Jak konektory typu
deska-deska dosahují odolnosti
Bílá kniha: Jak konektory typu board-to-board dosahují odolnosti a jaké faktory na ně působí
Ať už v letectví a kosmonautice, v průmyslové automatizaci, v dopravě nebo ve zdravotnictví: konektory typu board-to-board musí vždy zajistit spolehlivý přenos signálu a za žádných okolností nesmějí selhat. Zároveň jsou vystaveny řadě zátěží ze svého okolí: Mechanické vlivy, jako jsou nárazy, vibrace a kmitání, ohrožují stabilitu přenosu dat stejně jako tepelné a chemické vlivy prostředí způsobené extrémními teplotami, silnými teplotními výkyvy, škodlivými plyny, vlhkostí a nečistotami. Výrobci vysoce kvalitních konektorů pro desky plošných spojů proto využívají celou řadu možností, aby své konektory typu board-to-board proti těmto vlivům ochránili.
Odolnost konektorů typu board-to-board i přes miniaturizaci
Moderní elektrotechnika podléhá více než kdy jindy jednomu trendu: miniaturizaci. Moduly a jejich komponenty musí být nejen stále výkonnější, ale také stále menší. Přesto se často používají v náročných reálných podmínkách. Komponenty, stejně jako konektory, se proto při zachování stejného zatížení stávají stále jemnějšími. Kvalitní konektor však tomuto namáhání odolává nejen stejně dobře jako jeho starší a větší bratr, ale dokonce ještě lépe. Důvodem jsou pokroky ve složení materiálů i v designu produktu, například v geometrii izolačního tělesa. Na odolnost konektoru typu
board-to-board má vliv celá řada faktorů:
board-to-board má vliv celá řada faktorů:
- Povrch
- Návrh kontaktů
- Systém kontaktů
- Technika připojení
- Návrh izolačních těles
- Rozsah tolerance
Faktor vlivu: povrch
Jedním z rozhodujících faktorů je kontaktní povrch. Ten zásadním způsobem určuje životnost konektoru, která se obvykle měří v počtu zapojovacích cyklů. Při provozu v terénu je konektor vystaven určitým mikropohybům. Ty vedou k oděru povrchu a v důsledku toho k tvorbě oxidů. Výsledkem je zvýšený přechodový odpor a tím i horší kvalita přenosu signálu. Kvalitní a
odolný povlak kontaktů je proto rozhodující pro odolnost proti oděru povrchu.
Přečtěte si v našem bezplatném whitepaperu, na co je třeba dbát při výběru kontaktního povrchu.
odolný povlak kontaktů je proto rozhodující pro odolnost proti oděru povrchu.
Přečtěte si v našem bezplatném whitepaperu, na co je třeba dbát při výběru kontaktního povrchu.
Faktor ovlivňující konstrukci kontaktů
Kontakty konektoru pro desky plošných spojů se vyrábějí lisováním nebo válcováním. Při lisování však na spodní straně lisovaného pásu vzniká nerovnoměrný povrch s ostrými hranami, který je viditelný pod mikroskopem. Běžné systémy navazují kontakt právě na této lisované hraně, což vede ke zvýšenému opotřebení povrchu a tím i k vyššímu přechodovému odporu.
Bezplatná bílá kniha na téma odolnosti konektoru
V bezplatném whitepaperu se například dozvíte, jak správným výběrem konstrukce kontaktů dosáhnout co nejnižšího přechodového odporu. Dále vám na příkladu různých ovlivňujících faktorů vysvětlíme, jak konektory typu board-to-board dosahují své odolnosti a na co přesně je třeba dbát. Vyžádat
si whitepaper »
si whitepaper »
Faktor ovlivňující kontaktní systém
Klasické dvoudílné konektory jsou vybaveny nožovým a pružinovým kontaktem. V případě silného nárazu se však nožová lišta může od pružinové lišty odtrhnout. Aby k takovému přerušení kontaktu nedošlo, lze pomocí oboustranné pružinové lišty zajistit redundanci a tím i spolehlivost kontaktu, protože díky druhé pružině je přenos signálu vždy zajištěn alespoň přes jeden kontaktní bod.
Ještě odolnější jsou naproti tomu konektory s takzvaným „genderově neutrálním“ kontaktním systémem. Jejich zvláštností je identická geometrie kontaktů obou polovin konektoru.
Ještě odolnější jsou naproti tomu konektory s takzvaným „genderově neutrálním“ kontaktním systémem. Jejich zvláštností je identická geometrie kontaktů obou polovin konektoru.
Faktor ovlivňující připojovací techniku
Existují různé způsoby montáže konektorů na desky plošných spojů.
Jedním z nich je již zmíněná technologie lisování. Jejím cílem je dosáhnout co nejvyšší přilnavosti mezi konektorem a deskou plošných spojů při co nejmenší lisovací síle. Udržovací síly rozhodují o mechanickém spojení, které musí odolávat nárazům a vibracím.
Technika lisování však není vždy vhodná, například pokud mají být desky plošných spojů osazeny z obou stran nebo pokud nelze dodržet minimální vzdálenost od součástek ve směru působení síly. Další možností, jak vytvořit spolehlivé a trvanlivé spojení mezi konektorem a deskou plošných spojů, je pak technologie povrchové montáže (SMT). Pomocí pájecí pasty se při tom konektory připájejí na definované připojovací plochy desky plošných spojů, tzv. pájecí plošky.
