Whitepaper Rugged Bildwechsel 2021
Letër e bardhë

Dokument teknik: Robustësia në lidhës

Qoftë në sektorin e aeronautikës (industri ajrore dhe hapësinore), automatizimit industrial, transportit apo kujdesit shëndetësor: lidhësit (konektor) duhet gjithmonë të sigurojnë transmetim të besueshëm të sinjalit dhe nuk duhet të dështojnë në asnjë rrethanë. Në të njëjtën kohë, ata janë të ekspozuar ndaj një game stresesh mjedisore: Ngarkesat mekanike si goditjet, dridhjet dhe oscilimet rrezikojnë stabilitetin e transmetimit të të dhënave, ashtu si edhe ndikimet termike dhe kimike të mjedisit të shkaktuara nga temperaturat ekstreme, luhatjet e konsiderueshme të temperaturës, gazrat e dëmshëm, lagështia dhe papastërtitë. Prandaj, prodhuesit e lidhësve me cilësi të lartë (konektor) përdorin një gamë të tërë masash për të mbrojtur lidhësit e tyre kundër këtyre ndikimeve. 

Robustësi pavarësisht miniaturizimit

Groessenvergleich
Fig. 1: Një lidhës DIN i vjetër nga seria D me një hap prej 5,08 mm dhe, më poshtë, Zero8 i ri me një hap prej 0,8 mm
Inxhinieria elektrike moderne i nënshtrohet një tendence më shumë se kurrë më parë: miniaturizimit. Asemblatet dhe komponentët e tyre jo vetëm që duhet të bëhen gjithnjë e më të fuqishëm, por edhe gjithnjë e më të vegjël. Megjithatë, ato përdoren shpesh në kushte të ashpra reale. Prandaj, komponentët, si dhe lidhësit (konektor), po bëhen gjithnjë e më delikatë, ndërkohë që përballojnë të njëjtin nivel stresi. Megjithatë, një konektor me cilësi të lartë jo vetëm që i reziston këtij stresi po aq mirë sa homologu i tij më i vjetër dhe më i madh, por edhe më mirë. Kjo i detyrohet përparimeve në përbërjen e materialit dhe dizajnin e produktit, për shembull në gjeometrinë e trupit izoluese (Fig. 1).

Sipërfaqja si faktor ndikues

Abrieb Oberflaeche
Fig. 2: Gërvishtje dhe korrozion i sipërfaqes së kontaktit sipërfaqe kontakti
 Një larmi faktorësh ndikon në qëndrueshmërinë e një lidhësi. Një prej tyre është sipërfaqja e kontaktit (sipërfaqe kontakti). Kjo përcakton në mënyrë të konsiderueshme jetën e shërbimit të lidhësit, e cila zakonisht matet në cikle futjeje (cikle çiftimi). Gjatë përdorimit në terren, konektor-i i nënshtrohet disa mikro-lëvizjeve. Këto çojnë në gërryerje të sipërfaqes dhe, rrjedhimisht, në oksidim (Fig. 2).

Rezultati është një ' rezistencë kontakti ' i rritur dhe rrjedhimisht cilësi më e dobët e transmetimit të sinjalit. Prandaj, është thelbësore të minimizohet gërvishtja e sipërfaqes gjatë lidhjes dhe në funksionim duke përdorur një ' veshje e kontaktit ' me cilësi të lartë dhe të qëndrueshëm. Për ta arritur këtë, si 'Messer-' ashtu edhe ' kontakt femër ' duhet të kenë një sipërfaqe të lëmuar si duhet. Pavarësisht rritjes së çmimeve, ari përdoret ende gjerësisht sot për veshjet e sipërfaqeve për shkak të rezistencës ndaj korrozionit dhe përçueshmërisë së shkëlqyer. Duke qenë se ari i pastër është i butë, ai aliazhohet me 0.2 deri në 0.3 për qind kobalt ose nikel për të prodhuar ari me kobalt ( ar i fortë ). Megjithatë, ata që kërkojnë një alternativë më të qëndrueshme në çmim për këtë strukturë veshjeje mund, për shembull, të zgjedhin një aliazh nikel-fosfor me flash ari. Kur kombinohen në proporcione shumë të sakta, këto dy materiale shfaqin vetitë pozitive që ofron edhe ari: rezistencë të lartë ndaj korrozionit, rezistencë të jashtëzakonshme ndaj konsumit dhe përçueshmëri të shkëlqyer. Për të parandaluar difuzionin midis materialit të kontaktit dhe mbulimit sipërfaqësor, shpesh përdoret një shtresë barrierë nikel. Kjo barrierë ndihmon në parandalimin e korrozionit.

