W jaki sposób złącza
płytka-płytka zyskują wytrzymałość
Dokument techniczny: Jak złącza płytka-płytka zyskują wytrzymałość i jakie czynniki mają wpływ na złącze
Niezależnie od tego, czy chodzi o lotnictwo i kosmonautykę, automatykę przemysłową, transport czy służbę zdrowia: złącza typu board-to-board muszą zawsze zapewniać niezawodną transmisję sygnału i pod żadnym pozorem nie mogą ulec awarii. Jednocześnie są one narażone na szereg obciążeń wynikających z otoczenia: Wpływy mechaniczne, takie jak wstrząsy, wibracje i drgania, zagrażają stabilności transmisji danych, podobnie jak czynniki termiczne i chemiczne wynikające z ekstremalnych temperatur, silnych wahań temperatury, szkodliwych gazów, wilgoci i zanieczyszczeń. Producenci wysokiej jakości złączy do płytek drukowanych wykorzystują zatem cały wachlarz możliwości, aby zabezpieczyć swoje złącza typu board-to-board przed tymi obciążeniami.
Wytrzymałość złączy płytka-płytka pomimo miniaturyzacji
Współczesna elektrotechnika podlega obecnie bardziej niż kiedykolwiek wcześniej tendencji do miniaturyzacji. Podzespoły i ich elementy muszą być nie tylko coraz wydajniejsze, ale także coraz mniejsze. Niemniej jednak często są one eksploatowane w trudnych warunkach rzeczywistych. Dlatego też elementy, takie jak złącza, stają się coraz bardziej filigranowe, przy zachowaniu tego samego obciążenia. Jednak wysokiej jakości złącze nie tylko radzi sobie z tymi obciążeniami równie dobrze jak jego starszy i większy odpowiednik, ale nawet lepiej. Wynika to z udoskonaleń w składzie materiałowym oraz w konstrukcji produktu, na przykład w geometrii korpusu izolacyjnego. Na wytrzymałość złącza typu
board-to-board wpływają różne czynniki:
board-to-board wpływają różne czynniki:
- Powierzchnia
- Konstrukcja
- styku System styków
- Technika połączeń
- Konstrukcja elementów izolacyjnych
- Zakres tolerancji
Czynnik wpływający: powierzchnia
Jednym z czynników mających wpływ na trwałość jest powierzchnia styku. Ma ona decydujący wpływ na żywotność złącza, którą zazwyczaj mierzy się w liczbie cykli wtykania. Podczas eksploatacji w terenie złącze narażone jest na pewne mikroruchy. Prowadzą one do ścierania powierzchni, a w konsekwencji do powstawania tlenków. Skutkiem tego jest wzrost rezystancji przejściowej, a tym samym pogorszenie jakości transmisji sygnału. Wysokiej jakości i
trwała powłoka styków ma zatem decydujące znaczenie dla zapobiegania ścieraniu powierzchni.
Zapoznaj się z naszym bezpłatnym opracowaniem, aby dowiedzieć się, na co należy zwrócić uwagę przy wyborze powierzchni styku.
trwała powłoka styków ma zatem decydujące znaczenie dla zapobiegania ścieraniu powierzchni.
Zapoznaj się z naszym bezpłatnym opracowaniem, aby dowiedzieć się, na co należy zwrócić uwagę przy wyborze powierzchni styku.
Czynnik wpływający: konstrukcja elementów stykowych
Styki złącza do płytek drukowanych są wytłaczane lub toczone. Jednak podczas tłoczenia na spodniej stronie taśmy tłoczonej powstaje niejednorodna powierzchnia o ostrych krawędziach, widoczna pod mikroskopem. W tradycyjnych systemach styki przylegają do tej krawędzi tłoczonej, co wiąże się ze zwiększonym ścieraniem powierzchni, a tym samym z wyższą rezystancją przejściową.
Bezpłatny dokument techniczny na temat wytrzymałości złącza
W bezpłatnym opracowaniu dowiedzą się Państwo na przykład, jak poprzez dobór odpowiedniej konstrukcji styków zapewnić jak najmniejszy opór przejściowy. Ponadto, na podstawie różnych czynników wpływających na ten proces, wyjaśniamy, w jaki sposób złącza typu board-to-board zyskują wytrzymałość oraz na co dokładnie należy zwrócić uwagę.
