Jak dosahují konektory typu „konektor deska-deska“ své
odolnosti
Whitepaper: Jak konektory typu „konektor deska-deska“ dosahují odolnosti a jaké faktory ovlivňují konektor
Ať už v letectví a letectví a kosmonautika, v průmyslové automatizaci, v dopravě nebo ve zdravotnictví: konektory typu „konektor deska-deska“ musí vždy zajistit spolehlivý přenos signálu a za žádných okolností nesmějí selhat. Zároveň jsou přitom vystaveny řadě zátěží ze strany 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 konektor pro desky plošných spojů proto využívají celou škálu možností, aby své konektory typu „board-to-board“ proti těmto vlivům odolně vybavili.
Odolnost konektorů typu board-to-board i přes miniaturizaci
Moderní elektrotechnika podléhá více než kdy jindy jednomu trendu: miniaturizaci. Sestavy a jejich komponenty musí být nejen stále výkonnější, ale také stále menší. Přesto se často používají v drsných reálných podmínkách. Součástky i konektkonektor se proto při stejném 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 konstrukci výrobku, například v geometrii izolačního tělesa.
Na odolnost konektoru typu „deska-deska“ má vliv celá řada faktorů:
Na odolnost konektoru typu „deska-deska“ má vliv celá řada faktorů:
- Povrch
- , návrh
- kontaktů, kontaktní systém
- , technika připojení, návrh
- izolačního tělesa, rozsah tolerance
Faktor vlivu: povrch
Jedním z ovlivňujících faktorů je kontaktní povrch kontaktu (cyklus zasunutí). Ta zásadně určuje životnost konektoru, která se obvykle měří v počtu zasunutí. Při provozu v terénu je konektor vystaven určitým mikropohybům. Ty vedou k oděru povrchu a v důsledku toho k tvorbě oxidu. Důsledkem je zvýšený přechodový odpor a tím i horší kvalita přenosu signálu.
Kvalitní a odolný povrchová úprava kontaktu je proto rozhodující pro omezení povrchového opotřebení.
Přečtěte si v našem bezplatném whitepaperu, na co je třeba dbát při výběru povrch kontaktu.
Kvalitní a odolný povrchová úprava kontaktu je proto rozhodující pro omezení povrchového opotřebení.
Přečtěte si v našem bezplatném whitepaperu, na co je třeba dbát při výběru povrch kontaktu.
Faktor ovlivňující konstrukci kontaktů
Kontakty konektoru pro desky plošných spojů se vyrábějí lisováním nebo soustružením. Při lisování (lisování) však na spodní straně lisovaného pásu vzniká pod mikroskopem viditelný nehomogenní povrch s ostrými hranami. Konvenční systémy navazují kontakt právě na této lisované hraně (střižná hrana), což s sebou nese zvýšené opotřebení povrchu a tím i vyšší přechodový odpor (přechodový odpor).
Bezplatná bílá kniha na téma odolnosti konektoru
V bezplatném whitepaperu se například dozvíte, jak výběrem správného designu kontaktů dosáhnout co nejnižšího přechodového odporu. Dále vám na příkladu různých ovlivňujících faktorů vysvětlíme, jak spojky typu „board-to-board“ (konektor) dosahují odolnosti a na co přesně je třeba dbát.
Vyžádejte si whitepaper »
Vyžádejte si whitepaper »
Faktor ovlivňující kontaktní systém
Klassische zweiteilige Steckverbinder verfügen über einen Messer- und einen Federkontakt. Im Falle starker Schockeinwirkung kann die Messerleiste jedoch von der Federleiste abheben. Damit es nicht zu einer solchen Kontaktunterbrechung kommt, kann mithilfe einer doppelseitigen Federleiste für Redundanz und somit für Kontaktsicherheit gesorgt werden, denn durch die zweite Feder ist die Signalübertragung zu jeder Zeit mindestens über einen Kontaktpunkt sichergestellt.
Noch robuster sind dagegen Steckverbinder mit sogenanntem „genderneutralem“ Kontaktsystem. Die Besonderheit besteht dabei in den identischen Kontaktgeometrien der Steckerhälften.
Noch robuster sind dagegen Steckverbinder mit sogenanntem „genderneutralem“ Kontaktsystem. Die Besonderheit besteht dabei in den identischen Kontaktgeometrien der Steckerhälften.