Kontakti i dizajnit si faktor ndikues

ept f g w 150x
Fig. 3: Tulipani pranveror i One27 pas procesit të stampimit dhe përkuljes
Kontaktet e një lidhësi stampohen ose përpunohen me tornë. Megjithatë, gjatë procesit të prerjes me shabllon (stampim), në anën e poshtme të shiritit të stampuar formohet një sipërfaqe jo homogjene me skaje të mprehta, e cila është e dukshme me mikroskop. Sistemet konvencionale bëjnë kontakt me këtë buzë prerjeje, gjë që rezulton në gërvishtje të shtuar të sipërfaqes dhe rrjedhimisht në rezistencë kontakti më të lartë. Kjo mund të shmanget duke përkulur tulipanën e pranverës me 90 gradë në procesin e ashtuquajtur stampim-përkulje, në mënyrë që ajo të bëjë kontakt me kontakt mashkull përmes sipërfaqes së lëmuar, të rrotulluar (Fig. 3).
 
Megjithatë, jo vetëm dizajni i 'konektor femër', por edhe ai i 'konektor mashkull' është thelbësor për jetëgjatësinë e lidhësit. Kjo sepse ky i fundit duhet gjithashtu të jetë prerë pastër dhe të përpunohet më tej për të shmangur gjeometritë e mprehta dhe të defektshme.

Sistemi i kontaktit si faktor ndikues

Doppelseitiger Federkontakt
Fig. 4: Ilustrim skemik: kontaktim me dy anë 'kontakt femër' i One27 pa (majtas) dhe me goditje dridhjeje (djathtas)
' konektor ' tradicionale me dy pjesë përbëhen nga një 'Messer-' dhe një ' kontakt femër'. Megjithatë, në rast të një goditjeje të fortë, ' konektor mashkull ' mund të shkëputet nga ' konektor femër '. Për të parandaluar një ' ndërprerje e kontaktit ' të tillë, mund të përdoret një ' konektor femër ' me dy anë për të siguruar redundancë dhe kështu për të garantuar kontakt të besueshëm; kjo sepse pranvera e dytë siguron që transmetimi i sinjalit të mbahet në çdo kohë përmes të paktën një pike kontakti (Fig. 4).
Schnitt Doppelkontakt
Fig. 2: Optimizimi i ept Colibrikonektor nga 10+ Gbit/s në 16+ Gbit/s
konektor me një sistem kontakti të ashtuquajtur 'gjinia-neutral' janë, përkundrazi, edhe më të qëndrueshëm. Karakteristika dalluese këtu është gjeometria identike e kontaktit të dy gjysmave të lidhësit, Plug dhe Socket. Të dyja për këtë arsye kanë si një pranverë ashtu edhe një teh. Kjo do të thotë që çdo pin kontaktohet nga dy pranvera, ndërsa Plug dhe Socket janë të kyçur me njëri-tjetrin dhe nuk mund të ndahen nga njëri-tjetri. Ndërsa një shirit kontakti me pranvera me dy anë (konektor femër) gjithmonë siguron të paktën një pikë kontakti nën stres mekanik, gjeometritë e ndërthurura në sistemet e kontakteve gjini-neutrale garantojnë që transmetimi i sinjalit gjithmonë të ndodhë përmes dy pikave të kontaktit. Ky nivel i lartë i tepërtësisë kështu siguron besueshmërinë maksimale të kontaktit (Fig. 5).
Schliffbild Verguss
Fig. 6: prerje tërthore kryqëzuar e një konektor me dy pjesë vs. një flexilinkb-t-b me një pjesë pas derdhje me rrëshirë
Sa i përket qëndrueshmërisë, sistemi i kontaktit gjinisëhëm neutral tejkalohet vetëm nga lidhësit njëpjesësh. Këta lidhës heqin plotësisht parimin tradicional të kontaktit me dy pjesë, që përbëhet nga një teh dhe një shirit kontakti me pranverë (konektor femër). Duke eliminuar zonën e kontaktit të cenueshme, lidhësit me një copë jo vetëm që ofrojnë rezistencën më të lartë ndaj goditjeve, dridhjeve, lagështisë, pluhurit dhe kushteve atmosferike, por janë gjithashtu të përshtatshëm për mbushje me derdhje (potting) dhe metoda të tjera të mbrojtjes së komponentëve.derdhje me rrëshirë Në kombinim me 'teknologji press-fit' (teknologjia press-fit), ato ofrojnë lidhjen mekanike dhe elektrike më të sigurt midis dy printboard-eve (Fig. 6). 