Zamów opracowanie »
Zamów opracowanie »
Czynnik wpływający: system kontaktowy
Klasyczne dwuczęściowe złącza wtykowe posiadają styk nożowy i styk sprężynowy. W przypadku silnego wstrząsu listwa nożowa może jednak odłączyć się od listwy sprężynowej. Aby zapobiec takiemu przerwaniu styku, można zapewnić redundancję, a tym samym niezawodność połączenia, za pomocą dwustronnej listwy sprężynowej, ponieważ dzięki drugiej sprężynie transmisja sygnału jest zawsze zapewniona przynajmniej przez jeden punkt styku.
Jeszcze bardziej wytrzymałe są natomiast złącza z tak zwanym „neutralnym pod względem płci” systemem styków. Ich cechą charakterystyczną jest identyczna geometria styków w obu połówkach wtyku.
Jeszcze bardziej wytrzymałe są natomiast złącza z tak zwanym „neutralnym pod względem płci” systemem styków. Ich cechą charakterystyczną jest identyczna geometria styków w obu połówkach wtyku.
Czynnik wpływający: technika połączeń
Istnieją różne sposoby mocowania złączy do płytek drukowanych.
Jednym z nich jest wspomniana już technika wciskania. Jej celem jest uzyskanie jak największej siły trzymania między złączem a płytką drukowaną przy jak najmniejszej sile wciskania. Siły trzymania decydują o połączeniu mechanicznym, które z kolei musi wytrzymać wstrząsy i drgania.
Jednak technika wciskania nie zawsze jest odpowiednia, na przykład gdy płytki drukowane mają być montowane dwustronnie lub gdy nie można zachować minimalnej odległości od elementów w kierunku działania siły. Inną możliwością stworzenia niezawodnego i trwałego połączenia między złączem a płytką drukowaną jest technologia montażu powierzchniowego (SMT). Za pomocą pasty lutowniczej złącza są przylutowywane do określonych powierzchni przyłączeniowych płytki drukowanej, tzw. pól lutowniczych.
Jednym z nich jest wspomniana już technika wciskania. Jej celem jest uzyskanie jak największej siły trzymania między złączem a płytką drukowaną przy jak najmniejszej sile wciskania. Siły trzymania decydują o połączeniu mechanicznym, które z kolei musi wytrzymać wstrząsy i drgania.
Jednak technika wciskania nie zawsze jest odpowiednia, na przykład gdy płytki drukowane mają być montowane dwustronnie lub gdy nie można zachować minimalnej odległości od elementów w kierunku działania siły. Inną możliwością stworzenia niezawodnego i trwałego połączenia między złączem a płytką drukowaną jest technologia montażu powierzchniowego (SMT). Za pomocą pasty lutowniczej złącza są przylutowywane do określonych powierzchni przyłączeniowych płytki drukowanej, tzw. pól lutowniczych.
Czynnik wpływający: konstrukcja korpusu izolacyjnego
Geometria korpusu izolacyjnego złącza typu board-to-board pomaga ponadto chronić styki przed uszkodzeniem podczas pracy lub montażu. Powinna być tak skonstruowana, aby wrażliwe styki znajdowały się w bezpiecznym miejscu wewnątrz złącza.
Dzięki skosom wprowadzającym można również uniknąć uszkodzeń podczas montażu. Pomagają one wyrównać przesunięcie płytek drukowanych w dowolnym kierunku podczas wtykania. Dzięki dodatkowemu obszarowi zatrzymującemu obie połówki złącza można połączyć bez uszkodzeń, nawet w przypadku przesunięcia środkowego lub kątowego.
Dzięki skosom wprowadzającym można również uniknąć uszkodzeń podczas montażu. Pomagają one wyrównać przesunięcie płytek drukowanych w dowolnym kierunku podczas wtykania. Dzięki dodatkowemu obszarowi zatrzymującemu obie połówki złącza można połączyć bez uszkodzeń, nawet w przypadku przesunięcia środkowego lub kątowego.
Czynnik wpływający Zakres tolerancji
Zakres tolerancji złącza odgrywa decydującą rolę w ocenie jego wytrzymałości. Jeśli złącze nie jest w stanie wyrównać określonych tolerancji, ruchy mechaniczne prowadzą do zużycia, a nawet uszkodzenia połączenia.
