L'électrotechnique moderne est plus que jamais soumise à une tendance : la miniaturisation. Les modules et leurs composants doivent non seulement être de plus en plus performants, mais aussi de plus en plus petits. Ils sont pourtant souvent utilisés dans des conditions réelles difficiles. Les composants, tout comme les connecteurs, deviennent donc de plus en plus fins, tout en supportant les mêmes contraintes. Un connecteur de qualité résiste toutefois à ces contraintes non seulement aussi bien que son prédécesseur plus grand, mais même mieux. Cela s'explique par les avancées réalisées dans la composition des matériaux ainsi que dans la conception des produits, par exemple au niveau de la géométrie des corps isolants (fig. 1).

 De nombreux facteurs influent sur la robustesse d'un connecteur. L'un d'entre eux est la surface de contact. Celle-ci détermine en grande partie la durée de vie du connecteur, qui est généralement mesurée en cycles d'insertion. En conditions réelles d'utilisation, le connecteur est soumis à certains micro-mouvements. Ceux-ci entraînent une abrasion de la surface et, par conséquent, la formation d'oxyde (fig. 2).

Les contacts d'un connecteur sont estampés ou tournés. Lors de l'estampage, il se forme toutefois, sur la face inférieure de la bande estampée, une surface irrégulière aux arêtes vives, visible au microscope. Les systèmes conventionnels établissent le contact sur ce bord estampé, ce qui entraîne une abrasion accrue de la surface et donc une résistance de contact plus élevée. Ce problème peut être contourné en pliant la tulipe à ressort de 90 degrés lors du processus dit d’estampage-pliage, de sorte qu’elle entre en contact avec le contact à lame via sa surface lisse et laminée (fig. 3).
 
Cependant, ce n'est pas seulement la conception de la barrette à ressorts, mais aussi celle de la barrette à lames qui est déterminante pour la longévité du connecteur. En effet, ces dernières doivent également être découpées et traitées avec précision afin d'éviter toute géométrie endommagée ou coupante.

Les connecteurs dotés d'un système de contact dit « unisexe » sont quant à eux encore plus robustes. Leur particularité réside dans la géométrie identique des contacts des deux moitiés du connecteur, à savoir la fiche et la prise. Les deux disposent ainsi à la fois d'un ressort et d'une lame. Chaque broche est ainsi mise en contact par deux ressorts ; la fiche et la prise sont entrelacées et ne peuvent donc pas se séparer l'une de l'autre. Alors qu’une barrette à ressorts double face garantit toujours au moins un point de contact en cas de contrainte mécanique, les géométries entrelacées des systèmes de contact unisexes assurent que la transmission du signal s’effectue toujours via deux points de contact. Cette redondance élevée permet ainsi une sécurité de contact maximale (fig. 5).

  La broche à enfoncer présente une diagonale supérieure au diamètre du trou du circuit imprimé. La broche du connecteur est flexible au niveau de la zone d'enfoncement afin que le circuit imprimé ne soit pas déformé par les forces physiques exercées lors de l'enfoncement. La déformation se limite donc à la zone d'insertion (fig. 8). Il en résulte une soudure à froid entre la broche de contact et le trou métallisé du circuit imprimé : une connexion mécanique étanche aux gaz, résistante à la corrosion, à faible impédance et bonne conductrice d'électricité, qui convient également à l'encapsulation. Elle est en outre spécifiée dans la norme DIN EN 60352-5 et garantit un contact fiable même en cas de contraintes mécaniques et thermiques très élevées, telles que les vibrations, la flexion et les variations de température importantes, et résiste même à des chocs pouvant atteindre 200 g.
 
Grâce à ses excellentes propriétés de robustesse et à un taux de défaillance (taux FIT) dix fois inférieur à celui des connecteurs soudés automatiquement, la technique d’insertion par pression est souvent utilisée dans les applications de haute sécurité où la transmission du signal ne doit en aucun cas être interrompue, par exemple dans les systèmes d’airbags ou les modules ABS et ESP.

 La géométrie du corps isolant d’un connecteur contribue en outre à protéger les contacts situés à l’avant contre tout dommage pendant le fonctionnement ou lors de l’installation. Elle doit être conçue de manière à ce que les contacts vulnérables situés à l’intérieur du connecteur soient protégés.

 Des chanfreins d’insertion permettent également d’éviter tout dommage lors du montage. Ils aident à compenser un décalage des circuits imprimés dans toutes les directions lors de l’insertion. Grâce à une zone de retenue supplémentaire, les deux moitiés du connecteur peuvent être assemblées sans dommage, même en cas de décalage central ou angulaire (fig. 10).

Certains connecteurs sont en outre équipés de « boardlocks ». Il s'agit de barrettes métalliques fixées au corps isolant et qui sont également soudées sur le circuit imprimé (fig. 11). Elles assurent ainsi une stabilité supplémentaire, même dans des conditions difficiles telles que les vibrations et les chocs.

La plage de tolérance d'un connecteur joue un rôle déterminant dans l'évaluation de sa robustesse. Si le connecteur n'est pas en mesure de compenser les tolérances données, les mouvements mécaniques entraînent une usure, voire une détérioration de la connexion. Lors de l'installation, les chanfreins d'insertion facilitent l'enfoncement sans dommage des barrettes à broches et des barrettes à ressorts. Mais même une fois connecté, les micro-mouvements doivent être compensés. Cela est rendu possible par la géométrie des contacts et des corps isolants. Si un connecteur dispose d'une fonction « floating », il peut compenser jusqu'à ±0,4 mm même en fonctionnement. Cette fonction gagne de plus en plus en importance, car elle joue un rôle décisif lors de l'assemblage d'un circuit imprimé avec plusieurs connecteurs. Sur le terrain, les contraintes ne s'exercent toutefois pas uniquement dans les directions x et y, mais également dans la direction z (fig. 12).

 Il existe différentes méthodes d'essai permettant de tester de manière approfondie les caractéristiques de robustesse des connecteurs. Ces méthodes consistent à évaluer des paramètres tels que la résistance diélectrique et la résistance de contact avant et après un essai de résistance, et à inspecter visuellement l'état des contacts. On peut ainsi vérifier, par exemple, les effets de 500 cycles d'insertion sur la résistance diélectrique ou déterminer, lors d'un essai climatique, si plusieurs heures passées d'abord à -55 °C puis à 125 °C ont un impact négatif sur la résistance de contact du connecteur. Lors de l’essai de choc thermique, le connecteur doit supporter 100 cycles de passage rapide entre ces températures extrêmes, chacun d’une durée de 30 minutes. De même, le décalage central et angulaire lors de l’insertion, ainsi que la plage de tolérance à l’état connecté, ne doivent pas seulement être vérifiés en théorie sur le modèle CAO, mais également testés de manière approfondie dans la pratique, et la résistance doit être confirmée empiriquement. Il est tout aussi important que les différents essais critiques pour la surface de contact soient également réalisés de manière combinée afin de simuler les conditions réelles. Ainsi, les essais de cycles d'enfichage et les essais aux gaz nocifs pourraient par exemple être effectués en combinaison afin de s'assurer que les performances du connecteur en termes de résistance de contact et de rigidité diélectrique ne se sont pas détériorées et que les contacts n'ont subi aucun dommage (fig. 14).