Surfaces de contact des connecteurs : des performances élevées sont possibles même avec moins d'or
Des procédés de galvanoplastie de pointe améliorent la rentabilité des connecteurs pour circuits imprimés
Lorsque la fiabilité absolue d'un connecteur doit être garantie à long terme, même dans des conditions d'utilisation et environnementales difficiles, les surfaces de contact plaquées or restent le choix privilégié pour les connecteurs. Dans de nombreuses applications, les exigences de performance peuvent toutefois être satisfaites à l'aide d'un système de revêtement contenant une proportion d'or moindre.
La conception des connecteurs pour circuits imprimés repose généralement sur le meilleur compromis possible entre les exigences techniques et économiques. Sur le plan technique, il faut tenir compte de facteurs tels que la résistance mécanique de la connexion, les conditions environnementales spécifiques en service et les spécifications concrètes de la performance de transmission à fournir. Du point de vue de la rentabilité, la question se pose de savoir quel doit être le niveau de qualité réel du produit au regard de l'objectif et de la durée de l'application.
L’or est souvent le premier choix comme surface de contact pour les connecteurs
En particulier pour les produits haut de gamme et techniquement sophistiqués, l’exigence des clients concernant des surfaces de contact plaquées or pour les connecteurs relève souvent d’un automatisme. En effet, l’or est le seul matériau qui réunit de manière optimale toutes les propriétés qui font la qualité d’un connecteur : il résiste à la corrosion et supporte les conditions environnementales les plus rudes, ne présente pratiquement aucune fatigue du matériau même après un grand nombre de cycles d’cycles d'accouplement, et garantit une transmission optimale du courant et de la tension, même à des températures pouvant atteindre 150 degrés Celsius. Un revêtement en argent constitue traditionnellement une alternative plus économique, selon l’application, et offre même de meilleures performances que l’or en termes de conductivité électrique. La force de contact normale (force normale de contact), alors nettement plus élevée, peut toutefois entraîner, dans certains cas, des contraintes indésirables lors de la conception du connecteur.
L'utilisation ponctuelle de l'or permet de réduire les coûts au niveau des connecteurs
Si l’on ne souhaite pas renoncer à l’or, on peut au moins limiter son utilisation au strict minimum : par exemple, en ne recouvrant les contacts des connecteurs femelles et des ressorts que ponctuellement et uniquement à l’endroit où le courant et la tension sont effectivement transférés.
Dans le système de contact double face Scale-X du connecteur Zero8, deux masques ponctuels sont utilisés à cet effet, car les surfaces fonctionnelles sont disposées des deux côtés.
En savoir plus sur le système de contact Scale-X »
Dans le système de contact double face Scale-X du connecteur Zero8, deux masques ponctuels sont utilisés à cet effet, car les surfaces fonctionnelles sont disposées des deux côtés.
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Revêtements alternatifs pour connecteur offrant une fonctionnalité élevée
Alliage palladium-nickel avec «flash or»
Parmi les exemples typiques d’alternative à l’or figure le revêtement des surfaces de contact par une combinaison de 80 % de palladium et 20 % de nickel, recouverte d’une fine couche d’or servant de surface de contact. Cette couche est appelée «flash or». Cette structure de couche offre une résistance à la corrosion comparable à celle de l’or. Le « flash or » est nécessaire pour que les connecteur compatibles puissent être enfichés les uns dans les autres sans restriction. De plus, la force normale de contact n’a pas besoin d’être ajustée en cas de modification du système de revêtement. En ce qui concerne les propriétés essentielles d’un connecteur (résistance de contact, tension de tenue, courant admissible, échauffement propre en fonctionnement), les surfaces de contact en PdNi constituent au final une alternative performante et rentable aux produits dotés d’un revêtement en or pur.
Alliage nickel-phosphore avec flash or
Un autre revêtement alternatif à l’or est un alliage nickel-phosphore sur lequel est appliquée en plus une fine couche d’flash or. L’alliage nickel-phosphore est particulièrement dur et ductile et est considéré comme un métal noble sur le plan chimique, ce qui se traduit par une faible usure et une grande résistance à la corrosion. Grâce à l’absence quasi totale de métaux précieux, cet alliage est très économique.