Faktori ndikues: teknologji lidhjeje

Bild Einpressen 4c
Fig. 7: Procesi i montimit me presion
Ekzistojnë mënyra të ndryshme për të ngjitur ' konektor ' në bordet e qarkut të printuar. Njëra prej tyre është ' teknologji press-fit' e përmendur më parë. Qëllimi i tij është të arrihen forcat më të larta të mundshme mbajtëse midis ' konektor ' dhe bordit të qarkut të printuar, duke minimizuar ' forcë shtypjeje '. Këto forca mbajtëse përcaktojnë lidhjen mekanike, e cila nga ana tjetër duhet të përballojë goditjet dhe dridhjet. Ky ' teknologji lidhjeje ' është një proces që është provuar dhe testuar miliarda herë, në të cilin një ' kunj press-fit ' shtyhet në një ' vrimë e metalizuar ' në bordin e qarkut të printuar (Fig. 7). 
schnitt tcom press 02
Fig. 8: Imazh mikroskopik i Tcom press® "zonë press-fit" pronësor të ept
  ' kunj press-fit ' ka një dimension diagonal më të madh se diametri i vrimës së pllakës së qarkut të printuar. Pini i lidhësit është fleksibël në ' zonë press-fit ' për të parandaluar deformimin e pllakës së qarkut të printuar nga forcat fizike gjatë procesit të futjes. Prandaj deformimi kufizohet në ' zonë press-fit ' (Fig. 8). Ndërmjet ' kunj kontakti ' dhe vrimës së PCB-së së metalizuar krijohet një saldaturë e ftohtë: një lidhje mekanike e papërshkueshme nga gazi, rezistente ndaj korrozionit, me impedancë të ulët dhe me përçueshmëri elektrike, e cila gjithashtu përshtatet për ' derdhje me rrëshirë '. Gjithashtu përcaktohet në DIN EN 60352-5 dhe ruan kontakt të besueshëm edhe nën streset mekanike dhe termike shumë të larta, si dridhjet, përkuljet dhe luhatjet ekstreme të temperaturës, dhe madje mund të përballojë ngarkesa goditjeje deri në 200 g.
 
