Wie Board-to-Board-Steckverbinder
Robustheit erlangen
Livre blanc : Comment les connecteurs board-to-board acquièrent-ils la robustesse et quels sont les facteurs d'influence sur le connecteur ?
Que ce soit dans l'aérospatiale, l'automatisation industrielle, le transport ou la santé : Les connecteurs carte à carte doivent toujours garantir une transmission fiable des signaux et ne doivent en aucun cas tomber en panne. En même temps, ils sont exposés à toute une série de contraintes liées à leur environnement : Les effets mécaniques tels que les chocs, les vibrations et les oscillations menacent la stabilité de la transmission des données, tout comme les influences environnementales thermiques et chimiques dues aux températures extrêmes, aux fortes variations de température, aux gaz nocifs, à l'humidité et à la saleté. C'est pourquoi les fabricants de connecteurs pour circuits imprimés de haute qualité utilisent toute une série de possibilités pour armer leurs connecteurs carte à carte contre ces contraintes.
Robustesse des connecteurs carte à carte malgré la miniaturisation
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. Pourtant, ils sont souvent utilisés dans des conditions réelles difficiles. Les composants et les connecteurs deviennent donc de plus en plus fins, tout en étant soumis à la même contrainte. Un connecteur de qualité résiste à ce stress non seulement aussi bien que son aîné plus grand, mais même mieux. Cela est dû aux développements dans la composition des matériaux et dans la conception des produits, par exemple dans la géométrie des corps isolants.
Les facteurs d'influence les plus divers ont un impact sur la robustesse d'un connecteur carte à carte :
Les facteurs d'influence les plus divers ont un impact sur la robustesse d'un connecteur carte à carte :
- Surface
- Design des contacts
- Système de contact
- Technique de raccordement
- Design de l'isolant
- Plage de tolérance
Facteur d'influence de la surface
La surface de contact est un facteur d'influence. Celle-ci détermine en grande partie la durée de vie du connecteur, qui est généralement mesurée en cycles d'enfichage. Lors de l'utilisation sur le terrain, le connecteur est soumis à certains micro-mouvements. Ceux-ci entraînent une abrasion de la surface et, par conséquent, la formation d'oxyde. Il en résulte une augmentation de la résistance de contact et donc une moins bonne qualité de la transmission des signaux.
Un revêtement de contact durable et de haute qualité est donc déterminant pour l'abrasion de surface.
Lisez notre livre blanc gratuit pour savoir à quoi il faut faire attention lors du choix de la surface de contact.
Un revêtement de contact durable et de haute qualité est donc déterminant pour l'abrasion de surface.
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Facteur d'influence du design des contacts
Les contacts d'un connecteur pour circuit imprimé sont découpés ou tournés. Lors du poinçonnage, une surface non homogène à arêtes vives, visible au microscope, se forme sur la face inférieure de la bande de poinçonnage. Les systèmes traditionnels entrent en contact avec cette arête de poinçonnage, ce qui s'accompagne d'une abrasion accrue de la surface et donc d'une résistance de contact plus élevée.
Livre blanc gratuit sur la robustesse d'un connecteur
Dans ce livre blanc gratuit, vous apprendrez par exemple comment réduire au maximum la résistance de contact en choisissant le bon design de contact. Nous vous expliquerons en outre, à l'aide de différents facteurs d'influence, comment les connecteurs carte à carte atteignent la robustesse et ce à quoi il faut faire attention.
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Facteur d'influence système de contact
Les connecteurs classiques en deux parties disposent d'un contact à lame et d'un contact à ressort. En cas de choc important, la lame peut toutefois se détacher du connecteur à ressort. Pour éviter une telle rupture de contact, il est possible d'assurer une redondance et donc une sécurité de contact à l'aide d'un connecteur à ressort double face, car la transmission du signal est assurée à tout moment par au moins un point de contact grâce au deuxième ressort.
Les connecteurs avec un système de contact dit "neutre" sont en revanche encore plus robustes. La particularité de ce système réside dans les géométries de contact identiques des moitiés de connecteur.
Les connecteurs avec un système de contact dit "neutre" sont en revanche encore plus robustes. La particularité de ce système réside dans les géométries de contact identiques des moitiés de connecteur.
Facteur d'influence de la connectique
Il existe différentes possibilités de monter les connecteurs sur les circuits imprimés.
L'une d'entre elles est la technique d'insertion en force déjà mentionnée. Elle a pour objectif de réaliser des forces de maintien aussi élevées que possible entre le connecteur et le circuit imprimé en exerçant une force d'insertion aussi faible que possible. Les forces de maintien déterminent la liaison mécanique qui doit à son tour résister aux chocs et aux vibrations.
Mais la technique d'insertion en force n'est pas toujours adaptée, par exemple lorsque les circuits imprimés doivent être équipés des deux côtés ou que la distance minimale par rapport aux composants dans le sens de la force ne peut pas être respectée. Une autre possibilité de réaliser une connexion fiable et durable entre le connecteur et le circuit imprimé est la technologie de montage en surface (SMT). Les connecteurs sont soudés à l'aide de pâte à braser sur des surfaces de connexion définies du circuit imprimé, les pastilles de brasage.