Jedním z nich je již zmíněná technologie lisování. Jejím cílem je dosáhnout co nejvyšší přilnavosti mezi konektorem a deskou plošných spojů při co nejmenší lisovací síle. Udržovací síly rozhodují o mechanickém spojení, které musí odolávat nárazům a vibracím.
Technika lisování však není vždy vhodná, například pokud mají být desky plošných spojů osazeny z obou stran nebo pokud nelze dodržet minimální vzdálenost od součástek ve směru působení síly. Další možností, jak vytvořit spolehlivé a trvanlivé spojení mezi konektorem a deskou plošných spojů, je pak technologie povrchové montáže (SMT). Pomocí pájecí pasty se při tom konektory připájejí na definované připojovací plochy desky plošných spojů, tzv. pájecí plošky.
Faktor ovlivňující konstrukci izolačního tělesa
Geometrie izolačního tělesa konektoru typu board-to-board navíc pomáhá chránit kontakty před poškozením během provozu nebo při instalaci. Měla by být navržena tak, aby citlivé kontakty uvnitř konektoru byly chráněny.
Závity navíc pomáhají zabránit poškození při montáži. Pomáhají vyrovnat posun desek plošných spojů při zasunutí v jakémkoli směru. Díky dodatečné záchytné oblasti lze obě poloviny konektoru spojit bez poškození i v případě posunu ve středu nebo v úhlu.
Závity navíc pomáhají zabránit poškození při montáži. Pomáhají vyrovnat posun desek plošných spojů při zasunutí v jakémkoli směru. Díky dodatečné záchytné oblasti lze obě poloviny konektoru spojit bez poškození i v případě posunu ve středu nebo v úhlu.
Faktor ovlivňující Rozsah tolerance
Rozsah tolerance konektoru hraje při posuzování jeho odolnosti rozhodující roli. Pokud konektor nedokáže vyrovnat dané tolerance, vedou mechanické pohyby k opotřebení nebo dokonce k poškození konektorového spojení.
V terénu například vznikají zatížení nejen ve směru x a y, ale také ve směru z. Zde vyvstává otázka bezpečnosti zasunutí konektoru. Ta popisuje oblast překrytí nožové a pružinové lišty a umožňuje tak nejen různé rozestupy desek plošných spojů, ale – v závislosti na velikosti této oblasti – také tolerance.
Přečtěte si v bezplatném whitepaperu, jaké další faktory ovlivňují toleranční rozsah a jak je kompenzovat.
Vyžádat whitepaper »
V terénu například vznikají zatížení nejen ve směru x a y, ale také ve směru z. Zde vyvstává otázka bezpečnosti zasunutí konektoru. Ta popisuje oblast překrytí nožové a pružinové lišty a umožňuje tak nejen různé rozestupy desek plošných spojů, ale – v závislosti na velikosti této oblasti – také tolerance.
Přečtěte si v bezplatném whitepaperu, jaké další faktory ovlivňují toleranční rozsah a jak je kompenzovat.
Vyžádat whitepaper »
Zkušební postup
K důkladnému otestování konektorů typu board-to-board z hlediska jejich odolnosti existují různé zkušební postupy. Při tom se sledují proměnné, jako je dielektrická pevnost a kontaktní odpor, a to před i po zátěžové zkoušce, a vizuálně se kontroluje stav kontaktů. Tak lze například ověřit vliv 500 cyklů zasunutí na dielektrickou pevnost nebo v klimatickém testu zjistit, zda má několikahodinové vystavení teplotám nejprve -55 °C a následně 125 °C negativní vliv na kontaktní odpor konektoru. Při teplotním šokovém testu musí konektor vydržet 100krát rychlý přechod mezi těmito extrémními teplotami po dobu 30 minut. A také středové a úhlové posunutí při zasunutí, stejně jako rozsah tolerance ve zasunutém stavu, by neměly být ověřovány pouze teoreticky na CAD modelu, ale měly by být důkladně testovány v praxi a jejich odolnost empiricky potvrzena. Stejně důležité je, aby byly různé zkoušky, které jsou pro kontaktní plochu kritické, prováděny také v kombinaci, aby se simulovaly reálné podmínky. Tak by například mohly být prováděny kombinované zkoušky zapojovacích cyklů a zkoušky s agresivními plyny, aby se zajistilo, že se výkon konektoru z hlediska kontaktního odporu a dielektrické pevnosti nezhoršil a že kontakty neutrpěly žádné poškození.
Bezplatný webinář na téma odolnosti konektorů typu board-to-board
Potřebujete podrobné informace o tom, jak vybrat vhodnou technologii spojování na základě vašich požadavků?
Pak si s námi domluvte termín bezplatného webináře.
Požádat o webinář »
Pak si s námi domluvte termín bezplatného webináře.
Požádat o webinář »
Váš design – vaše volba
V závislosti na požadavcích dané aplikace existují různá kritéria odolnosti, která musí konektor typu board-to-board splňovat. Musí například kompenzovat velké tolerance? Je vystaven silným nárazům nebo vibracím? Používá se v prostředí s vysokými teplotami nebo nízkými teplotami? Nebo musí být připojovací řešení chráněno před vlhkostí, škodlivými plyny nebo nečistotami? Pokud se uživatel při výběru připojovacího řešení řídí těmito otázkami, může si být jistý, že jeho konektor je pro použití v terénu optimálně připraven.
Máte ještě nějaké dotazy?
Pak nás prosím kontaktujte!
Dotaz prostřednictvím formuláře
+49 8861 2501 0
sales@ept.de
Pak nás prosím kontaktujte!
Dotaz prostřednictvím formuláře
+49 8861 2501 0
sales@ept.de