Falë qëndrueshmërisë së jashtëzakonshme dhe përmirësimit dhjetëfish të besueshmërisë së kontaktit elektrik ( shkallë dështimi ) (vlerë FIT) krahasuar me lidhjet e salduara automatikisht konektor, teknologji press-fit përdoret shpesh në aplikacione me siguri të lartë ku transmetimi i sinjalit nuk duhet të ndërpritet në asnjë rrethanë, për shembull në sistemet e jastëkëve të ajrit ose në modulet ABS dhe ESP.
Meniskusbildung
Fig. 9: Formimi i njëtrajtshëm i meniskut rreth 'këmbë saldimi' të One27
Megjithatë, ' teknologji press-fit ' nuk është gjithmonë i përshtatshëm; për shembull, kur bordet e qarkut të printuar duhet të popullohen në të dyja anët ose kur distanca minimale nga komponentët në drejtimin e forcës nuk mund të mbahet. Një mënyrë tjetër për të krijuar një lidhje të besueshme dhe të qëndrueshme midis konektor dhe bordit të qarkut të printuar është Teknologjia e Montimit në Sipërfaqe (SMT). Duke përdorur pastë saldimi, konektor saldohen në zona të përcaktuara lidhjeje në bordin e qarkut të printuar, të njohura si pad-e saldimi. Vetëm në një të ashtuquajtur furrë reflow saldi shkrin dhe më pas lejohet të ngurtësohet. SMT mundëson krijimin e lidhjeve të qëndrueshme midis konektorit dhe bordit të qarkut të printuar. Megjithatë, për këtë duhet të plotësohen disa kritere: së pari, për të siguruar njëpikë saldimi në përputhje me standardin IPC-A-610, duhet të mbahet raporti i saktë i këmbë saldimi, pad saldimi dhe pastë saldimi. Vetëm në këtë mënyrë mund të krijohet një lidhje me cilësi të lartë që mundëson një lidhje në përputhje me IPC Class 3 dhe është për këtë arsye e përshtatshme për përdorim në elektronikë me performancë të lartë. Dështimet në transmetimin e sinjalit duhet të përjashtohen në çdo kohë në këtë klasë. lidhje e salduar optimale mund të njihet nga formimi i njëtrajtshëm i meniskut. Kontakti duhet të jetë plotësisht i rrethuar nga një menisk saldim për të arritur forcat më të mira të mbajtjes në bordin e qarkut të printuar. (Fig. 9). 
Koplanariteti i pinave të kontaktit është thelbësor për një lidhje të shkëlqyer. Nëse plotësohen të gjitha këto kërkesa, është vërtetuar se lidhësitSMT mund të përballojnë ngarkesa mekanike deri në 400 N.

Dizajni i trupit izoluese si faktor ndikues

ept Mitten Winkel Versatz
Fig. 10: Zero8 konektor lejon një zhvendosje radiale prej ±0.7 mm dhe një zhvendosje këndore prej 4°
 Gjeometria e trupit izoluese të një lidhësi gjithashtu ndihmon në mbrojtjen e kontakteve nga dëmtimet gjatë funksionimit ose instalimit. Ajo duhet të dizajnohet në mënyrë që kontaktet e ndjeshme të jenë të mbrojtura brenda lidhësit.

 Këndet hyrëse gjithashtu mund të parandalojnë dëmtimet gjatë montimit. Ato ndihmojnë në kompensimin e çdo zhvendosjeje të bordeve të qarkut në çdo drejtim kur lidhësi lidhet. Me ndihmën e një zone kapëse shtesë, dy gjysmat e lidhësit mund të bashkohen pa dëmtime edhe në rast të një zhvendosjeje qendrore ose këndore (Fig. 10).

ept Boardlock
Fig. 11: Boardlock në One27
Disa lidhës (konektor) gjithashtu kanë kyçje për bordin. Këto janë kllapa metalike të bashkangjitura në trup izolues, të cilat gjithashtu saldohen në bordin e qarkut të printuar (Fig. 11). Në këtë mënyrë, ato ofrojnë stabilitet shtesë – edhe në kushte të pafavorshme si dridhjet dhe goditjet.

Faktori ndikues Intervali i tolerancës

Toleranzausgleich im Betrieb
Fig. 12: kompensim tolerance i Zero8 në të gjitha drejtimet
Shtrirja e tolerancës së një lidhësi luan një rol vendimtar në vlerësimin e qëndrueshmërisë së tij. Nëse lidhësi nuk mund të kompensojë tolerancat e përcaktuara, lëvizjet mekanike do të çojnë në konsum ose madje edhe në dëmtim të lidhjes. Gjatë instalimit, këndet e futjes ofrojnë mbështetje për të mundësuar bashkimin e sigurt të lidhësve me teh (konektor femër). Megjithatë, edhe kur janë të lidhur, mikro-lëvizjet duhet të përballohen. Kjo arrihet përmes gjeometrisë së kontakteve dhe trupave izoluese. Nëse një lidhës ka funksion konektor (floating), ai mund të kompensojë deri në ±0,4 mm edhe gjatë funksionimit. Ky funksion po bëhet gjithnjë e më i rëndësishëm, pasi luan një rol thelbësor kur një bord qarku të printuar është i pajisur me lidhës të shumtë. Në fushë, megjithatë, lindin tensionime jo vetëm në drejtimet x dhe y, por edhe në drejtimin z (Fig. 12).

