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Superfícies de contacto com menos ouro

Superfícies de contacto nos conectores - É possível obter um excelente desempenho mesmo com menos ouro

Os processos de galvanoplastia de última geração aumentam a rentabilidade dos conectores para placas de circuito impresso

Nos casos em que é necessário garantir a fiabilidade absoluta de um conector a longo prazo, mesmo em condições de utilização e ambientais exigentes, as superfícies de contacto revestidas a ouro continuam a ser a primeira escolha para os conectores. No entanto, em muitas aplicações, os requisitos de desempenho também podem ser satisfeitos com um sistema de revestimento que utilize uma menor quantidade de ouro.
A conceção de conectores para placas de circuito impresso baseia-se frequentemente no melhor compromisso possível entre os requisitos técnicos e económicos. Do ponto de vista técnico, devem ser considerados fatores como a resistência mecânica da ligação, as condições ambientais específicas durante o funcionamento e as especificações concretas do desempenho de transmissão a alcançar. Do ponto de vista económico, coloca-se a questão de saber qual deve ser realmente o nível de qualidade do produto, tendo em conta a finalidade e a duração da aplicação.

O ouro é frequentemente a primeira escolha como «superfície de contacto» (superfície de contacto) nos conectores

Especialmente no caso de produtos de alta qualidade e tecnicamente exigentes, a especificação por parte do cliente de superfícies de contacto revestidas a ouro no conector assemelha-se frequentemente a um automatismo. De facto, o ouro é o único material que reúne de forma ideal todas as propriedades que determinam a qualidade de um conector: o ouro é resistente à corrosão e suporta até as condições ambientais mais adversas, apresenta pouquíssima fadiga do material mesmo após inúmeros ciclos de encaixe (ciclos de acoplamento) e garante a transmissão ideal de corrente e tensão, mesmo a temperaturas de até 150 graus Celsius. Como alternativa mais económica, apresenta-se tradicionalmente — e dependendo da aplicação — um revestimento de prata, que, em termos de condutividade elétrica, apresenta um desempenho ainda melhor do que o ouro. No entanto, a «força normal de contacto» (força de contacto normal) significativamente mais elevada pode, em casos específicos, levar a restrições indesejáveis na conceção do conector.

A utilização pontual de ouro permite reduzir os custos nas ligações por fichas

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Fig. 1: Revestimento pontual num sistema de contacto de dupla face
Quem não quiser prescindir do ouro pode, pelo menos, limitar a sua utilização ao mínimo: por exemplo, revestindo os contactos das faixas de facas e dos conectores fêmeas apenas pontualmente e diretamente no local da passagem efetiva de corrente e tensão.

No sistema de contacto de dupla face Scale-X do conector Zero8, são utilizadas duas máscaras pontuais para este efeito, uma vez que as superfícies funcionais estão dispostas em ambos os lados.

Saiba mais sobre o sistema de contacto Scale-X »

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Revestimentos alternativos para conector com elevada funcionalidade

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Fig. 2: Superfícies de contacto utilizadas na ept
Liga de paládio-níquel com «flash de ouro»

Entre os exemplos típicos de uma alternativa ao ouro conta-se o revestimento de superfícies de contacto com uma combinação de 80% de paládio e 20% de níquel, com uma fina camada de ouro como superfície de contacto. Esta camada é designada por «flash de ouro». Esta estrutura de camadas oferece uma resistência à corrosão comparável à do ouro. O «flash de ouro» é necessário para que os Steckverbinders compatíveis possam ser encaixados uns nos outros sem restrições. Além disso, a «força normal de contacto» (superfície de contacto normal) não precisa de ser ajustada em caso de alteração do sistema de revestimento. No que diz respeito às propriedades essenciais de um conector (resistência de contacto, tensão suportável, corrente admissível, Eigenerwärmung im Betrieb), as superfícies de contacto de PdNi são, no resultado, uma alternativa forte e eficiente em termos de custos em comparação com produtos com uma reação química de ouro.

Liga de níquel-fósforo com flash de ouro Outro revestimento

alternativo ao ouro é uma liga de níquel-fósforo, à qual é adicionalmente aplicada uma fina camada de flash de ouro. A liga de níliga de níquel-fósforo é particularmente dura e dúctil e é considerada quimicamente nobre, o que se traduz em baixas características de desgaste e numa elevada resistência à corrosão. Devido à quase total ausência de metais preciosos, esta liga é muito económica.

O processo de galvanoplastia interno do fabricante de conectores oferece a máxima flexibilidade

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Fig. 3: Galvanização em galvanoplastia em contínuo, ept, Augsburg
Na Europa, desde o século XVIII que são utilizadas diversas técnicas de galvanoplastia. Predomina a galvanoplastia de peças individuais, na qual se distingue, em pormenor, entre a «galvanoplastia em bastidor» e a «galvanoplastia em tambor». Como o nome indica, na «galvanoplastia em bastidor», as peças a revestir são suspensas em suportes e mergulhadas. Na «galvanoplastia em tambor», as peças individuais são colocadas num tambor e, assim, mergulhadas nos eletrólitos. A galvanização em tambor (galvanoplastia em tambor) é típica para materiais a granel, como o «Boardlock» nos conectores.

