Požadavky na odolné konektory pro desky plošných spojů
Konektory pro desky plošných spojů musí být odolné, spolehlivě přenášet signály a nesmějí selhávat. Odolné konektory pro desky plošných spojů musí bez výpadku odolávat mechanickým, tepelným a chemickým vlivům, jako jsou: • nárazy, • vibrace, • kmitání, • plyny, • vlhkost, • vysoké teploty, • mokro a • prach. Robustní konektory pro desky plošných spojů jsou potřebné zejména v letectví a kosmonautice, průmyslové automatizaci, automobilovém průmyslu a v lékařské technice. Naše konektory pro desky plošných
spojů odolávají těmto zátěžím díky různým postupům. Naše vývojové oddělení neustále optimalizuje naše konektory pro desky plošných spojů a průběžně je chrání před dalšími vlivy prostředí. Pomocí mnoha zkušebních postupů zajišťujeme trvale vysokou kvalitu.
Mechanické vlivy, jako jsou vibrace, kmitání a nárazy – žádné selhání kontaktů díky robustním konektorům pro desky plošných spojů
Vhodný kontaktní systém pro odolné konektory pro desky plošných spojů
Kontaktní systém: oboustranná pružinová lišta u konektoru pro desky plošných spojů
Oboustranný pružinový kontakt One27 bez (vlevo) a s nárazem (vpravo)
Naše robustní konektory pro desky plošných spojů jsou vybaveny oboustrannou pružinovou lištou, která zajišťuje redundanci a spolehlivé spojení u konektorů typu board-to-board. Díky druhé pružině je přenos signálu vždy zajištěn prostřednictvím jednoho kontaktního bodu, a to i při silném nárazu na konektor. To zaručuje optimální konstrukci zařízení.
Pro srovnání: Klasické dvoudílné konektory pro desky plošných spojů mají pouze jeden nožový kontakt a jeden pružinový kontakt. V případě silného nárazu může dojít k tomu, že se nožová lišta odlepí od pružinové lišty a přenos signálu se přeruší.
Systém kontaktů: Genderově neutrální systém kontaktů u konektoru pro desky plošných spojů
Genderově neutrální kontaktní systém Zero8
Značně odolnější jsou konektory pro desky plošných spojů s „genderově neutrálním“ kontaktním systémem. Zvláštností tohoto kontaktního systému je to, že poloviny konektoru, tj. zástrčka a zásuvka, mají identickou geometrii kontaktů. Každý pin je tak kontaktován dvěma pružinami, přičemž zástrčka a zásuvka jsou vzájemně propleteny a nemohou se od sebe uvolnit. To zajišťuje maximální redundanci a činí naše konektory typu board-to-board extrémně robustními a spolehlivými z hlediska kontaktu. (Obr. 5).
Kontaktní systém: Jednodílný konektor pro desky plošných spojů
Jednodílný konektor flexilink
Jednodílné konektory pro desky plošných spojů jsou ještě odolnější než systém kontaktů bez rozlišení pohlaví u konektorů deska-deska.
Jednodílné konektory pro desky plošných spojů se obejdou bez klasického dvoudílného principu kontaktů, který se skládá z nožové a pružinové lišty. Nemají žádnou zranitelnou kontaktní oblast, a jsou proto mimořádně odolné vůči nárazům, vibracím, vlhkosti, prachu a povětrnostním vlivům.
Jednodílné konektory deska-deska jsou také vhodné pro zalévání a další postupy na ochranu komponent konektoru pro desky plošných spojů. V kombinaci s technologií lisování představují robustní jednodílné konektory pro desky plošných spojů nejbezpečnější mechanické a elektrické spojení dvou desek plošných spojů.
Vhodná konstrukce kontaktů pro odolné konektory pro desky plošných spojů
Pružinová tulipánová pružina modelu One27 po procesu lisování a ohýbání
Naše robustní konektory pro desky plošných spojů se dotýkají na pružinové liště, která je ohnutá o 90 stupňů.
Výhoda: Konektor pro desky plošných spojů se dotýká hladkého, válcovaného povrchu, a nikoli nerovnoměrné a ostře hranaté spodní strany vysekávaného pásu, která vznikla při vysekávání. Tím zabraňujeme zvýšenému opotřebení povrchu a snižujeme kontaktní odpor.
Kromě pružinové lišty musí být u konektoru pro desky plošných spojů čistě vyražena a dále zpracována také nožová lišta, aby poškozená geometrie při nárazech, vibracích a kmitání nepřerušila kontakt.
