Hvordan board-to-board-stik opnår
robusthed
Whitepaper: Hvordan board-to-board-stik opnår robusthed, og hvilke faktorer der påvirker stikket
Uanset om det er inden for luftfart og rumfart (luft- og rumfart), industriel automatisering, transport eller sundhedssektoren: board-to-board-stik skal altid sikre en pålidelig signaloverførsel og må under ingen omstændigheder svigte. Samtidig er de udsat for en række belastninger fra deres omgivelser: Mekaniske påvirkninger som stød, vibrationer og svingninger truer stabiliteten i dataoverførslen lige så meget som termiske og kemiske miljøpåvirkninger i form af ekstreme temperaturer, kraftige temperatursvingninger, skadelige gasser, fugt og snavs. Producenter af højkvalitets printkortstik trækker derfor på en lang række muligheder for at rustne deres Board-to-Board-stik mod disse belastninger.
Board-to-board-stikkets robusthed trods miniaturisering
Moderne elektroteknik er mere end nogensinde før præget af en tendens: miniaturisering. Moduler og deres komponenter skal ikke blot blive stadig mere effektive, men også stadig mindre. Alligevel anvendes de ofte under barske, virkelige forhold. Komponenter såvel som stikforbindelser (stik) bliver derfor stadig mere filigrane, selvom belastningen forbliver den samme. En kvalitetsstik modstår imidlertid denne belastning ikke blot lige så godt som sin ældre og større bror, men endda bedre. Årsagen hertil er videreudviklinger i materialesammensætningen samt i produktdesignet, for eksempel i isoleringslegemets geometri.
De mest forskelligartede faktorer påvirker robustheden af et board-to-board-stik:
De mest forskelligartede faktorer påvirker robustheden af et board-to-board-stik:
- Overflade
- , kontaktdesign
- , kontaktsystem
- , tilslutningsteknik,
- isoleringskropsdesign
- , toleranceområde
Overfladen som påvirkningsfaktor
En afgørende faktor er kontaktfladen (kontaktoverflade). Denne bestemmer i høj grad stikkets levetid, som normalt måles i stikcykler (stikcyklusser). Ved brug i felten udsættes stikforbindelsen (stik) for visse mikrobevægelser. Disse fører til overfladeslid og dermed til dannelse af oxid. Konsekvensen er en øget overgangsmodstand (kontaktmodstand) og dermed en dårligere kvalitet i signaloverførslen.
En højkvalitets og holdbar kontaktbelægning er derfor afgørende for at modvirke overfladeslid.
Læs i vores gratis hvidbog, hvad du skal være opmærksom på, når du vælger kontaktoverflade.
En højkvalitets og holdbar kontaktbelægning er derfor afgørende for at modvirke overfladeslid.
Læs i vores gratis hvidbog, hvad du skal være opmærksom på, når du vælger kontaktoverflade.
Kontaktdesign som påvirkningsfaktor
Kontakterne i et stik på en printkort er stansede eller drejede. Ved stansning opstår der imidlertid på undersiden af stansebåndet en uhomogen, skarpkantet overflade, der kan ses under mikroskopet. Konventionelle systemer skaber kontakt på denne stansekant, hvilket medfører øget overfladeslid og dermed en højere kontaktmodstand.
Gratis hvidbog om stikforbindelsers robusthed
I den gratis hvidbog kan De f.eks. læse, hvordan De ved at vælge det rigtige kontaktdesign opnår en så lav overgangsmodstand som muligt. Desuden forklarer vi ud fra forskellige påvirkningsfaktorer, hvordan wire-to-board-stik opnår robusthed, og hvad der præcist skal tages højde for.
Bestil hvidbogen »
Bestil hvidbogen »
Faktor: Kontaktsystem
Klassische zweiteilige Steckverbinder verfügen über einen Messer- und einen Federkontakt. Im Falle starker Schockeinwirkung kann die Messerleiste jedoch von der Federleiste abheben. Damit es nicht zu einer solchen Kontaktunterbrechung kommt, kann mithilfe einer doppelseitigen Federleiste für Redundanz und somit für Kontaktsicherheit gesorgt werden, denn durch die zweite Feder ist die Signalübertragung zu jeder Zeit mindestens über einen Kontaktpunkt sichergestellt.
Noch robuster sind dagegen Steckverbinder mit sogenanntem „genderneutralem“ Kontaktsystem. Die Besonderheit besteht dabei in den identischen Kontaktgeometrien der Steckerhälften.
Noch robuster sind dagegen Steckverbinder mit sogenanntem „genderneutralem“ Kontaktsystem. Die Besonderheit besteht dabei in den identischen Kontaktgeometrien der Steckerhälften.
Indflydelsesfaktor: tilslutningsteknik
Der findes forskellige muligheder for at montere stikforbindelser (stik) på printpladerne.
En af disse er den allerede nævnte indpressningsteknik (press-fit-teknologi). Formålet er at opnå så store holdekræfter som muligt mellem stikforbindelsen og printpladen ved hjælp af en så lav indpressningskraft (indpresningskraft). Holdekræfterne er afgørende for den mekaniske forbindelse, som igen skal kunne modstå stød og vibrationer.
Men press-fit-teknologi er ikke altid egnet, for eksempel hvis printpladerne skal bestykkes på begge sider, eller hvis minimumsafstanden til komponenter i kraftretningen ikke kan overholdes. En anden mulighed for at skabe en pålidelig og holdbar forbindelse mellem stik og printpladen er da Surface-Mount-teknologien (SMT). Ved hjælp af loddepasta lodes stik fast på definerede loddeflader på printpladen, de såkaldte loddeøer.