UEberstecksicherheit
Fig. 13: Fushë mbivendosjeje prej 1,5 mm dhe 0,9 mm – besueshmëri shtesë e kontaktit me One27
Kjo ngre çështjen e 'gjatësi efektive çiftimi' (siguri mbivendosjeje) të një lidhësi. Kjo përshkruan zonën e mbivendosjes midis kontaktit me teh dhe kontaktit me pranverëkonektor femër, duke lejuar kështu jo vetëm hapësira të ndryshme midis PCB-ve, por edhe – në varësi të madhësisë së kësaj zone – diapazonet e tolerancës (Fig. 13).

Kompensimi maksimal i tolerancës, nga ana tjetër, arrihet me anë të një lidhjeje kabllore. Këtu, gjatësia e kabllit përcakton gamën e tolerancës së lidhjes me prizë.

Procedura e testimit

Zero8 nach Kombi Pruefung
Fig. 14: Kontaktet e paprekura të Zero8 Socket pas cikle çiftimi të suksesshme dhe testimit me gaz korroziv
 Ekzistojnë procedura të ndryshme testimi për t'i vënë lidhësit (konektor) në provë në lidhje me karakteristikat e tyre të qëndrueshmërisë. Në këto teste, variabla të tilla si tension qëndrueshmërie dielektrike (rezistenca ndaj tensionit) dhe rezistencë kontakti (rezistenca e kontaktit) vlerësohen si para ashtu edhe pas një testi stresues, dhe gjendja e kontakteve inspektohet vizualisht. Për shembull, mund të vlerësohen efektet e 500 cikleve të lidhjes (cikle çiftimi) mbi rezistencën ndaj tensionit (tension qëndrueshmërie dielektrike), ose një test klimatik mund të përcaktojë nëse disa orë në -55°C në fillim dhe më pas 125°C kanë një ndikim negativ në rezistencën e kontaktit (rezistencë kontakti) të lidhësit. Në testin e shokut të temperaturës, lidhësi duhet të përballojë 100 cikle të shpejta midis këtyre temperaturave ekstreme, secili me zgjatje 30 minuta. Për më tepër, qendra dhe zhzhvendosje këndore-i gjatë lidhjes, si dhe diapazoni i tolerancës kur është i lidhur, jo vetëm që duhet të verifikohen teorikisht duke përdorur modelin CAD, por edhe të testohen gjerësisht në praktikë, me kapacitetin e tyre mbajtës të ngarkesës të konfirmuar empirikisht. Po ashtu, është e rëndësishme që të kryhen në kombinim edhe teste të ndryshme kritike për sipërfaqen e kontaktit (sipërfaqe kontakti), për të simuluar kushtet e botës reale. Për shembull, ciklet e përputhjes dhe testet me gaz korroziv mund të kryhen në kombinim për të siguruar që performanca e lidhësit në aspektin e rezistencës së kontaktit (rezistencë kontakti) dhe të fortësisë dielektrike (tension qëndrueshmërie dielektrike) nuk është përkeqësuar dhe që kontaktet nuk janë dëmtuar (Fig. 14). 

