Интеграција на нивоу система, ПЦБ-а и интегрисаног круга један је од најинтригантнијих феномена данашњих дизајна електронике.
Чвршћом интеграцијом повећава се потреба за физичким везама између компонената, уређаја, плоча, плоча или екстерног каблова. Поуздано међусобно повезивање електронских система је главни задатак, посебно када је реч о захтевним апликацијама у ваздухопловној, војној и индустријској примени.
У будућности ће за аутономне аутомобиле и беспилотне летелице бити потребне не само поуздане и издржљиве везе, већ и компактни и лагани концепти за механички дизајн. Што се тиче конектора високе поузданости, оригинални кружни бајонет одржава своју нишу, али у многим апликацијама минијатуризација и компактност захтевају мање и лакше верзије прикључака.
Расте потреба за системима који могу радити у отежаним окружењима, што такође доприноси дизајну конектора који је ограничен на неколико грама тежине. Аероспаце је можда најкритичнија примена у погледу смањења тежине. Један пример је ЦубеСат програм нискобуџетних и лаких мини сателита, који је 1999. године отворио Универзитет Станфорд. Од њих се захтева да носе масе не веће од 1,33кг на 10цм3.
Процес одабира
Електромеханички конектори су све сложенији, у складу са дугом листом спецификација као што су руковање једносмерном струјом, напон, изолација и отпор контакта, губитак уметања на одређеној фреквенцији, унакрсни разговор између проводника, индуктивност између проводника, међусобна капацитивност и механичко уметање и снаге повлачења.
Од растућег значаја су еколошке спецификације као што су радна температура, влага, удар, вибрације, висина и отпорност на уобичајене хемикалије.
Дизајн и производња конектора су зато прерасли у поље за стручњаке са репутацијом која гарантује интегритет сигнала и снаге производа.
Који су изазови?
Да би превазишли изазове са којима су сада механички прикључци, произвођачи намештају више додирних тачака. То доноси степен механичке усклађености како би се осигурало да се наведене ниске контактне отпорности и индуктивности одржавају у условима механичке деформације, удара и вибрација.
Примарна брига у дизајну конектора је пружање поузданог механичког интерфејса са минималним физичким и електричним дисконтинуитетом. Лоши примери би били једносмерне тачке истосмјерног напајања или неусклађености или губици наизменичне струје при високофреквентним пријеносима.
Историја дизајна конектора пуна је покушаја домишљатости, али како се минијатуризација, интеграција и истовремено смањивање димензија конектора настају, нови изазови долазе у први план.
Твист пин контакте је лако прикључити и искључити
Једноставно решење за апликације нискофреквентне сигнализације и преноса енергије налазе се у твист-пин технологији коју нуди Цинцх. Долази у многим стиловима серије Дура-Цон (слика 1).
Идеја је да се повежу седам жица позлаћене жице од берилијума и бакра, заваре се на врху и механички их прошири у кавез са седам тачака контакта доступних унутар периферије женског игле за парење.Ова изведба са два окретања се користи у правоугаоном Дура-Цон прикључку и Мицро-Д (МИЛ-ДТЛ-83513). Конфигуриран као конектор за траке са минималним простором и тежином, Мицро-Д (слика 2) ствара до 60 линијских прикључака са нагибом до 1,27 мм. Процес уметања проширује кавез позитивном акцијом брисања. Повлачењем уговори кавез, тако да сила повлачења остаје мала. Ово умањује и механички напон каблова на конектор.
Друго решење је технологија компресије која се зове ЦИН :: АПСЕ (слика 3). То је наставак идеје о пружању вишеструких веза путем дискретног снопа позлаћених жица од молибдена, које се насумично спајају. То значи да постоје седам до 11 тачака додира на сваком крају, направљених додиром на подлогу за парење на чврстом или флексибилном ПЦБ или полуводичком уређају.
Пакет се убацује у патентирани отвор у облику пешчаног стакла у изолационом кућишту полимера од течног кристала. Циљне апликације укључују интерфејс конектора између ПЦБ-ова или ПЦБ-а за уређаје са земаљским низом (ЛГА) (као што су асицс и ЦПУ). Број И / О пинова може прећи 7000 при нагибу до 1,0 мм.
Дура-Цон Твист-Пин контакти су на температурној температури од -55 ° Ц до Ц135 ° Ц. Сваки контакт може носити 3А на 600В АЦ на нивоу мора. Контактни отпор је макс. 8мΩ. Називљено на 170 г и 11,33 г (6,0 унце и 0,4 унце), максимално, снаге за убацивање и повлачење имају однос већи од 10: 1.
То је због ефекта ширења и контракције кавеза. Овај контакт се може користити у апликацијама које захтевају контролисану диференцијалну импедансу, са одговарајућим кабловима за високу целовитост сигнала. Псеудо-случајни бинарни низ (ПРБС) тестови брзине података од 1,25 Гбпс доказали су ову перформансу, а мерења рефлексије временске домене (ТДР) потврдила су диференцијалну импедансу од 100Ω.
На размаку од 1,0 мм (0,04 инча), ЦИН :: АПСЕ контакт за компресију је оцењен на 3А до 6А. Диелектрик подноси 500В ДЦ на нивоу мора, радна температура је од -60 ° Ц до 5105 ° Ц. Оцјена удара је 100Г, с тим да се шок тестови извршавају за купце у одређеним апликацијама до 22.000Г и могу издржати температуре до -200 ° Ц. Распон фреквенција достиже и до 50ГХз, док је губитак уметања -0,2дБ на 10ГХз и само -1,2дБ на 20ГХз.
Неке друге значајне карактеристике дизајна укључују веома ниске вредности преслушавања између контаката, испод -25дБ. Повратни губитак се мери на -19дБ на 10ГХз, а контактни отпор је мањи од 10мΩ са индуктивношћу мањом од 0,5нХ.
Слика 4: ЦИН :: АПСЕ конектори за асицс,
интерпозиторима и РФ интерпозиторима
ЦИН :: АПСЕ контакт је доступан са парираном висином од 0,8 мм или 0,032 инча, али ефективна дужина се може продужити разним опцијама одстојника и клипа, који су интегрисани у дужину контакта конектора. На овај начин се могу прелазити удаљености до 25,4 мм (један инч). Када је контакт уграђен између два клипа, механички је заштићен од руковања оштећењима. Технологија најбоље делује када се систем за компресију користи за обезбеђивање равномерног притиска преко контактног поља. То се може постићи распоредом плоча, опруга и шрафова, као што се може користити за прекид флексибилног кола на ПЦБ-у, или типичног ЛГА система са горњим хладњаком и доњим потпорним плочама између ЛГА и ПЦБ. Фиксирао би се вијцима и опругама са дефинисаном брзином како би се омогућила уједначена расподјела притиска.
Прилагођене верзије изгледа контаката могу се конфигурирати према захтевима купаца, заједно са комплетним дизајном система компресије.
Како су мале величине, велика густина и поуздано међусобно повезивање у модерним апликацијама замењени једноставни конектори са фрикционим подешавањем - који очигледно нису довољни за тренутне задатке - технологија конектора опремљена вишеконтактним терминалом може пружити оптималне перформансе од ДЦ до десетине ГХз.
