Złącza typu płytka-płytka z programu FINEPITCH od Phoenix Contact to ekranowane i nieekranowane rozwiązania do przesyłania sygnałów i danych. Pozwalają na indywidualne orientacje płytek PCB we wszystkich kierunkach o różnych konstrukcjach, wysokościach piętrowania i liczbach pinów w rastrach od 0,635 mm do 2,54 mm. Możliwe są połączenia prostopadłe, równoległe oraz karty typu matka-córka. Złącza serii FINEPITCH FS 0,635 o właściwościach pływających są nowym dodatkiem do portfolio Phoenix Contact. Co sprawia, że złącza pływające płytka-płytka są tak wyjątkowe? Gdzie są stosowane? I czy szybka transmisja danych i złącza pływające to sprzeczność?
Cechy złącza pływającego
Złącza płytka-płytka składają się ze styków, które tworzą połączenie elektryczne oraz obudowy, która je mocuje i chroni. W połączeniu z odpowiadającym złączem przeciwnym otrzymujemy sztywne połączenie płytka-płytka. Z kolei złącza pływające składają się z dwóch części obudowy, które są połączone ze sobą za pomocą metalowych styków. Wewnętrzna część obudowy zawiera wzór styków złącza. Jest ona otoczona zewnętrzną obudową, która chroni powierzchnie lutownicze i styki. Pływające styki są długie i zakrzywione.
Ze względu na swój kształt pozwalają one wewnętrznej części obudowy ze stykami poruszać się w granicach określonych przez zewnętrzną część obudowy. Ruchome styki działają jak elementy sprężynujące. Możliwe jest ich przesuwanie i przechylanie w złączu. Ta funkcja nazywana jest pływającą.
Rysunek 1 przedstawia przekrój połączenia pływającego. Dolna płytka drukowana połączona jest z pływającym gniazdem żeńskim z zakrzywionymi i ruchomymi stykami. Sztywny terminal męski przylutowany jest do górnej płytki drukowanej. Złącze męskie jest przesunięte w prawo, co powoduje odchylenie styków pływających. Powierzchnia lutowania obu złącz podlega niewielkim naprężeniom, dzięki specjalnej geometrii styków umożliwiającej względny ruch w systemie połączeń. Rozwiązanie to pozwala na przesuwanie złącza w przód i w tył w bardzo dużym zakresie tolerancji, podczas gdy obszar lutowania pozostaje nieruchomy. Możliwe przesunięcie to aż ±0,7 mm w kierunku X i Y.
Oznacza to, że odległość tolerancji złącza jest większa niż jego raster. Ponadto, seria FS 0,635 pozwala również na tolerancję 0,6 mm w kierunku wtykania.
Pływające żeńskie gniazdo FS 0,635 można łączyć z trzema męskimi złączami o różnych wysokościach, otrzymując różne wysokości stosu. Możliwe wysokości stosu wynoszą od 8 do 8,6 mm, a także od 11 do 11,6 mm i od 12 do 12,6 mm. Umożliwia to znalezienie odpowiedniego rozstawu płytek drukowanych dla danego zastosowania. Jeśli zastosowana zostanie sztywna kombinacja serii FS 0,635, można uzyskać wysokość stosu od 6 do 16,6 mm.
Zalety i zastosowania rozwiązań pływających
Ruchoma część gniazda umożliwia bardzo wysoką kompensację tolerancji i pozwala na zminimalizowanie naprężeń mechanicznych w połączeniu. Jest to zaleta zarówno podczas łączenia, jak i po podłączeniu. Siły działające na złącze i połączenia lutowane są redukowane przez sprężynujące działanie styków pływających. Skutkuje to wyjątkowo niezawodnym i długotrwałym stabilnym połączeniem płytka-płytka. Pływające styki umożliwiają kompensację tolerancji produkcyjnych podczas łączenia. Występują one nieuchronnie podczas montażu płytek drukowanych. Urządzenia, w których w procesie łączenia płytki drukowane wykorzystują dodatkowe prowadzenie, wykorzystają duże tolerancje kompensujące niewspółosiowość podczas łączenia złączy. Prowadzi to do mniejszej liczby awarii w procesie montażu i umożliwia optymalizację szybkości podłączania. Oznacza to, że pływające złącze ma bezpośredni wpływ na wydajność procesu łączenia.
Ponadto, złącze pływające pozwala na stosowanie wielu połączeń płytka-płytka pomiędzy dwoma płytkami drukowanymi. Właściwości pływające zapewniają wystarczającą swobodę, aby skompensować tolerancje położenia występujące podczas pozycjonowania i lutowania złączy. Sprężynowy styk minimalizuje siłę wywieraną na połączenia lutowane. Umożliwia to niezawodne korzystanie z wielu złączy.
Dodatkową zaletą złącz pływających jest ich odporność zarówno na wibracje lub wstrząsy, co może mieć miejsce w urządzeniach przemysłowych narażonych na stałe naprężenia mechaniczne, jak i względne ruchy złącz spowodowane efektami termicznymi.
Szybka transmisja danych
Integralność sygnału złącza płytka-płytka zależy od wielu czynników. Geometria styków jest zatem kluczowym czynnikiem. Można by założyć, że zakrzywione, sprężynowe styki pływających złącz płytka-płytka nie są w stanie zapewnić dobrych wyników w zakresie szybkości. Jednak w serii FS 0,635 styk pływający został zoptymalizowany tak, aby gwarantował bardzo dobre właściwości transmisji danych.
Dzięki pływającemu złączu FS 0,635 można osiągnąć wysoką prędkość transmisji danych do 40 Gb/s. Wartość ta stanowi prawdziwą innowację.
Złącza pływające to niezawodny i wydajny sposób łączenia dwóch płytek drukowanych. Są solidne i trwałe, dzięki czemu idealnie nadają się do użytku w trudnych warunkach. Tworzą niezawodne połączenie między płytkami drukowanymi, kompensując niewielkie ruchy względne, a tym samym zmniejszając siłę wywieraną na połączenia lutowane. Z jednej strony funkcja ta jest pomocna w przypadku korzystania z wielu złączy na płytce drukowanej, a z drugiej strony ułatwia automatyczne i ręczne podłączanie połączenia płytka-płytka.
Szczególnie dobre właściwości transmisji danych złącza pływającego serii FS 0,635 są unikalne na rynku. Pływający styk został zoptymalizowany do tego celu, dzięki czemu osiąga wyjątkowo dobrą wydajność 40 Gbps. Otwiera to szeroki zakres nowych zastosowań dla złączy pływających.
Zapisz się na Newsletter Elektronika i bądź zawsze na bieżąco z naszymi nowościami!
| autor: | Paweł Zientarski – Menadżer Obszaru Biznesu – złącza i obudowy do elektroniki, rynek dystrybucji | email: pzientarski@phoenixcontact.pl GSM: +48 694 485 087 |
