Como os conectores placa a placa
ganham robustez
White paper: Como os conectores placa a placa ganham robustez e quais são os fatores que influenciam o conector
Seja na indústria aeroespacial, na automação industrial, nos transportes ou na área da saúde: os conectores placa a placa têm de garantir sempre uma transmissão de sinal fiável e não podem, em circunstância alguma, falhar. Ao mesmo tempo, estão sujeitos a uma série de solicitações impostas pelo ambiente: Efeitos mecânicos, como choques, vibrações e oscilações, comprometem a estabilidade da transmissão de dados, assim como influências ambientais térmicas e químicas decorrentes de temperaturas extremas, fortes variações de temperatura, gases nocivos, humidade e sujidade. Os fabricantes de conectores de placas de circuito impresso de alta qualidade recorrem, por isso, a todo um leque de possibilidades para proteger os seus conectores placa a placa contra estas solicitações.
Robustez dos conectores placa a placa, apesar da miniaturização
A engenharia elétrica moderna está, mais do que nunca, sujeita a uma tendência: a miniaturização. Os conjuntos e os seus componentes têm de se tornar não só cada vez mais potentes, mas também cada vez mais pequenos. No entanto, são frequentemente utilizados em condições reais adversas. Por isso, os componentes, bem como os conectores, tornam-se cada vez mais delicados, mantendo a mesma carga. No entanto, um conector de qualidade resiste a este stress não só tão bem como o seu antecessor maior, mas até melhor. A razão para isso reside nos avanços na composição dos materiais, bem como no design do produto, por exemplo, na geometria do corpo isolante.
Os mais diversos fatores influenciam a robustez de um conector placa a placa:
Os mais diversos fatores influenciam a robustez de um conector placa a placa:
- Superfície, projeto
- dos
- contactos, sistema de contactos,
- tecnologia de ligação,
- projeto do corpo
- isolante, margem de tolerância
Fator de influência: superfície
Um fator determinante é a superfície de contacto. Esta determina de forma decisiva a vida útil do conector, que é normalmente medida em ciclos de ligação. Durante a utilização no terreno, o conector está sujeito a certos micromovimentos. Estes provocam desgaste da superfície e, consequentemente, a formação de óxido. O resultado é um aumento da resistência de contacto e, por conseguinte, uma pior qualidade na transmissão do sinal.
Um revestimento de contacto de alta qualidade e duradouro é, portanto, determinante para o desgaste da superfície.
Leia no nosso white paper gratuito o que deve ter em conta na escolha da superfície de contacto.
Um revestimento de contacto de alta qualidade e duradouro é, portanto, determinante para o desgaste da superfície.
Leia no nosso white paper gratuito o que deve ter em conta na escolha da superfície de contacto.
Fator de influência: o design dos contactos
Os contactos de um conector para placas de circuito impresso são estampados ou torneados. No entanto, no processo de estampagem, forma-se na parte inferior da fita estampada uma superfície não homogénea e com arestas vivas, visível ao microscópio. Os sistemas convencionais estabelecem contacto nesta aresta de estampagem, o que implica um maior desgaste da superfície e, consequentemente, uma resistência de transição mais elevada.
White paper gratuito sobre a robustez de um conector
Neste white paper gratuito, irá descobrir, por exemplo, como pode minimizar a resistência de contacto ao escolher o design de contacto adequado. Além disso, explicamos, com base em vários fatores de influência, como os conectores placa a placa ganham robustez e o que é preciso ter em conta. Solicitar
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Fator de influência: sistema de contacto
Os conectores clássicos de duas peças possuem um contacto de lâmina e um contacto de mola. No entanto, em caso de forte impacto, a barra de contatos tipo faca pode soltar-se da barra de contatos tipo mola. Para evitar essa interrupção do contacto, é possível garantir redundância e, consequentemente, a segurança do contacto através da utilização de uma barra de contatos tipo mola de dupla face, uma vez que, graças à segunda mola, a transmissão do sinal é assegurada em qualquer momento através de, pelo menos, um ponto de contacto.
Ainda mais robustos são, por outro lado, os conectores com o chamado sistema de contacto «neutro em termos de género». A particularidade reside nas geometrias de contacto idênticas das metades do conector.
Ainda mais robustos são, por outro lado, os conectores com o chamado sistema de contacto «neutro em termos de género». A particularidade reside nas geometrias de contacto idênticas das metades do conector.
Fator de influência: técnica de ligação
Existem várias formas de fixar conectores nas placas de circuito impresso.
Uma delas é a técnica de encaixe por pressão já mencionada. O seu objetivo é obter forças de retenção tão elevadas quanto possível entre o conector e a placa de circuito impresso, utilizando a menor força de encaixe possível. As forças de retenção determinam a ligação mecânica, que, por sua vez, tem de resistir a choques e vibrações.
No entanto, a técnica de encaixe por pressão nem sempre é adequada, por exemplo, quando as placas de circuito impresso têm de ser montadas em ambos os lados ou quando não é possível respeitar a distância mínima em relação aos componentes na direção da força. Outra possibilidade para estabelecer uma ligação fiável e duradoura entre o conector e a placa de circuito impresso é a tecnologia de montagem em superfície (SMT). Através de pasta de solda, os conectores são soldados em áreas de ligação definidas da placa de circuito impresso, os pontos de solda.