L'une d'entre elles est la technique d'insertion en force déjà mentionnée. Elle a pour objectif de réaliser des forces de maintien aussi élevées que possible entre le connecteur et le circuit imprimé en exerçant une force d'insertion aussi faible que possible. Les forces de maintien déterminent la liaison mécanique qui doit à son tour résister aux chocs et aux vibrations.
Mais la technique d'insertion en force n'est pas toujours adaptée, par exemple lorsque les circuits imprimés doivent être équipés des deux côtés ou que la distance minimale par rapport aux composants dans le sens de la force ne peut pas être respectée. Une autre possibilité de réaliser une connexion fiable et durable entre le connecteur et le circuit imprimé est la technologie de montage en surface (SMT). Les connecteurs sont soudés à l'aide de pâte à braser sur des surfaces de connexion définies du circuit imprimé, les pastilles de brasage.
Facteur d'influence Conception du corps isolant
La géométrie de l'isolant d'un connecteur carte à carte aide en outre à protéger les contacts contre tout dommage pendant le fonctionnement ou l'installation. Elle doit être conçue de manière à ce que les contacts vulnérables soient protégés à l'intérieur du connecteur.
Les biseaux d'insertion permettent en outre d'éviter les dommages lors du montage. Ils aident à compenser le décalage des circuits imprimés lors de l'enfichage dans n'importe quelle direction. 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.
Les biseaux d'insertion permettent en outre d'éviter les dommages lors du montage. Ils aident à compenser le décalage des circuits imprimés lors de l'enfichage dans n'importe quelle direction. 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.
Facteur d'influence plage de tolérance
La plage de tolérance d'un connecteur joue un rôle décisif dans l'évaluation de sa robustesse. Si le connecteur ne peut pas compenser les tolérances données, les mouvements mécaniques entraînent l'usure ou même l'endommagement du connecteur.
Sur le terrain, par exemple, des contraintes apparaissent non seulement dans les directions x et y, mais aussi dans les directions z. C'est là que se pose la question de la sécurité de chevauchement d'un connecteur. Elle décrit la zone de chevauchement des connecteurs mâles et femelles et permet ainsi non seulement des distances différentes entre les circuits imprimés, mais aussi - selon la taille de cette zone - des plages de tolérance.
Découvrez dans le livre blanc gratuit les autres facteurs qui influencent la zone de tolérance et comment les compenser.
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Sur le terrain, par exemple, des contraintes apparaissent non seulement dans les directions x et y, mais aussi dans les directions z. C'est là que se pose la question de la sécurité de chevauchement d'un connecteur. Elle décrit la zone de chevauchement des connecteurs mâles et femelles et permet ainsi non seulement des distances différentes entre les circuits imprimés, mais aussi - selon la taille de cette zone - des plages de tolérance.
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Méthode de contrôle
Il existe différentes méthodes d'essai pour tester sous toutes les coutures les connecteurs carte à carte quant à leurs propriétés de robustesse. Des variables telles que la rigidité diélectrique et la résistance de contact sont examinées avant et après un test de charge et l'état des contacts est inspecté visuellement. Il est par exemple possible de vérifier les effets de 500 cycles d'enfichage sur la rigidité diélectrique ou de déterminer, lors d'un test climatique, si plusieurs heures à -55°C puis à 125°C ont un effet négatif sur la résistance de contact du connecteur. Lors du test de choc thermique, le connecteur doit supporter le changement rapide entre ces températures extrêmes 100 fois pendant 30 minutes chacune. De même, le décalage central et angulaire lors de l'enfichage, tout comme la plage de tolérance à l'état enfiché, ne doivent pas seulement être vérifiés en théorie sur le modèle CAO, mais aussi être testés de manière approfondie dans la pratique et leur résistance confirmée de manière empirique. Il est tout aussi important que différents tests critiques pour la surface de contact soient également effectués de manière combinée afin de simuler des conditions réelles. Par exemple, les tests de cycles de connexion et de gaz nocifs pourraient être combinés pour s'assurer que les performances du connecteur en termes de résistance de contact et de rigidité diélectrique ne se sont pas dégradées et que les contacts n'ont pas été endommagés.
Webinaire gratuit sur la robustesse des connecteurs carte à carte
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Votre conception - votre choix
Selon les exigences de l'application, les critères de robustesse auxquels un connecteur carte à carte doit répondre varient. Doit-il par exemple compenser des tolérances élevées ? Est-il soumis à des chocs ou à des vibrations importants ? Est-il utilisé sous l'effet d'une forte chaleur ou d'un froid intense ? Ou la solution de raccordement doit-elle être protégée contre l'humidité, les gaz nocifs ou la saleté ? Si un utilisateur s'oriente vers ces questions lors du choix de sa solution de raccordement, il peut être sûr que son connecteur est parfaitement armé pour l'utilisation sur le terrain.
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