라인 모니터링이 있는 CNC 스프링 코일링 장비에서 스케줄링됩니다. 단일 공칭 하중을 목표로 하는 대신, 공정은 하중 윈도우를 중심으로 설정됩니다. 각 설정에서 샘플 스프링을 스프링 하중 시험기에서 테스트하고, 하중-변위 곡선을 ±3% 밴드와 비교합니다. 피치, 직경 및 자유 길이를 분포가 윈도우 중앙에 위치할 때까지 조정한 다음 고정합니다. 코일링 후 응력 제거는 잔류 응력을 안정화시켜 보관 및 운송 중 측정된 하중이 변동하지 않도록 합니다.
니켈 도금 및 사이클 검증
도금 전에 모든 스프링은 배터리 단자를 긁을 수 있는 날카로운 절단 꼬리와 와이어 드로잉 잔여물을 제거하기 위해 디버링을 거칩니다. 그런 다음 니켈 도금이 부식 방지와 낮고 안정적인 접촉 저항을 모두 위해 두께를 제어하여 적용됩니다. 내구성을 검증하기 위해 샘플 스프링을 이어버드 도킹 동작을 재현하는 지그에서 100,000회 삽입 및 누름 사이클을 실행하고, 설정된 간격으로 접촉 저항을 측정합니다. 도금은 관통이 없었고 저항 드리프트는 고객의 한계 내에 머물렀습니다.
코일 형상은 코일링 스테이션에서 먼저 설정된 다음, 접점 감촉에 영향을 미치는 모든 매개변수가 양산 전에 고정됩니다. 와이어 직경 0.3 mm, 코일 직경, 피치 및 리드 길이는 초기 샘플에서 측정되고, 접점 하중은 배치당 5개 지점을 샘플링하는 하중 게이지로 ±3% 윈도우 전반에 걸쳐 검증됩니다. 스프링이 0.3 mm 배터리 탭에 대해 작동하기 때문에 버 높이와 리드 정렬은 하중만큼 중요합니다. 정렬이 잘못된 리드는 탭 가장자리에 걸려 도금을 긁을 수 있으므로, 리드는 모든 체인지오버에서 통과/불통과 지그로 검사됩니다.
주요 사양
| 항목 | 사양 |
|---|---|
| 재료 | 304 스테인리스 스틸 스프링 와이어 |
| 와이어 직경 | 0.3mm |
| 하중 공차 | 접점 하중 ±3% |
| 표면 처리 | 디버링, 니켈 도금 |
| 사이클 수명 | 100,000회 삽입/누름 사이클 검증 |
| 생산량 | 월 1M-3M 개 롤링 스케줄 |
| 검사 | 스프링 하중 곡선 샘플링, 하중 CPK≥1.33, ISO9001:2015 시스템 |
| 납기 | 샘플 3-7일; 첫 배치 12-20일 |
품질 관리 및 납품
각 새로운 설정은 초기 샘플 승인으로 시작됩니다. 광학 프로젝터에서 전체 치수 검사, 통계적으로 유의미한 샘플에 대한 하중 테스트, 도금 두께 측정. 승인 후 생산은 접점 하중을 핵심 특성으로 하는 SPC 하에 실행됩니다. 모든 배치는 검사 보고서와 함께 출하되며, 공정 능력 데이터가 추적되어 하중 CPK가 1.33 이상으로 유지됩니다. 전체 흐름은 ISO9001:2015 품질 시스템 하에 운영됩니다.
결과: 고객은 두 번의 샘플 라운드 후 부품을 승인했으며, BQUQ는 현재 월 100만 개에서 300만 개로 확대된 롤링 월간 스케줄로 출하하고 있습니다. 접점 스프링으로 인한 현장 충전 불만은 양산 첫해 동안 사실상 0으로 떨어졌습니다. 하중 개선과 함께, 대량 포장 형식이 운송 중 와이어 엉킴을 방지하기 위해 고객과 함께 개선되어 조립 공장의 마지막 불만이 해소되었습니다.
추적성도 흐름에 내장되었습니다. 각 생산 로트는 와이어 밀 로트 및 도금 로트와 연결되어, 업스트림 입력 중 하나라도 이상이 발생하면 영향을 받는 상자 범위를 몇 주가 아닌 몇 시간 내에 식별하고 격리할 수 있습니다. 이 규율은 고객의 자체 공급업체 감사에서 300만 개 규모의 자재 출처 증거를 요구할 때 한 번 이상 중요했습니다.
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스프링 공차, 도금 또는 사이클 테스트에 대한 질문은 BQUQ FAQ 센터에서 답변됩니다.
FAQ
배터리 접점 스프링에 대해 얼마나 엄격한 하중 공차를 유지할 수 있습니까?
BQUQ의 코일 스프링에 대한 하중 및 토크 공차 ±3-5%는 표준 능력입니다. 이 프로젝트는 ±3%를 요구했으며, 이는 코일러에서 하중 윈도우를 중심으로 설정하고 배치 출하 전에 접점 하중 CPK≥1.33을 확인하여 유지됩니다.
어떤 와이어 직경과 재료를 취급할 수 있습니까?
0.2mm에서 3mm까지의 스프링 와이어, 302 및 304 스테인리스 스틸, 65Mn, 뮤직 와이어 및 인청동. 이 프로젝트의 0.3mm 와이어는 일상적인 크기입니다. 더 미세한 직경에서는 입고 와이어 직경 균일성에 특별히 주의를 기울입니다. 작은 변동이 스프링 레이트를 변화시키기 때문입니다.
사이클 수명은 어떻게 검증됩니까?
BQUQ의 피로 및 사이클 검증 능력은 500만에서 1000만 사이클을 포괄합니다. 여기서 고객 요구 사항은 100,000회 삽입/누름 사이클이었으므로 도킹 동작을 재현하는 지그를 제작하고 간격을 두고 접촉 저항을 측정했으며, 테스트 종료 시 도금 무결성을 확인했습니다.
이 생산량에서 일반적인 리드 타임은 무엇입니까?
샘플은 3-7일, 첫 배치는 도면 승인 후 12-20일이 소요됩니다. 월 1M-3M 개의 실행 생산량의 경우, 합의된 안전 재고와 함께 롤링 월간 스케줄로 납품되므로 개별 배송 시기에 따라 조립 라인 공급이 영향을 받지 않습니다.
