Hur kort-till-kort-kontakt uppnår
robusthet
Whitepaper: Hur kort-till-kort-kontakt uppnår robusthet och vilka faktorer som påverkar kontaktdonet
Oavsett om det gäller flyg- och rymdflyg- och rymdindustri, industriell automation, transportsektorn eller hälso- och sjukvården: kort-till-kort-kontakt måste alltid garantera en tillförlitlig signalöverföring och får under inga omständigheter sluta fungera. Samtidigt utsätts de för en rad påfrestningar från omgivningen: Mekaniska påfrestningar som stötar, vibrationer och svängningar äventyrar stabiliteten i dataöverföringen, liksom termiska och kemiska miljöfaktorer i form av extrema temperaturer, kraftiga temperatursvängningar, skadliga gaser, fukt och smuts. Tillverkare av högkvalitativa kretskortkontaktdon utnyttjar därför alla tillgängliga möjligheter för att rustar sina Board-to-Board-kontakter mot dessa påfrestningar.
Tålighet hos kort-till-kort-kontakter trots miniatyrisering
Den moderna elektrotekniken präglas mer än någonsin av en trend: miniatyriseringen. Moduler och deras komponenter måste inte bara bli allt mer prestandastarka, utan också allt mindre. Ändå används de ofta under tuffa förhållanden. Komponenter och kontaktdon blir därför allt mer filigrana vid oförändrad belastning. En högkvalitativ kontaktdon tål dock denna påfrestning inte bara lika bra som sin äldre och större motsvarighet, utan till och med bättre. Anledningen till detta är vidareutvecklingar i materialkompositionen samt i produktdesignen, till exempel i isoleringskroppens geometri.
En mängd olika faktorer påverkar robustheten hos en kort-till-kort-kontakt:
En mängd olika faktorer påverkar robustheten hos en kort-till-kort-kontakt:
- Yta
- , kontaktdesign
- , kontaktsystem
- , anslutningsteknik,
- isoleringskroppsdesign
- , toleransområde
Ytan som påverkande faktor
En påverkande faktor är kontaktytan (kontaktyta). Denna avgör i hög grad kontaktdonets livslängd, som vanligtvis mäts i anslutningscykler (kopplingscykler). Vid användning i fält utsätts kontaktdonet (kontaktdon) för vissa mikrorörelser. Dessa leder till ytslitage och därmed till oxidbildning. Följden blir ett ökat övergångsmotstånd (kontaktresistans) och därmed sämre kvalitet i signalöverföringen.
En högkvalitativ och hållbar kontaktbeläggning (kontaktplätering) är därför avgörande för att motverka ytslitage.
Läs i vår kostnadsfria vitbok vad du bör tänka på när du väljer kontaktyta (kontaktyta).
En högkvalitativ och hållbar kontaktbeläggning (kontaktplätering) är därför avgörande för att motverka ytslitage.
Läs i vår kostnadsfria vitbok vad du bör tänka på när du väljer kontaktyta (kontaktyta).
Kontaktutformning som påverkande faktor
Kontakterna i ett kontaktdon stansas eller vrids fram. Vid stansning uppstår dock på undersidan av stansat band en ojämn, vass yta som syns under mikroskop. Konventionella system skapar kontakt mot klippkant, vilket medför ökad ytslitage och därmed högre kontaktresistans.
Gratis vitbok om kontaktdonets tålighet
I den kostnadsfria vitboken får du till exempel veta hur du genom att välja rätt kontaktdesign kan uppnå ett så lågt övergångsmotstånd som möjligt. Dessutom förklarar vi utifrån olika påverkande faktorer hur Board-to-Board-kontaktdon uppnår robusthet och vad man exakt måste beakta.
Beställ vitboken »
Beställ vitboken »
Påverkande faktor: kontaktsystem
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.
Påverkande faktor: anslutningsteknik
Det finns olika sätt att montera kontaktdon på kretskorten.
Ett av dessa är den redan nämnda press-fit-tekniken. Syftet med denna teknik är att uppnå så hög hållkraft som möjligt mellan kontaktdon och kretskortet med så låg inpressningskraft möjligt. Hållkrafterna avgör den mekaniska förbindelsen, som i sin tur måste tåla stötar och vibrationer.
Men press-fit-teknik är inte alltid lämplig, till exempel när kretskort ska bestyckas på båda sidor eller när minimiavståndet till komponenterna i kraft riktningen inte kan upprätthållas. Ett annat sätt att skapa en pålitlig och hållbar förbindelse mellan kontaktdon och kretskortet är då ytmonteringstekniken (SMT). Med hjälp av lodpasta löds kontaktdon fast på definierade lödytor på kretskortet, så kallade lödpads.
Ett av dessa är den redan nämnda press-fit-tekniken. Syftet med denna teknik är att uppnå så hög hållkraft som möjligt mellan kontaktdon och kretskortet med så låg inpressningskraft möjligt. Hållkrafterna avgör den mekaniska förbindelsen, som i sin tur måste tåla stötar och vibrationer.