En af disse er den allerede nævnte indpressningsteknik (press-fit-teknologi). Formålet er at opnå så store holdekræfter som muligt mellem stikforbindelsen og printpladen ved hjælp af en så lav indpressningskraft (indpresningskraft). Holdekræfterne er afgørende for den mekaniske forbindelse, som igen skal kunne modstå stød og vibrationer.
Men press-fit-teknologi er ikke altid egnet, for eksempel hvis printpladerne skal bestykkes på begge sider, eller hvis minimumsafstanden til komponenter i kraftretningen ikke kan overholdes. En anden mulighed for at skabe en pålidelig og holdbar forbindelse mellem stik og printpladen er da Surface-Mount-teknologien (SMT). Ved hjælp af loddepasta lodes stik fast på definerede loddeflader på printpladen, de såkaldte loddeøer.
Indflydelsesfaktor: Isolatorens udformning
Isoleringselementets geometri i et board-to-board-stik bidrager desuden til at beskytte kontakterne mod skader under drift eller installation. Den bør være udformet således, at de sårbare kontakter inde i stikket er beskyttet.
Indføringsskråninger kan desuden forhindre skader under monteringen. De hjælper med at udligne en forskydning af printkortene i alle retninger, når de sættes sammen. Ved hjælp af et ekstra fastholdelsesområde kan de to stikhalvdele også sættes sammen uden skader, selv i tilfælde af en forskydning i midten eller vinklen.
Indføringsskråninger kan desuden forhindre skader under monteringen. De hjælper med at udligne en forskydning af printkortene i alle retninger, når de sættes sammen. Ved hjælp af et ekstra fastholdelsesområde kan de to stikhalvdele også sættes sammen uden skader, selv i tilfælde af en forskydning i midten eller vinklen.
Påvirkningsfaktor Toleranceområde
Et stiks toleranceområde spiller en afgørende rolle for vurderingen af dets robusthed. Hvis stikket ikke kan udligne givne tolerancer, fører mekaniske bevægelser til slitage eller endda beskadigelse af stikforbindelsen.
I praksis opstår der for eksempel belastninger ikke kun i x- og y-retningen, men også i z-retningen. Her opstår spørgsmålet om stikket »effektiv indstikslængde«. Den beskriver overlapningsområdet mellem kniv- og hunstik og muliggør dermed ikke kun forskellige printkortafstande, men – afhængigt af størrelsen på dette område – også toleranceområder.
Læs i det gratis hvidbog, hvilke yderligere faktorer der påvirker toleranceområdet, og hvordan man udligner dem.
Bestil hvidbogen »
I praksis opstår der for eksempel belastninger ikke kun i x- og y-retningen, men også i z-retningen. Her opstår spørgsmålet om stikket »effektiv indstikslængde«. Den beskriver overlapningsområdet mellem kniv- og hunstik og muliggør dermed ikke kun forskellige printkortafstande, men – afhængigt af størrelsen på dette område – også toleranceområder.
Læs i det gratis hvidbog, hvilke yderligere faktorer der påvirker toleranceområdet, og hvordan man udligner dem.
Bestil hvidbogen »
Prøvningsmetode
Der findes forskellige testmetoder til at sætte board-to-board-stik på en grundig prøve med hensyn til deres robusthedsegenskaber. Her undersøges variabler som spændingsfasthed og kontaktmodstand henholdsvis før og efter en belastningstest, og kontaktfladernes tilstand inspiceres visuelt. Således kan man f.eks. kontrollere virkningerne af 500 stikcyklusser på spændingsfasthed eller i en klimatest fastslå, om flere timer ved først -55 °C og derefter 125 °C har en negativ indvirkning på stikketes kontaktmodstand. Ved temperaturchoktesten skal stikket kunne modstå det hurtige skift mellem disse ekstreme temperaturer 100 gange i 30 minutter ad gangen. Også midter- og vinkelvinkelforskydning ved tilslutning samt toleranceområdet i tilsluttet tilstand bør ikke kun kontrolleres teoretisk på CAD-modellen, men også testes grundigt i praksis, og belastningsevnen bør bekræftes empirisk. Det er ligeledes vigtigt, at forskellige prøvninger, der er afgørende for kontaktfladen (kontaktoverflade), også udføres i kombination for at simulere virkelige forhold. Således kunne der f.eks. gennemføres stikcyklus- og gaskorrosionstests i kombination for at sikre, at stikforbindelsens ydeevne med hensyn til overgangsmodstand (kontaktmodstand) og spændingsfasthed (spændingsfasthed) ikke er forringet, og at kontakterne ikke har taget skade.
Gratis webinar om robusthed hos board-to-board-stik
Har du brug for detaljeret viden om valg af den rette forbindelsesteknologi ud fra dine krav?
Så aftal en gratis webinar-tid med os.
Anmod om webinar »
Så aftal en gratis webinar-tid med os.
Anmod om webinar »
Dit design – dit valg
Afhængigt af anvendelsens krav stilles der forskellige robusthedskriterier, som en board-to-board-konnektor skal opfylde. Skal den f.eks. udligne store tolerancer? Er den udsat for store stødbelastninger eller vibrationer? Anvendes den under påvirkning af stærk varme- eller kuldeindstråling? Eller skal tilslutningsløsningen beskyttes mod fugt, skadelige gasser eller snavs? Hvis en bruger tager udgangspunkt i disse spørgsmål, når han vælger sin tilslutningsløsning, kan han være sikker på, at hans stik er optimalt rustet til brug i felten.
Har du spørgsmål?
Så kontakt os venligst!
Forespørgsel via formularen
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de
Så kontakt os venligst!
Forespørgsel via formularen
+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de