Parmi les exemples typiques d’alternative à l’or figure le revêtement des surfaces de contact par une combinaison de 80 % de palladium et 20 % de nickel, recouverte d’une fine couche d’or servant de surface de contact. Cette couche est appelée «flash or». Cette structure de couche offre une résistance à la corrosion comparable à celle de l’or. Le « flash or » est nécessaire pour que les connecteur compatibles puissent être enfichés les uns dans les autres sans restriction. De plus, la force normale de contact n’a pas besoin d’être ajustée en cas de modification du système de revêtement. En ce qui concerne les propriétés essentielles d’un connecteur (résistance de contact, tension de tenue, courant admissible, échauffement propre en fonctionnement), les surfaces de contact en PdNi constituent au final une alternative performante et rentable aux produits dotés d’un revêtement en or pur.
Alliage nickel-phosphore avec flash or
Un autre revêtement alternatif à l’or est un alliage nickel-phosphore sur lequel est appliquée en plus une fine couche d’flash or. L’alliage nickel-phosphore est particulièrement dur et ductile et est considéré comme un métal noble sur le plan chimique, ce qui se traduit par une faible usure et une grande résistance à la corrosion. Grâce à l’absence quasi totale de métaux précieux, cet alliage est très économique.
La traitement de surface en interne chez le fabricant de connecteurs offre une flexibilité maximale
En Europe, de nombreuses techniques de galvanoplastie différentes sont utilisées depuis le XVIIIe siècle. La galvanoplastie de pièces individuelles prédomine, avec une distinction détaillée entre la « traitement à l'attache » (galvanoplastie sur râteliers) et la « traitement au tonneau » (galvanoplastie en tambour). Comme son nom l’indique, dans la « traitement à l'attache », les composants à revêtir sont suspendus à des râteliers puis immergés. Dans la « traitement au tonneau », les pièces individuelles sont placées dans un tambour et ainsi immergées dans l’électrolyte. La « traitement au tonneau » est typiquement utilisée pour les pièces en vrac, comme le « Boardlock » des connecteurs.
Pour le revêtement des connecteurs, les fabricants ont souvent recours au procédé de galvanisation en continu (« traitement de surface en continu »). Dans ce procédé, les composants sont tirés sous forme de bande continue à travers une installation de galvanisation. Par rapport à la galvanisation en tambour ou sur châssis, la galvanisation en continu offre des conditions de processus toujours identiques, ce qui permet de garantir une épaisseur de couche fiable et homogépaisseur de dépôt.
Dans le processus de fabrication par galvanisation en traitement de surface en continu, des bandes découpées comportant les ébauches de contacts sont acheminées de manière automatisée et à une vitesse relativement élevée à travers les bains de galvanisation. Enroulés sur des bobines et ainsi protégés contre les dommages liés à la manutention ou au transport, les contacts revêtus sont alors immédiatement disponibles pour l’assemblage automatisé des boîtier de connecteur.
Pour le revêtement des connecteurs, les fabricants ont souvent recours au procédé de galvanisation en continu (« traitement de surface en continu »). Dans ce procédé, les composants sont tirés sous forme de bande continue à travers une installation de galvanisation. Par rapport à la galvanisation en tambour ou sur châssis, la galvanisation en continu offre des conditions de processus toujours identiques, ce qui permet de garantir une épaisseur de couche fiable et homogépaisseur de dépôt.
Dans le processus de fabrication par galvanisation en traitement de surface en continu, des bandes découpées comportant les ébauches de contacts sont acheminées de manière automatisée et à une vitesse relativement élevée à travers les bains de galvanisation. Enroulés sur des bobines et ainsi protégés contre les dommages liés à la manutention ou au transport, les contacts revêtus sont alors immédiatement disponibles pour l’assemblage automatisé des boîtier de connecteur.
Grâce à l’optimisation continue du processus de production, une installation de galvanoplastie en traitement de surface en continu, exploitée en interne, permet non seulement une grande flexibilité quant au type de contacts à traiter, mais aussi de réaliser de manière économique des surfaces de contact spécifiques à chaque application. En ce qui concerne l’utilisation de l’or, un fabricant de connecteurs disposant de sa propre installation Inhouse-traitement de surface en interne peut réduire l’utilisation de ce précieux métal précieux à un strict minimum, par exemple en ne revêtant les contacts des connecteurs femelles que ponctuellement et uniquement à l’endroit où le courant et la tension sont effectivement transférés. De plus, disposer de son propre atelier de galvanoplastie offre aux fabricants de connecteurs l’avantage de pouvoir réaliser une multitude d’autres combinaisons de matériaux, telles que le nickel, l’étain, l’étain/plomb, le nickel/phosphore et le palladium.