Men press-fit-teknik är inte alltid lämplig, till exempel när kretskort ska bestyckas på båda sidor eller när minimiavståndet till komponenterna i kraft riktningen inte kan upprätthållas. Ett annat sätt att skapa en pålitlig och hållbar förbindelse mellan kontaktdon och kretskortet är då ytmonteringstekniken (SMT). Med hjälp av lodpasta löds kontaktdon fast på definierade lödytor på kretskortet, så kallade lödpads.
Påverkande faktor: isoleringskroppens utformning
Geometrin hos isoleringskroppen i en kort-till-kort-kontakt bidrar dessutom till att skydda kontakterna mot skador under drift eller installation. Den bör utformas så att de känsliga kontakterna inuti kontakten ligger skyddade.
Genom införingsfasningar kan dessutom skador vid montering undvikas. De hjälper till att kompensera för en förskjutning av kretskorten i alla riktningar vid anslutning. Med hjälp av ett extra fästområde kan de båda kontaktdelarna anslutas utan skador även vid en förskjutning i mitten eller i vinkel.
Genom införingsfasningar kan dessutom skador vid montering undvikas. De hjälper till att kompensera för en förskjutning av kretskorten i alla riktningar vid anslutning. Med hjälp av ett extra fästområde kan de båda kontaktdelarna anslutas utan skador även vid en förskjutning i mitten eller i vinkel.
Påverkande faktor Toleransintervall
Toleransområdet för ett kontaktdon spelar en avgörande roll för bedömningen av dess robusthet. Om kontaktdonet inte kan kompensera för givna toleranser leder mekaniska rörelser till slitage eller till och med skador på kontaktförbindelsen.
I fält uppstår till exempel belastningar inte bara i x- och y-riktningen, utan även i z-riktningen. Här uppstår frågan om ett kontaktdon ”effektiv inkopplingslängd”. Den beskriver överlappningsområdet mellan kniv- och honkontakt och möjliggör därmed inte bara olika kortavstånd, utan – beroende på storleken på detta område – även toleransområden.
Läs i den kostnadsfria vitboken vilka ytterligare faktorer som påverkar toleransområdet och hur man kompenserar för dem.
Beställ vitboken »
I fält uppstår till exempel belastningar inte bara i x- och y-riktningen, utan även i z-riktningen. Här uppstår frågan om ett kontaktdon ”effektiv inkopplingslängd”. Den beskriver överlappningsområdet mellan kniv- och honkontakt och möjliggör därmed inte bara olika kortavstånd, utan – beroende på storleken på detta område – även toleransområden.
Läs i den kostnadsfria vitboken vilka ytterligare faktorer som påverkar toleransområdet och hur man kompenserar för dem.
Beställ vitboken »
Provningsförfarande
För att grundligt testa board-to-board-kontakter med avseende på deras robusthet finns det olika testmetoder. Därvid beaktas variabler som spänningshållfasthet och kontaktresistans både före och efter ett belastningstest, och kontaktarnas skick inspekteras visuellt. På så sätt kan man till exempel kontrollera effekterna av 500 kopplingscykler på spänningshållfasthet eller under klimatprovningen fastställa om flera timmar vid först -55 °C och därefter 125 °C påverkar kontaktdons kontaktresistans negativt. Vid temperaturchocktestet måste kontakten klara den snabba växlingen mellan dessa extremtemperaturer 100 gånger i 30 minuter åt gången. Även mitt- och vinkelvinkelförskjutning vid anslutning, liksom toleransområdet i anslutet tillstånd, bör inte bara kontrolleras teoretiskt på CAD-modellen, utan även testas utförligt i praktiken och belastningsförmågan bekräftas empiriskt. Det är lika viktigt att olika tester som är avgörande för kontaktkontaktyta även utförs i kombination för att simulera verkliga förhållanden. Således kan exempelvis kopplingscykler- och blandgasprovning utföras i kombination för att säkerställa att kontaktdonets prestanda vad gäller kontaktresistans och spänningshållfasthet inte har försämrats och att kontakterna inte har skadats.
Gratis webbinarium om robusthet hos kort-till-kort-kontakter
Behöver ni detaljerad kunskap för att välja rätt anslutningsteknik utifrån era krav?
Boka då ett kostnadsfritt webbinarium med oss.
Begär webbinarium »
Boka då ett kostnadsfritt webbinarium med oss.
Begär webbinarium »
Din design – ditt val
Beroende på applikationens krav ställs olika krav på robusthet som en board-to-board-kontakt måste uppfylla. Måste den till exempel kompensera för stora toleranser? Utsätts den för kraftiga stötar eller vibrationer? Används den under påverkan av stark värme eller kyla? Eller måste anslutningslösningen skyddas mot fukt, skadliga gaser eller smuts? Om en användare utgår från dessa frågor när han väljer sin anslutningslösning kan han vara säker på att hans kontaktdon är optimalt rustad för fältanvändning.
