Comment les connecteurs
carte à carte gagnent en robustesse
Livre blanc : Comment les connecteurs carte à carte gagnent en robustesse et quels sont les facteurs qui influent sur le connecteur
Que ce soit dans l'aéronautique et l'aérospatiale, l'automatisation industrielle, les transports ou le secteur de la santé, les connecteurs carte à carte doivent toujours garantir une transmission fiable des signaux et ne doivent en aucun cas tomber en panne. Parallèlement, ils sont exposés à toute une série de contraintes environnementales : les contraintes mécaniques telles que les chocs, les vibrations et les oscillations compromettent la stabilité de la transmission des données, tout comme les influences thermiques et chimiques de l'environnement dues aux températures extrêmes, aux fortes variations de température, aux gaz nocifs, à l'humidité et à la saleté. Les fabricants de connecteurs de circuits imprimés de haute qualité mettent donc tout en œuvre 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, 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.
Divers facteurs influencent la robustesse d'un connecteur carte à carte :
Divers facteurs influencent la robustesse d'un connecteur carte à carte :
- Surface
- Conception
- des contacts Système de contacts
- Technologie de raccordement
- Conception des corps isolants
- Plage de tolérance
Facteur d'influence : surface
La surface de contact est un facteur déterminant. Elle influe de manière décisive sur 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. Il en résulte une augmentation de la résistance de contact et, par conséquent, une détérioration de la qualité de la transmission du signal.
Un revêtement de contact de haute qualité et durable est donc déterminant pour limiter l'abrasion de surface.
Découvrez dans notre livre blanc gratuit les critères à prendre en compte lors du choix de la surface de contact.
Un revêtement de contact de haute qualité et durable est donc déterminant pour limiter l'abrasion de surface.
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Facteur d'influence : conception des contacts
Les contacts d'un connecteur pour circuit imprimé sont estampés ou tournés. Cependant, lors de l'estampage, il se forme 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 usure accrue de la surface et, par conséquent, une résistance de contact plus élevée.
Livre blanc gratuit sur la robustesse d'un connecteur
Dans ce livre blanc gratuit, vous découvrirez par exemple comment réduire au maximum la résistance de contact en choisissant la conception de contact adaptée. Nous vous expliquons également, à l'aide de différents facteurs d'influence, comment les connecteurs carte à carte acquièrent leur robustesse et quels sont les points précis à prendre en compte. Demander
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Facteur d'influence : système de contact
Les connecteurs classiques à deux parties sont dotés d'un contact à lame et d'un contact à ressort. En cas de chocs violents, la barrette à lame peut toutefois se détacher de la barrette à ressort. Pour éviter une telle interruption de contact, une barrette à ressort double face permet d’assurer la redondance et donc la fiabilité du contact, car grâce au deuxième ressort, la transmission du signal est garantie à tout moment par au moins un point de contact.
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.
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.
Facteur d'influence : technique de raccordement
Il existe différentes méthodes pour fixer des connecteurs sur les circuits imprimés.
L'une d'entre elles est la technique d'insertion par pression (press-fit) déjà mentionnée. Elle vise à obtenir des forces de retenue aussi élevées que possible entre le connecteur et le circuit imprimé, tout en appliquant une force d'insertion aussi faible que possible. Ces forces de retenue déterminent la qualité de la liaison mécanique, qui doit à son tour résister aux chocs et aux vibrations.
Cependant, la technique d’insertion par pression n’est pas toujours adaptée, par exemple lorsque les circuits imprimés doivent être équipés des deux côtés ou lorsque la distance minimale par rapport aux composants, dans le sens de la force, ne peut être respectée. La technologie de montage en surface (SMT) constitue alors une autre possibilité pour établir une connexion fiable et durable entre le connecteur et le circuit imprimé. À l’aide d’une pâte à souder, les connecteurs sont soudés sur des zones de connexion définies du circuit imprimé, appelées pastilles de soudure.
L'une d'entre elles est la technique d'insertion par pression (press-fit) déjà mentionnée. Elle vise à obtenir des forces de retenue aussi élevées que possible entre le connecteur et le circuit imprimé, tout en appliquant une force d'insertion aussi faible que possible. Ces forces de retenue déterminent la qualité de la liaison mécanique, qui doit à son tour résister aux chocs et aux vibrations.
Cependant, la technique d’insertion par pression n’est pas toujours adaptée, par exemple lorsque les circuits imprimés doivent être équipés des deux côtés ou lorsque la distance minimale par rapport aux composants, dans le sens de la force, ne peut être respectée. La technologie de montage en surface (SMT) constitue alors une autre possibilité pour établir une connexion fiable et durable entre le connecteur et le circuit imprimé. À l’aide d’une pâte à souder, les connecteurs sont soudés sur des zones de connexion définies du circuit imprimé, appelées pastilles de soudure.
Facteur d'influence : conception du corps isolant
La géométrie du corps isolant d’un connecteur carte à carte 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 évitent tout dommage lors du montage et compensent un éventuel 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.
Des chanfreins d’insertion évitent tout dommage lors du montage et compensent un éventuel 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.
Facteur d'influence Plage de tolérance
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.
Sur le terrain, par exemple, les contraintes ne s'exercent pas seulement dans les directions x et y, mais aussi dans la direction z. C’est là que se pose la question de la sécurité d’enfoncement d’un connecteur. Elle décrit la zone de chevauchement entre le connecteur mâle et le connecteur femelle et permet ainsi non seulement des espacements différents entre les circuits imprimés, mais aussi – en fonction de la taille de cette zone – des plages de tolérance.
Découvrez dans le livre blanc gratuit quels autres facteurs influencent la plage de tolérance et comment les compenser. Demander
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Sur le terrain, par exemple, les contraintes ne s'exercent pas seulement dans les directions x et y, mais aussi dans la direction z. C’est là que se pose la question de la sécurité d’enfoncement d’un connecteur. Elle décrit la zone de chevauchement entre le connecteur mâle et le connecteur femelle et permet ainsi non seulement des espacements différents entre les circuits imprimés, mais aussi – en fonction de la taille de cette zone – des plages de tolérance.
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méthodes d'essai
Il existe différentes méthodes d'essai permettant de tester de manière approfondie les connecteurs carte à carte en termes de robustesse. 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. Il est ainsi possible, par exemple, de vérifier les effets de 500 cycles d'insertion sur la résistance diélectrique ou, lors d'un essai climatique, de déterminer si plusieurs heures passées successivement 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 durant 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 leur résistance confirmée empiriquement. Il est tout aussi important que les différents essais critiques pour la surface de contact soient également effectués 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 réalisés 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.
Webinaire gratuit sur la robustesse des connecteurs carte à carte
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Votre design – votre choix
Selon les exigences de l'application, un connecteur carte à carte doit répondre à différents critères de robustesse. Doit-il, par exemple, compenser des tolérances élevées ? Est-il soumis à des chocs ou à des vibrations importants ? Est-il utilisé dans des conditions de forte chaleur ou de froid ? Ou bien la solution de connexion doit-elle être protégée contre l'humidité, les gaz nocifs ou la saleté ? Si l’utilisateur fonde son choix sur ces critères, il peut s’assurer que sa solution de connexion est parfaitement adaptée à l’usage sur le terrain.
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