Uma delas é a técnica de encaixe por pressão já mencionada. O seu objetivo é obter forças de retenção tão elevadas quanto possível entre o conector e a placa de circuito impresso, utilizando a menor força de encaixe possível. As forças de retenção determinam a ligação mecânica, que, por sua vez, tem de resistir a choques e vibrações.
No entanto, a técnica de encaixe por pressão nem sempre é adequada, por exemplo, quando as placas de circuito impresso têm de ser montadas em ambos os lados ou quando não é possível respeitar a distância mínima em relação aos componentes na direção da força. Outra possibilidade para estabelecer uma ligação fiável e duradoura entre o conector e a placa de circuito impresso é a tecnologia de montagem em superfície (SMT). Através de pasta de solda, os conectores são soldados em áreas de ligação definidas da placa de circuito impresso, os pontos de solda.
Fator de influência: design do corpo isolante
Além disso, a geometria do corpo isolante de um conector placa a placa ajuda a proteger os contactos contra danos durante o funcionamento ou a instalação. Deve ser concebida de forma a que os contactos vulneráveis fiquem protegidos no interior do conector.
Além disso, os chanfros de inserção permitem evitar danos durante a montagem. Ajudam a compensar um desalinhamento das placas de circuito impresso em qualquer direção durante a inserção. Com a ajuda de uma área de retenção adicional, as duas metades do conector podem ser encaixadas sem danos, mesmo em caso de desalinhamento central ou angular.
Além disso, os chanfros de inserção permitem evitar danos durante a montagem. Ajudam a compensar um desalinhamento das placas de circuito impresso em qualquer direção durante a inserção. Com a ajuda de uma área de retenção adicional, as duas metades do conector podem ser encaixadas sem danos, mesmo em caso de desalinhamento central ou angular.
Fator de influência Intervalo de tolerância
A margem de tolerância de um conector desempenha um papel decisivo na avaliação da sua robustez. Se o conector não conseguir compensar as tolerâncias existentes, os movimentos mecânicos provocam desgaste ou mesmo danos na ligação.
Em condições reais de utilização, por exemplo, surgem cargas não só nas direções x e y, mas também na direção z. Aqui surge a questão da segurança de encaixe de um conector. Esta descreve a área de sobreposição entre a régua de pinos e a régua de molas, permitindo assim não só diferentes distâncias entre placas de circuito impresso, mas também – dependendo do tamanho desta área – diferentes faixas de tolerância.
Leia no white paper gratuito quais os outros fatores que influenciam a faixa de tolerância e como compensá-los.
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Em condições reais de utilização, por exemplo, surgem cargas não só nas direções x e y, mas também na direção z. Aqui surge a questão da segurança de encaixe de um conector. Esta descreve a área de sobreposição entre a régua de pinos e a régua de molas, permitindo assim não só diferentes distâncias entre placas de circuito impresso, mas também – dependendo do tamanho desta área – diferentes faixas de tolerância.
Leia no white paper gratuito quais os outros fatores que influenciam a faixa de tolerância e como compensá-los.
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Métodos de ensaio
Para testar exaustivamente os conectores placa a placa no que diz respeito às suas características de robustez, existem vários métodos de ensaio. Nesse contexto, são analisadas variáveis como a resistência dielétrica e a resistência de contacto, tanto antes como depois de um teste de carga, e o estado dos contactos é inspecionado visualmente. Assim, é possível, por exemplo, verificar os efeitos de 500 ciclos de encaixe na resistência à tensão ou determinar, no teste climático, se várias horas a -55 °C e, posteriormente, a 125 °C têm um impacto negativo na resistência de contato do conector. No teste de choque térmico, o conector deve suportar a rápida alternância entre estas temperaturas extremas 100 vezes, durante 30 minutos cada. Além disso, o desvio central e angular durante a conexão, bem como a faixa de tolerância no estado conectado, não devem ser verificados apenas no modelo CAD em teoria, mas sim testados exaustivamente na prática e a resistência confirmada empiricamente. É igualmente importante que os diferentes ensaios críticos para a superfície de contacto sejam realizados em combinação, a fim de simular condições reais. Assim, por exemplo, os ensaios de ciclos de encaixe e de gases nocivos poderiam ser realizados em conjunto, para garantir que o desempenho do conector em termos de resistência de contacto e resistência à tensão não se deteriorou e que os contactos não sofreram danos.
Webinar gratuito sobre a robustez dos conectores placa a placa
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O seu design – a sua escolha
Dependendo dos requisitos da aplicação, existem diferentes critérios de robustez que um conector placa a placa deve cumprir. Por exemplo, terá de compensar tolerâncias elevadas? Está exposto a grandes choques ou vibrações? Será utilizado sob a influência de fortes picos de calor ou frio? Ou a solução de ligação terá de estar protegida contra humidade, gases nocivos ou sujidade? Se um utilizador se orientar por estas questões na escolha da sua solução de ligação, pode ter a certeza de que o seu conector está perfeitamente preparado para a utilização no terreno.
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