Vhodné izolační prvky pro odolné konektory pro desky plošných spojů
Konektor Zero8 umožňuje osové posunutí o ±0,7 mm a úhlové posunutí o 4°
Izolační tělesa našich robustních konektorů pro desky plošných spojů jsou konstruována tak, aby citlivé kontakty uvnitř konektoru byly dokonale chráněny před nárazy, vibracemi a kmitáním. Zkosení na izolačním těle konektoru typu board-to-board vyrovnává posun desek plošných spojů při zasunutí a umožňuje, aby se poloviny konektoru v případě posunu ve středu a úhlového posunu spojily bez poškození.
Rozsah tolerance pro odolné konektory pro desky plošných spojů
Vyrovnání tolerance modelu Zero8 ve všech směrech
Rozsah tolerance je dalším faktorem ovlivňujícím odolnost konektoru pro desky plošných spojů. Pokud konektor nedokáže vyrovnat malé tolerance, vedou mechanické mikropohyby, jako jsou nárazy, vibrace a kmitání, ve střednědobém horizontu k opotřebení nebo poškození konektoru. Pokud má robustní konektor pro desky plošných spojů funkci „floating“, dokáže vyrovnat odchylky až do ±0,4 mm i během provozu. Tato funkce získává na významu zejména při osazování desky plošných spojů několika různými konektory.
Nízká míra koroze a opotřebení na povrchu odolných konektorů pro desky plošných spojů v náročných podmínkách
Opotřebení a koroze kontaktního povrchu
Podobně jako svorky pro desky plošných spojů mohou i konektory s měděnými kolíky snadno oxidovat pouhým působením kyslíku a vlhkosti okolního prostředí. Naše povrchová úprava zabraňuje oxidaci kolíků konektorů díky ochranné vrstvě. Robustní konektory deska-deska od společnosti ept snižují opotřebení povrchu na minimum. To vede k menší korozi, menšímu tvorbě oxidů a dlouhé životnosti s mnoha cykly zapojení.
Jak toho dosáhneme navzdory nepatrným pohybům způsobeným nárazy, vibracemi, kmitáním, plynem, vlhkostí, mokrem a prachem?
Vysoce kvalitní a odolný kontaktní povlak našich robustních konektorů pro desky plošných
spojů; hladký povrch na stranách s nožičkami a stranách s pružinami
Výsledkem je nízký kontaktní odpor a tím i vynikající přenos signálu u odolných konektorů pro desky plošných spojů v náročných podmínkách. Tímto způsobem zabraňujeme nedostatečným elektrickým spojům a zhoršení kvality signálu.
Používáme mimo jiné následující povrchové úpravy kontaktů:
Zlato je díky své odolnosti proti korozi a vynikající vodivosti i přes rostoucí ceny velmi oblíbeným kontaktním povrchem u robustních konektorů pro desky plošných spojů.
Slitina niklu a fosforu s povrchovou vrstvou zlata představuje cenově stabilní alternativní povrch. V přesně stanovených poměrech vykazují tyto dva materiály v kombinaci pozitivní vlastnosti, které má i zlato: vysokou odolnost proti korozi, nízké opotřebení a dokonalou vodivost.
Plyn, vlhkost, vysoké teploty, mokro a prach – odolné konektory pro desky plošných spojů bez výpadků kontaktů
Konektory pro desky plošných spojů v technologii lisování
Proces lisování
Pomocí technologie lisování vyrábíme mimořádně odolné a neporušitelné konektory pro desky plošných spojů, které odolávají vibracím, nárazům, plynům, vlhkosti, mokru a prachu. Odolné konektory pro desky plošných spojů vyrobené technologií lisování mají desetkrát lepší míru poruchovosti (FIT) než automaticky pájené konektory pro desky plošných spojů. Používají se například v airbagových systémech, modulech ABS a ESP, protože v těchto aplikacích nesmí za žádných okolností dojít k výpadku přenosu signálu.
Jak? Technologie lisování vytváří s malou lisovací silou nejvyšší přídržné síly mezi konektorem a deskou plošných spojů. Při lisování se do průchozího otvoru v desce plošných spojů vtlačí lisovací kolík s větší úhlopříčkou než je průměr otvoru. V zóně lisování je kolík konektoru pružný, aby se deska plošných spojů při lisování nedeformovala působením fyzikálních sil. Mezi kontaktním kolíkem a pokoveným otvorem v desce plošných spojů vzniká studené svaření: plynotěsné, korozivzdorné, nízkoohmové a elektricky dobře vodivé mechanické spojení, které je vhodné i pro zalévání. Je navíc specifikováno v normě DIN EN 60352-5 a zůstává kontaktně spolehlivé i při velmi vysokých mechanických a tepelných zatíženích, jako jsou vibrace, ohyb, vlhkost, prach a změny teploty, a odolává dokonce i zrychlovacím zatížením způsobeným nárazy až do 200 G. G-síly definují zatížení, které působí na lidské tělo, užitkový předmět nebo vozidlo v důsledku změn velikosti a/nebo směru rychlosti. Pro srovnání: po návratu do zemské atmosféry působí na kosmickou kapsli G-síla přibližně 7 G.
