Hvordan bord-til-bord-kontakter
oppnår robusthet
Hvitbok: Hvordan oppnår board-to-board-kontakter robusthet, og hvilke faktorer påvirker kontakten
Enten det er innen luftfart og romfart, industriell automatisering, transport eller helsevesenet: Board-to-board-kontakter må alltid sikre pålitelig signaloverføring og må under ingen omstendigheter svikte. Samtidig utsettes de for en rekke belastninger fra omgivelsene: Mekaniske påvirkninger som støt, vibrasjoner og svingninger utgjør en trussel mot stabiliteten i dataoverføringen, på samme måte som termiske og kjemiske miljøpåvirkninger fra ekstreme temperaturer, store temperatursvingninger, skadelige gasser, fuktighet og smuss. Produsenter av høykvalitets kretskortkontakter benytter derfor alle mulige tiltak for å ruste sine board-to-board-kontakter mot disse belastningene.
Robusthet hos bord-til-bord-kontakter til tross for miniatyrisering
Moderne elektroteknikk er mer enn noensinne preget av en trend: miniatyrisering. Moduler og deres komponenter må ikke bare bli stadig kraftigere, men også stadig mindre. Likevel blir de ofte brukt under tøffe driftsforhold. Komponenter og kontakter blir derfor stadig mer filigrane, samtidig som belastningen forblir den samme. En kvalitetskontakt tåler imidlertid denne belastningen ikke bare like godt som sin eldre og større bror, men til og med bedre. Årsaken til dette er videreutviklinger i materialsammensetningen og i produktdesignet, for eksempel i isolasjonskroppens geometri.
En rekke ulike faktorer påvirker robustheten til en board-to-board-kontakt:
En rekke ulike faktorer påvirker robustheten til en board-to-board-kontakt:
- Overflate
- Kontaktdesign
- Kontaktsystem
- Tilkoblingsteknikk
- Isolatorutforming
- Toleranseområde
Påvirkningsfaktor: Overflate
En av de avgjørende faktorene er kontaktflaten. Denne har stor betydning for kontaktens levetid, som vanligvis måles i koblingssykluser. Ved bruk i feltet utsettes kontakten for visse mikrobevegelser. Disse fører til slitasje på overflaten og dermed til oksyddannelse. Konsekvensen er økt overgangsresistans og dermed dårligere kvalitet på signaloverføringen.
En kontaktbelegg av høy kvalitet og med lang levetid er derfor avgjørende for å redusere overflateslitasje.
Les vårt gratis whitepaper for å finne ut hva du bør være oppmerksom på når du velger kontaktflate.
En kontaktbelegg av høy kvalitet og med lang levetid er derfor avgjørende for å redusere overflateslitasje.
Les vårt gratis whitepaper for å finne ut hva du bør være oppmerksom på når du velger kontaktflate.
Kontaktutforming som påvirkningsfaktor
Kontaktene i en kretskortkontakt blir stanset eller dreid. Ved stansing oppstår det imidlertid på undersiden av stansbåndet en ujevn overflate med skarpe kanter som er synlig under mikroskop. Konvensjonelle systemer etablerer kontakt på denne stanskanten, noe som medfører økt overflateslitasje og dermed høyere overgangsresistans.
Gratis whitepaper om robusthet hos en kontakt
I den gratis rapporten kan du blant annet lære hvordan du kan oppnå lavest mulig overgangsresistans ved å velge riktig kontaktdesign. Videre forklarer vi, ved hjelp av ulike påvirkningsfaktorer, hvordan bord-til-bord-kontakter oppnår robusthet og hva du må være spesielt oppmerksom på.
Bestill rapporten »
Bestill rapporten »
Påvirkningsfaktor: Kontaktsystem
Klassiske todelte kontakter har en knivkontakt og en fjærkontakt. Ved kraftige støt kan imidlertid knivkontakten løsne fra fjærkontakten. For å unngå en slik kontaktavbrudd kan man ved hjelp av en dobbeltsidig fjærkontakt sikre redundans og dermed kontaktsikkerhet, da den andre fjæren sikrer at signaloverføringen til enhver tid skjer via minst ett kontaktpunkt.
Enda mer robuste er derimot kontaktene med et såkalt «kjønnsnøytralt» kontaktsystem. Det spesielle ved dette er at kontaktgeometriene i de to halvdelene av kontakten er identiske.
Enda mer robuste er derimot kontaktene med et såkalt «kjønnsnøytralt» kontaktsystem. Det spesielle ved dette er at kontaktgeometriene i de to halvdelene av kontakten er identiske.
Faktorer som påvirker tilkoblingsteknikken
Det finnes ulike måter å montere kontakter på kretskortene på.
En av disse er den allerede nevnte innpressingsteknikken. Målet med denne teknikken er å oppnå størst mulig festekraft mellom kontakten og kretskortet ved bruk av så liten innpressingskraft som mulig. Holdekreftene er avgjørende for den mekaniske forbindelsen, som igjen må tåle støt og vibrasjoner.
Men innpressingsteknikken er ikke alltid egnet, for eksempel når kretskort skal bestykkes på begge sider, eller når minimumsavstanden til komponenter i kraftretningen ikke kan overholdes. En annen mulighet for å oppnå en pålitelig og holdbar forbindelse mellom kontakten og kretskortet er da Surface-Mount-teknologi (SMT). Ved hjelp av loddepasta loddes kontaktene fast på definerte tilkoblingsflater på kretskortet, de såkalte loddepunktene.