W warunkach eksploatacyjnych występują na przykład obciążenia nie tylko w osiach x i y, ale także w osi z. W tym miejscu pojawia się kwestia zabezpieczenia przed przesunięciem złącza. Opisuje ono obszar nakładania się listwy stykowej i listwy sprężynowej, umożliwiając w ten sposób nie tylko różne odstępy między płytkami drukowanymi, ale – w zależności od wielkości tego obszaru – również zakresy tolerancji.
Zapoznaj się z bezpłatnym opracowaniem, aby dowiedzieć się, jakie inne czynniki wpływają na zakres tolerancji i jak je kompensować.
Zamów opracowanie »
W warunkach eksploatacyjnych występują na przykład obciążenia nie tylko w osiach x i y, ale także w osi z. W tym miejscu pojawia się kwestia zabezpieczenia przed przesunięciem złącza. Opisuje ono obszar nakładania się listwy stykowej i listwy sprężynowej, umożliwiając w ten sposób nie tylko różne odstępy między płytkami drukowanymi, ale – w zależności od wielkości tego obszaru – również zakresy tolerancji.
Zapoznaj się z bezpłatnym opracowaniem, aby dowiedzieć się, jakie inne czynniki wpływają na zakres tolerancji i jak je kompensować.
Zamów opracowanie »
Procedura kontrolna
Istnieją różne metody testowania złączy typu board-to-board pod kątem ich wytrzymałości. W ramach tych testów analizuje się takie parametry, jak wytrzymałość dielektryczna i rezystancja styku, zarówno przed, jak i po teście obciążeniowym, a także przeprowadza się wizualną kontrolę stanu styków. W ten sposób można na przykład sprawdzić wpływ 500 cykli wtykania na wytrzymałość na napięcie lub w teście klimatycznym ustalić, czy kilka godzin spędzonych najpierw w temperaturze -55°C, a następnie 125°C ma negatywny wpływ na rezystancję stykową złącza. W teście szokowym w zakresie temperatur złącze musi wytrzymać szybką zmianę między tymi ekstremalnymi temperaturami 100 razy po 30 minut. Również przesunięcie środkowe i kątowe podczas wtykania, a także zakres tolerancji w stanie wtykowym, powinny być sprawdzane nie tylko teoretycznie na modelu CAD, ale również poddawane wyczerpującym testom w praktyce, a wytrzymałość potwierdzana empirycznie. Równie ważne jest, aby różne testy, które mają kluczowe znaczenie dla powierzchni styku, były przeprowadzane łącznie w celu symulacji rzeczywistych warunków. Na przykład testy cykli wtykania i testy na obecność szkodliwych gazów mogą być przeprowadzane łącznie, aby upewnić się, że wydajność złącza pod względem rezystancji stykowej i wytrzymałości na napięcie nie uległa pogorszeniu, a styki nie uległy uszkodzeniu.
Bezpłatne webinarium poświęcone wytrzymałości złączy płytka-płytka
Potrzebują Państwo szczegółowych informacji na temat wyboru odpowiedniej technologii łączenia w oparciu o Państwa wymagania?
W takim razie zapraszamy do umówienia się z nami na bezpłatne webinarium.
Zgłoś się na webinarium »
W takim razie zapraszamy do umówienia się z nami na bezpłatne webinarium.
Zgłoś się na webinarium »
Twój projekt – Twój wybór
W zależności od wymagań danego zastosowania istnieją różne kryteria wytrzymałości, które musi spełniać złącze typu board-to-board. Czy musi ono na przykład kompensować duże tolerancje? Czy jest narażone na silne wstrząsy lub wibracje? Czy będzie eksploatowane w warunkach silnego działania wysokich lub niskich temperatur? A może rozwiązanie połączeniowe musi być chronione przed wilgocią, szkodliwymi gazami lub zanieczyszczeniami? Jeśli użytkownik przy wyborze rozwiązania połączeniowego kieruje się tymi pytaniami, może mieć pewność, że jego złącze jest doskonale przygotowane do pracy w terenie.
Mają Państwo pytania?
Prosimy o kontakt!
Zapytanie za pośrednictwem formularza
+49 8861 2501 0
sales@ept.de
Prosimy o kontakt!
Zapytanie za pośrednictwem formularza
+49 8861 2501 0
sales@ept.de