Como os conectores «conector placa a placa» alcançam robustez
White paper: Como os conectores «conector placa a placa» alcançam robustez e quais os fatores que influenciam o conector
Seja na indústria aaeroespacial, na automação industrial, nos transportes ou na área da saúde: os conectores «conector 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 decorrentes do seu ambiente: Efeitos mecânicos, como choques, vibrações e oscilações, comprometem a estabilidade da transmissão de dados, tal como as influências ambientais térmicas e químicas decorrentes de temperaturas extremas, fortes oscilações de temperatura, gases nocivos, humidade e sujidade. Os fabricantes de conector para placas de circuito impresso de alta qualidade recorrem, por isso, a todo um leque de soluções para proteger os seus conectores «board-to-board» 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, assim como os conector, tornam-se cada vez mais delicados, mantendo a mesma carga. No entanto, o conector de qualidade resiste a esta tensão não só tão bem como o seu antecessor maior, mas até melhor. A razão para tal 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
- de contacto, sistema
- de contacto, tecnologia de ligação, projeto
- do corpo isolante, intervalo de tolerância
Fator de influência: superfície
Um fator de influência é a superfície de contacto (superfície de contacto). Esta determina de forma decisiva a vida útil do conector, que é normalmente medida em ciclos de encaixe (ciclos de acoplamento). Durante a utilização no terreno, o conector (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 transição (resistência de contacto) e, por conseguinte, uma pior qualidade na transmissão do sinal.
Um revestimento de revestimento do contacto de alta qualidade e duradouro é, por isso, 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 revestimento do contacto de alta qualidade e duradouro é, por isso, 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 torcidos. No entanto, no processo de estampagem (estampagem), forma-se na parte inferior da banda estampada uma superfície não homogénea e de arestas vivas, visível ao microscópio. Os sistemas convencionais estabelecem contacto nesta aresta de estampagem (aresta de corte), o que implica um maior desgaste da superfície e, consequentemente, uma maior resistência de resistência de contacto.
White paper gratuito sobre a robustez de um conector
No white paper gratuito, poderá descobrir, por exemplo, como obter a menor resistência de transição possível através da escolha do design de contacto adequado. Além disso, explicamos-lhe, com base em vários fatores de influência, como os conectores «conector» «Board-to-Board» alcançam robustez e o que é necessário ter em conta.
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Fator de influência: sistema de contacto
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.
Fator de influência: tecnologia de ligação
Existem várias formas de fixar os conector nas placas de circuito impresso.
Uma delas é a já mencionada tecnologia press-fit. O seu objetivo é obter as forças de retenção mais elevadas possíveis entre o conector e a placa de circuito impresso, com a menor força de inserção 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 (tecnologia press-fit) nem sempre é adequada, por exemplo, quando as placas de circuito impresso devem 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 (conector) e a placa de circuito impresso é, então, a tecnologia de montagem em superfície (SMT). Através de pasta de solda (pasta de soldar), os conectores são soldados em áreas de soldadura definidas da placa de circuito impresso, os pads de soldadura.
Uma delas é a já mencionada tecnologia press-fit. O seu objetivo é obter as forças de retenção mais elevadas possíveis entre o conector e a placa de circuito impresso, com a menor força de inserção 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 (tecnologia press-fit) nem sempre é adequada, por exemplo, quando as placas de circuito impresso devem 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 (conector) e a placa de circuito impresso é, então, a tecnologia de montagem em superfície (SMT). Através de pasta de solda (pasta de soldar), os conectores são soldados em áreas de soldadura definidas da placa de circuito impresso, os pads de soldadura.
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 faixa de tolerância de um conector desempenha um papel decisivo na avaliação da sua robustez. Se o conector não conseguir compensar as tolerâncias estabelecidas, os movimentos mecânicos conduzem ao desgaste ou mesmo a 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 coloca-se a questão da «comprimento de acoplamento útil» (segurança contra encaixe excessivo) de um conector. Esta descreve a área de sobreposição entre a régua de pinos e a régua de conector fêmea, permitindo assim não só diferentes distâncias entre placas de circuito impresso, mas também — dependendo da dimensão desta área — diferentes faixas de tolerância.
Leia no white paper gratuito quais os outros fatores que influenciam a faixa de tolerância e como pode 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 coloca-se a questão da «comprimento de acoplamento útil» (segurança contra encaixe excessivo) de um conector. Esta descreve a área de sobreposição entre a régua de pinos e a régua de conector fêmea, permitindo assim não só diferentes distâncias entre placas de circuito impresso, mas também — dependendo da dimensão desta área — diferentes faixas de tolerância.
Leia no white paper gratuito quais os outros fatores que influenciam a faixa de tolerância e como pode compensá-los.
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Métodos de ensaio
Para testar exaustivamente os conectores «board-to-board» no que diz respeito às suas características de robustez, existem vários métodos de ensaio. Nesse contexto, variáveis como a «tensão suportável» (resistência à tensão) e a «resistência de contacto» (resistência de transição) são analisadas antes e 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 acoplamento na tensão suportável ou, no ensaio climático, determinar se várias horas a -55 °C inicialmente e, posteriormente, a 125 °C têm um impacto negativo na resistência de contacto do conector. No teste de choque térmico, o conector tem de suportar a alternância rápida entre estas temperaturas extremas 100 vezes, durante 30 minutos cada. Além disso, o desvio central e o desdesalinhamento angular angular durante a ligação, bem como a margem de tolerância no estado ligado, não devem ser verificados apenas teoricamente no modelo CAD, mas sim testados exaustivamente na prática, devendo a resistência ser confirmada empiricamente. É igualmente importante que os diversos ensaios críticos para a superfície de contacto de contacto sejam realizados em combinação, a fim de simular condições reais. Assim, por exemplo, os ensaios de ciclos de acoplamento- e de corrosão por gases mistos poderiam ser realizados em conjunto, para garantir que o desempenho do conector em termos de resistência de contacto e tensão suportável 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, surgem diferentes critérios de robustez que um conector placa a placa deve cumprir. Por exemplo, terá de compensar tolerâncias elevadas? Está sujeito a grandes choques ou vibrações? É utilizado sob a ação de fortes fontes de calor ou frio? Ou a solução de ligação tem 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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