No revestimento de conectores, os fabricantes recorrem frequentemente ao processo de galvanização em fita (galvanoplastia em contínuo). Neste processo, os componentes são puxados através de uma instalação de galvanização sob a forma de uma fita contínua. Em comparação com a galvanização em tambor ou em suporte (galvanoplastia em bastidor), na galvanização em fita prevalecem sempre condições de processo idênticas, o que permite garantir uma espessura de camada (espessura do revestimento) fiável e uniforme.

No processo de fabrico da galvanização em fita (galvanoplastia em contínuo), as bandas estampadas com as peças em bruto dos contactos são passadas de forma automatizada e a uma velocidade relativamente elevada através dos banhos de galvanização. Enrolados em bobinas e, assim, protegidos contra danos causados pelo manuseamento ou transporte, os contactos revestidos ficam então imediatamente disponíveis para a montagem automatizada das caixas dos conectores (caixa do conector).
Através da otimização contínua do processo de produção, uma instalação de galvanização em galvanoplastia em contínuo, operada internamente, permite não só uma elevada variabilidade no que diz respeito ao tipo de contactos a processar, como também a realização, de forma económica, de superfícies de contacto adquiridas de forma específica e individualizada. No que diz respeito à utilização de ouro, um fabricante de conectores com instalações próprias de Inhouse-galvanoplastia consegue reduzir a utilização deste precioso metal precioso ao mínimo absoluto, revestindo, por exemplo, os contactos das fileiras de facas e de conectores fêmeas apenas pontualmente e diretamente no local da passagem efetiva de corrente e tensão. Além disso, dispor de uma instalação de galvanoplastia própria oferece aos fabricantes de conectores a vantagem de poderem realizar uma grande variedade de outras combinações de materiais, como, por exemplo, níquel, estanho, estanho/chumbo, níquel/fósforo e paládio.
Para alcançar uma relação custo-benefício ideal e garantir a máxima flexibilidade no que diz respeito à superfície de contacto de contacto e aos revestimentos a configurar, recomenda-se a escolha de um fabricante de conectores que disponha de instalações de galvanoplastia próprias. A ept GmbH, um dos principais fabricantes mundiais de conectores para circuitos impressos, dispõe de seis linhas próprias de galvanização em banda em duas instalações na Alemanha e permite, com um mínimo de alterações, a produção de revestimentos a partir de, no máximo, 10 combinações diferentes de superfícies.

Garantia de qualidade nos nossos próprios laboratórios

 A configuração específica para cada cliente e aplicação dos conectores para circuitos impressos não se limita, contudo, à superfície, mas abrange toda a estrutura de um contacto, incluindo o «material de base» e a «subcamada». Com base nos respetivos requisitos técnicos e económicos, processos desenvolvidos especificamente permitem a fabricação de produtos com o máximo de personalização, cuja qualidade é comprovada através de testes contínuos nos nossos próprios laboratórios. Desta forma, o funcionamento conforme as especificações é testado em condições que vão muito além das normas aplicáveis. Um exemplo são os requisitos da norma DIN 41612 «conector», segundo os quais a qualidade de um produto deve ser totalmente garantida mesmo após 500 (nível de desempenho 1) ou 400 (nível de desempenho 2) ciclos de acoplamento. 

Processo de produção sustentável

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Para além de uma rentabilidade ótima e da mais elevada qualidade do produto, o revestimento em linhas de galvanização internas permite também uma utilização o mais cuidadosa possível dos recursos utilizados. Entre estes contam-se, para além dos materiais de revestimento, em particular as substâncias químicas necessárias no processo de galvanização, que, no fabricante de conectores ept, são totalmente tratadas através de um sistema interno de tratamento de águas residuais. Além disso, a água de lavagem utilizada na limpeza dos contactos galvanizados é reciclada através de uma instalação de troca iônica, o que reduz ao mínimo a necessidade de água potável nas instalações.

A ept garante a sustentabilidade da produção através de um sistema complexo de gestão de projetos e processos, bem como de capacidades próprias para o desenvolvimento e produção de todos os meios de produção necessários. As ferramentas e máquinas necessárias para o fabrico de conectores para circuitos impressos são concebidas pela própria empresa com pessoal interno. Desde a produção individual, passando pela manutenção das instalações, até ao planeamento elétrico, todos os trabalhos necessários ao funcionamento contínuo são realizados internamente, com o objetivo de melhorar continuamente a produção e adaptá-la aos conhecimentos mais recentes.

Webinar «Superfícies de contacto na zona de acoplamento»

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Gostaria de saber mais sobre o tema das superfícies de contacto na área de zona de acoplamento e dos processos galvânicos?

Com o nosso especialista em superfícies, Christoph Schnatz, ficará a conhecer as principais características das superfícies de contacto em ouro, prata, níquel, paládio e estanho e descobrirá qual a superfície de contacto adequada em cada caso, para que requisitos como a durabilidade, condições ambientais exigentes e condições elétricas não afetem a transmissão de dados.

No webinar, receberá explicações detalhadas e exemplos práticos.

Mais informações sobre o webinar »
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