Vlivný faktor: technika připojení
Existují různé možnosti připevnění konektorů (konektor) na desky plošných spojů.
Jednou z nich je již zmíněná lisovací technika (technologie press-fit). Jejím cílem je dosáhnout co nejvyšších přídržných sil mezi konektorem a deskou plošných spojů při co nejnižší lisovací síle (zalisovací síla). Přídržné síly rozhodují o mechanickém spojení, které musí odolávat nárazům a vibracím.
technologie press-fit 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 (pájecí pasta) se konektory připájejí na definované plôšky desky plošných spojů, tzv. pájecí plôšky (pájecí plôšky).
Jednou z nich je již zmíněná lisovací technika (technologie press-fit). Jejím cílem je dosáhnout co nejvyšších přídržných sil mezi konektorem a deskou plošných spojů při co nejnižší lisovací síle (zalisovací síla). Přídržné síly rozhodují o mechanickém spojení, které musí odolávat nárazům a vibracím.
technologie press-fit 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 (pájecí pasta) se konektory připájejí na definované plôšky desky plošných spojů, tzv. pájecí plôšky (pájecí plôšky).
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 rozhodující roli při posuzování jeho odolnosti. 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 „efektivní délka zasunutí“ (bezpečnost proti zasunutí) konektoru. Ta popisuje oblast překrytí nožové a pružinové lišty (zásuvková lišta) a umožňuje tak nejen různé vzdálenosti mezi deskami plošných spojů, ale – v závislosti na velikosti této oblasti – také rozsahy tolerancí.
Přečtěte si v bezplatném whitepaperu, jaké další faktory ovlivňují rozsah tolerance a jak je kompenzovat.
Vyžádejte si whitepaper »
V terénu například vznikají zatížení nejen ve směru x a y, ale také ve směru z. Zde vyvstává otázka „efektivní délka zasunutí“ (bezpečnost proti zasunutí) konektoru. Ta popisuje oblast překrytí nožové a pružinové lišty (zásuvková lišta) a umožňuje tak nejen různé vzdálenosti mezi deskami plošných spojů, ale – v závislosti na velikosti této oblasti – také rozsahy tolerancí.
Přečtěte si v bezplatném whitepaperu, jaké další faktory ovlivňují rozsah tolerance a jak je kompenzovat.
Vyžádejte si whitepaper »
Zkušební postup
K důkladnému testování konektorů typu „board-to-board“ z hlediska jejich odolnosti existují různé zkušební postupy. Při tom se sledují proměnné, jako je elektrická pevnost a přechodový odpor, a to před i po zátěžové zkoušce, a stav kontaktů se vizuálně kontroluje. Tak lze například ověřit vliv 500 cyklus zasunutí na elektrická pevnost nebo v klimatické zkoušce zjistit, zda má několikahodinové vystavení nejprve teplotě -55 °C a následně 125 °C negativní vliv na přechodový odpor konektoru. Při teplotním šokovém testu musí konektor vydržet 100krát rychlý přechod mezi těmito extrémními teplotami, vždy po dobu 30 minut. A také středové a úhlové posunutí (úhlové přesazení) 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 se různé zkoušky, které jsou pro kontaktní plochy (povrch kontaktu) kritické, prováděly také v kombinaci, aby se simulovaly reálné podmínky. Tak by se například mohly provádět kombinované zkoušky zasouvacích cyklů (cyklus zasunutí-) a zkoušky ve směsi korozních plynů, aby se zajistilo, že se výkon konektoru z hlediska přechodového odporu (přechodový odpor) a napěťové pevnosti (elektrická pevnost) nezhoršil a že kontakty neutrpěly žádné poškození.
Bezplatný webinář na téma odolnosti konektorů typu board-to-board
Potřebujete podrobné informace o výběru vhodné spojovací technologie na základě vašich požadavků?
Domluvte si s námi bezplatný termín webináře.
Požádat o webinář »
Domluvte si s námi bezplatný termín webináře.
Požádat o webinář »
Váš design – vaše volba
V závislosti na požadavcích dané aplikace se uplatňují různá kritéria odolnosti, která musí konektor typu board-to-board splňovat. Musí například kompenzovat vysoké tolerance? Je vystaven velkým 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 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de
Pak nás prosím kontaktujte!
Dotaz prostřednictvím formuláře
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de