Konektory pro desky plošných spojů v technologii SMT (Surface-Mount-Technology)
Tvar menisku kolem pájecí patky One27
Další možností pro stabilní a spolehlivé propojení konektorů a desky plošných spojů je technologie povrchové montáže (SMT). Tyto konektory se často používají v průmyslových aplikacích a v rámci Průmyslu 4.0, zejména pokud mají být desky plošných spojů osazeny z obou stran nebo pokud nelze dodržet minimální vzdálenost od součástek ve směru působení síly. Naše obzvláště robustní konektory pro desky plošných spojů v SMT odpovídají třídě IPC 3 pro použití ve vysoce výkonné elektronice. V této třídě nesmí nikdy dojít k výpadku přenosu signálů a musí být přenášeny vyšší proudy. Podle normy IPC-A-610 musí robustní spojení konektoru a desky plošných spojů dodržovat správný poměr mezi pájecí patkou, pájecím políčkem a pájecí pastou.
Takto funguje SMT: Pomocí pájecí pasty se konektory připájejí na definované připojovací plochy desky plošných spojů, tzv. pájecí políčka. V reflow peci se pájka roztaví a následně vytvrdí. Optimální pájené spojení (SMT) poznáte podle rovnoměrného vytvoření menisku. Kontakt musí být po celém obvodu obklopen pájecím meniskem, aby bylo dosaženo nejlepší přilnavosti k desce plošných spojů.
Malé, kompaktní a přesto odolné miniaturní konektory pro desky plošných spojů
Díky rozsáhlým znalostem získaným pravidelnými optimalizacemi a vývojem jsme schopni vyrábět stále menší a odolnější konektory pro desky plošných spojů. Díky tomu jsou naše konektory typu board-to-board stále odolnější a výkonnější, a to i při stále se zmenšujícím montážním prostoru. Malý, robustní miniaturní konektor pro desky plošných spojů od společnosti ept zaručuje rychlý, jednoduchý a bezpečný přenos signálu i přes drsné podmínky prostředí, jako jsou nárazy, vibrace, kmitání, vysoké teploty a prach, a navíc zajišťuje ochranu konektoru před vlhkostí.
Díky technologii lisování nebo technologii povrchové montáže (SMT) zaručují naše malé, kompaktní konektory deska-deska nízkou poruchovost a nejvyšší přídržné síly. Malé, ale přesto robustní konektory pro desky plošných spojů jsou navzdory své miniaturní velikosti konstruovány tak, že například zkosení na izolačním těle chrání kontakty v případě posunu ve středu a úhlového posunu. Při instalaci poskytuje zkosení oporu, která umožňuje bezchybné zasunutí nožového a pružinového konektoru. Toho je dosaženo díky geometrii kontaktů a izolačního těla.
Mechanické a elektrické zkoušky konektorů pro desky plošných spojů
Existuje celá řada zkušebních postupů pro konektory typu board-to-board, které se mohou lišit v závislosti na průmyslovém prostředí. Naše odolné konektory pro desky plošných spojů procházejí zejména následujícími zkouškami:
Zátěžová zkouška pro odolné konektory
Při zátěžové zkoušce odolných konektorů se testuje dielektrická pevnost a kontaktní odpor, například po 500 cyklech zapojení před a po zátěži.
Klimatický test pro odolné konektory
Při klimatických zkouškách robustních konektorů se ověřuje, zda má několikahodinové vystavení teplotám například -55 °C a následně 125 °C negativní vliv na kontaktní odpor konektoru pro desky plošných spojů. Tím je zajištěna teplotní odolnost konektoru pro desky plošných spojů.
Zkouška teplotním šokem pro odolné konektory
Při zkoušce teplotním šokem u odolných konektorů se ověřuje, zda konektor typu board-to-board vydrží například 100 opakovaných cyklů po 30 minutách, při nichž dochází k rychlému a extrémnímu kolísání teploty v důsledku působení tepla a chladu na konektor desky plošných spojů.
Testování cyklu zapojování a testování škodlivých plynů u odolných konektorů
Při zkoušce počtu zasunutí a zkoušce odolnosti proti škodlivým plynům u robustních konektorů se ověřuje, zda v praxi fungují osové a úhlové posuny, stejně jako rozsah tolerance ve zasunutém stavu. Kombinace zkoušky cyklu zapojování a zkoušky na škodlivé plyny zajišťuje, že se výkon konektoru pro desky plošných spojů z hlediska přechodového odporu a dielektrické pevnosti nezhoršil a že je u konektoru pro desky plošných spojů zaručena optimální ochrana proti škodlivým plynům.