Dizajni yt – zgjedhja jote

Bewerbungsprozess Icons 2000x1457px Gluehbirne FREI
Në varësi të kërkesave të aplikacionit, zbatohen kritere të ndryshme qëndrueshmërie që një lidhës (konektor) duhet t'i përmbushë. Për shembull, a ka nevojë të kompensojë toleranca të larta? A është i ekspozuar ndaj ngarkesave të larta goditjeje ose dridhjeve? A përdoret në mjedise që i nënshtrohen nxehtësisë ose të ftohtit ekstrem? Ose a ka nevojë që zgjidhja e lidhësit (konektor) të mbrohet nga lagështia, gazrat korrozivë ose papastërtitë? Nëse një përdorues bazon zgjedhjen e zgjidhjes së lidhjes në këto pyetje, ai mund të jetë i sigurt që konektor-i i tij është idealisht i pajisur për përdorim në terren. 

Faleminderit shumë!

Do të jemi në kontakt së shpejti për të diskutuar kërkesat tuaja. Do të përgatisim dhe t'ju dërgojmë një raport të detajuar mbi karakteristikat me shpejtësi të lartë, si dhe parametrat Sparametër S për simulimin e dizajnit tuaj.

Kërkoni specifikimet HighSpeed dhe parametër S për të simuluar dizajnin tuaj

Fushat e shënuara me * janë të detyrueshme.
Ju mund të shikoni politikën tonë të privatësisë këtu.

Mesazhi juaj është dërguar.

Faleminderit për interesimin – do ta përpunojmë kërkesën tuaj sa më shpejt të jetë e mundur.

Formulari i kontaktit

Fushat e shënuara me * janë të detyrueshme.

Të dhëna personale

Mesazhi juaj

Mbrojtja e të dhënave

Ju mund të shikoni politikën tonë të privatësisë këtu.

Mesazhi juaj është dërguar.

Faleminderit për interesimin – do ta përpunojmë kërkesën tuaj sa më shpejt të jetë e mundur.

Formulari i kontaktit

Fushat e shënuara me * janë të detyrueshme.

Të dhëna personale

Kthim mbrapsht

Mesazhi juaj

Unë jam i interesuar për

Material informativ

Mbrojtja e të dhënave

Ju mund të shikoni politikën tonë të privatësisë këtu.

Ju falenderojmë shumë për interesimin tuaj.

Mund ta shkarkoni dokumentin e bardhë këtu:

Shkarko dokumentin e bardhë

Para se të shkarkoni dokumentin e bardhë, ju lutemi plotësoni fushat e mëposhtme. Faleminderit.

Fushat e shënuara me * janë të detyrueshme.

Të dhëna personale

Mbrojtja e të dhënave

Ju mund të shikoni politikën tonë të privatësisë këtu.

Mesazhi juaj është dërguar.

Ju falënderojmë shumë për interesimin tuaj për ngjarjen tonë të rrjetëzimit pas Electronica. Ne do të shqyrtojmë kërkesën tuaj dhe do të konfirmojmë pjesëmarrjen tuaj sa më shpejt të jetë e mundur.

Formulari i kërkesës

Fushat e shënuara me * janë të detyrueshme.

Të dhëna personale

Mbrojtja e të dhënave

Ju mund të shikoni politikën tonë të privatësisë këtu.

Ju falënderojmë shumë për pyetjen tuaj.

Ne do të rishikojmë kërkesat tuaja dhe do t'ju kontaktojmë sa më shpejt të jetë e mundur.

Kërkesat tuaja për lidhësin e kërkuar

Fushat e shënuara me * janë të detyrueshme; ju lutemi plotësojini.

Personi i kontaktit

Kërkesa juaj

Format i gabuar i skedarit! Ju lutemi zgjidhni një skedar PDF ose JPG.
Ju mund të shikoni politikën tonë të privatësisë këtu.

Ju falënderojmë shumë për pyetjen tuaj.

Ne do të rishikojmë kërkesat tuaja dhe do t'ju kontaktojmë sa më shpejt të jetë e mundur.

Pyete për personalizimin e konektor

Fushat e shënuara me * janë të detyrueshme; ju lutemi plotësojini.

Personi i kontaktit

Kërkesa juaj

Format i gabuar i skedarit! Ju lutemi zgjidhni një skedar PDF ose JPG.
Ju mund të shikoni politikën tonë të privatësisë këtu.