En av disse er den allerede nevnte innpressingsteknikken. Målet med denne teknikken er å oppnå størst mulig festekraft mellom kontakten og kretskortet ved bruk av så liten innpressingskraft som mulig. Holdekreftene er avgjørende for den mekaniske forbindelsen, som igjen må tåle støt og vibrasjoner.
Men innpressingsteknikken er ikke alltid egnet, for eksempel når kretskort skal bestykkes på begge sider, eller når minimumsavstanden til komponenter i kraftretningen ikke kan overholdes. En annen mulighet for å oppnå en pålitelig og holdbar forbindelse mellom kontakten og kretskortet er da Surface-Mount-teknologi (SMT). Ved hjelp av loddepasta loddes kontaktene fast på definerte tilkoblingsflater på kretskortet, de såkalte loddepunktene.
Påvirkningsfaktor: Utformingen av isolasjonselementet
Isolasjonskroppens geometri i en bord-til-bord-kontakt bidrar dessuten til å beskytte kontaktene mot skader under drift eller installasjon. Den bør være utformet slik at de sårbare kontaktene ligger beskyttet inne i kontakten.
Innføringsskråninger kan også forhindre skader under montering. De bidrar til å utjevne en forskyvning av kretskortene i alle retninger når de settes sammen. Ved hjelp av et ekstra fangområde kan de to kontaktdelene settes sammen uten skader, selv i tilfelle en forskyvning i midten eller vinkelen.
Innføringsskråninger kan også forhindre skader under montering. De bidrar til å utjevne en forskyvning av kretskortene i alle retninger når de settes sammen. Ved hjelp av et ekstra fangområde kan de to kontaktdelene settes sammen uten skader, selv i tilfelle en forskyvning i midten eller vinkelen.
Påvirkningsfaktor Toleranseområde
Toleranseområdet til en kontakt spiller en avgjørende rolle for vurderingen av dens robusthet. Hvis kontakten ikke klarer å kompensere for gitte toleranser, vil mekaniske bevegelser føre til slitasje eller til og med skade på kontaktforbindelsen.
I feltet oppstår det for eksempel belastninger ikke bare i x- og y-retningen, men også i z-retningen. Her oppstår spørsmålet om en kontaktkoblings overkoblingssikkerhet. Den beskriver overlappingsområdet mellom kniv- og fjærlisten og muliggjør dermed ikke bare forskjellige kretskortavstander, men – avhengig av størrelsen på dette området – også toleranseområder.
Les i den gratis whitepaperen hvilke andre faktorer som påvirker toleranseområdet og hvordan du kan kompensere for dem. Be
om whitepaper »
I feltet oppstår det for eksempel belastninger ikke bare i x- og y-retningen, men også i z-retningen. Her oppstår spørsmålet om en kontaktkoblings overkoblingssikkerhet. Den beskriver overlappingsområdet mellom kniv- og fjærlisten og muliggjør dermed ikke bare forskjellige kretskortavstander, men – avhengig av størrelsen på dette området – også toleranseområder.
Les i den gratis whitepaperen hvilke andre faktorer som påvirker toleranseområdet og hvordan du kan kompensere for dem. Be
om whitepaper »
Testprosedyre
Det finnes ulike testmetoder for å sette board-to-board-kontakter grundig på prøve med tanke på deres robusthet. Her vurderes variabler som spenningsfasthet og overgangsresistans både før og etter en belastningstest, og kontaktenes tilstand inspiseres visuelt. På denne måten kan man for eksempel undersøke virkningene av 500 koblingssykluser på spenningsfastheten, eller i en klimatisk test fastslå om flere timer ved først -55 °C og deretter 125 °C har en negativ innvirkning på kontaktens overgangsresistans. Ved temperatursjokktesten må kontakten tåle den raske vekslingen mellom disse ekstreme temperaturene 100 ganger i 30 minutter hver. Også senter- og vinkelforskyvningen ved tilkobling, samt toleranseområdet i tilkoblet tilstand, bør ikke bare kontrolleres teoretisk på CAD-modellen, men også testes grundig i praksis, og belastningsevnen bør bekreftes empirisk. Like viktig er det at ulike tester som er kritiske for kontaktflaten, også utføres i kombinasjon for å simulere reelle forhold. For eksempel kan pluggesykluser og skadegass-tester gjennomføres i kombinasjon for å sikre at kontaktenes ytelse med hensyn til overgangsresistans og spenningsfasthet ikke har blitt forringet, og at kontaktene ikke har blitt skadet.
Gratis webinar om robusthet hos board-to-board-kontakter
Trenger du detaljert kunnskap om hvordan du velger riktig sammenføyningsteknologi ut fra dine behov?
Da kan du avtale et gratis webinar med oss.
Be om webinar »
Da kan du avtale et gratis webinar med oss.
Be om webinar »
Ditt design – ditt valg
Avhengig av bruksområdets krav stilles det ulike krav til robusthet som en board-to-board-kontakt må oppfylle. Må den for eksempel kompensere for store toleranser? Er den utsatt for store støtbelastninger eller vibrasjoner? Skal den brukes under påvirkning av sterk varme eller kulde? Eller må tilkoblingsløsningen beskyttes mot fuktighet, skadelige gasser eller smuss? Hvis en bruker baserer valget av tilkoblingsløsning på disse spørsmålene, kan han være sikker på at kontakten er godt rustet for bruk i felten.
Har du flere spørsmål?
Ta gjerne kontakt med oss!
Fyll ut skjemaet
+49 8861 2501 0
sales@ept.de
Ta gjerne kontakt med oss!
Fyll ut skjemaet
+49 8861 2501 0
sales@ept.de