Afin d’obtenir un rapport coût-bénéfice optimal et de garantir une flexibilité maximale en matière de surface de consurface de contact de revêtements à configurer, il est recommandé de choisir un fabricant de connecteurs disposant de sa propre installation de galvanoplastie. La société ept GmbH, l’un des principaux fabricants mondiaux de connecteurs pour circuits imprimés, exploite six lignes de galvanoplastie en continu sur deux sites allemands et permet, avec un minimum de modifications, la réalisation de revêtements à partir d’un maximum de 10 combinaisons de surfaces différentes.
Afin d’obtenir un rapport coût-bénéfice optimal et de garantir une flexibilité maximale en matière de surface de consurface de contact de revêtements à configurer, il est recommandé de choisir un fabricant de connecteurs disposant de sa propre installation de galvanoplastie. La société ept GmbH, l’un des principaux fabricants mondiaux de connecteurs pour circuits imprimés, exploite six lignes de galvanoplastie en continu sur deux sites allemands et permet, avec un minimum de modifications, la réalisation de revêtements à partir d’un maximum de 10 combinaisons de surfaces différentes.
Assurance qualité dans nos propres laboratoires
La configuration des connecteurs pour circuits imprimés, spécifique au client et à l’application, ne se limite pas à la surface, mais englobe l’ensemble de la structure d’un contact, y compris le «matériau de base» et la «sous-couche». En fonction des exigences techniques et économiques respectives, des procédés spécialement développés permettent la fabrication de produits hautement personnalisés, dont la qualité est attestée par des contrôles continus effectués dans nos propres laboratoires. Le fonctionnement conforme aux spécifications est ainsi testé dans des conditions qui vont bien au-delà des normes applicables. Citons par exemple les exigences de la norme DIN 41612 relative aux connecteurs (connecteur), selon lesquelles la qualité d’un produit doit être pleinement garantie même après 500 (niveau de performance 1) ou 400 (niveau de performance 2) cycles d’enfichage (cycles d'accouplement).
Processus de production durable
Outre une rentabilité optimale et une qualité de produit maximale, le revêtement réalisé sur des lignes de galvanoplastie internes permet également une utilisation aussi respectueuse que possible des ressources utilisées. Cela concerne non seulement les matériaux de revêtement, mais aussi et surtout les substances chimiques nécessaires au processus de galvanoplastie, qui sont entièrement traitées chez le fabricant de connecteurs ept via un système interne de traitement des eaux usées. De plus, l’eau de rinçage utilisée pour nettoyer les contacts galvanisés est recyclée via une installation d’échange d’ions, ce qui réduit au minimum les besoins en eau douce des installations.
ept garantit la durabilité de sa production grâce à un système complexe de gestion de projets et de processus, ainsi qu’à ses propres capacités de développement et de production de tous les équipements nécessaires. L’entreprise conçoit elle-même, avec son propre personnel, les outils et machines nécessaires à la fabrication des connecteurs pour circuits imprimés. De la fabrication à l’unité à la maintenance des installations, en passant par la conception électrique, tous les travaux nécessaires au fonctionnement courant sont réalisés en interne afin d’améliorer continuellement la production et de l’adapter aux dernières avancées techniques.
ept garantit la durabilité de sa production grâce à un système complexe de gestion de projets et de processus, ainsi qu’à ses propres capacités de développement et de production de tous les équipements nécessaires. L’entreprise conçoit elle-même, avec son propre personnel, les outils et machines nécessaires à la fabrication des connecteurs pour circuits imprimés. De la fabrication à l’unité à la maintenance des installations, en passant par la conception électrique, tous les travaux nécessaires au fonctionnement courant sont réalisés en interne afin d’améliorer continuellement la production et de l’adapter aux dernières avancées techniques.
Webinaire « Surfaces de contact dans le domaine des zone d'accouplement »
Vous souhaitez en savoir plus sur les surfaces de contact dans le domaine des conneczone d'accouplement et les procédés de galvanoplastie ?
Notre expert en surfaces, Christoph Schnatz, vous présentera les principales propriétés des surfaces de contact en or, argent, nickel, palladium et étain, et vous expliquera quelle surface de contact choisir dans quelle situation afin que des exigences telles que la longévité, des conditions environnementales difficiles et des conditions électriques n’aient aucune incidence sur la transmission des données.
Au cours de ce webinaire, vous bénéficierez d’explications détaillées et d’exemples concrets.
Plus d’informations sur le webinaire »
Notre expert en surfaces, Christoph Schnatz, vous présentera les principales propriétés des surfaces de contact en or, argent, nickel, palladium et étain, et vous expliquera quelle surface de contact choisir dans quelle situation afin que des exigences telles que la longévité, des conditions environnementales difficiles et des conditions électriques n’aient aucune incidence sur la transmission des données.
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