wersja mobilna
Online: 558 Poniedziałek, 2016.12.05

Technika

Złącza przewlekane czy lutowane powierzchniowo? Sam zdecyduj!

wtorek, 01 marca 2016 13:06

Miniaturyzacja elektroniki nadal postępuje, także w sferze urządzeń przemysłowych. Jest jednak obszar komponentów, który szczególnie się jej opiera. To wszelakiego rodzaju przyłącza przewodów - zwłaszcza tych, które należy wyprowadzić z urządzenia. Jednak czy rodzaj zastosowanego typu złącza musi ograniczać projektantów w swobodzie ekonomicznego rozmieszczania komponentów na PCB? Niekoniecznie, gdyż i na to jest rada.

Fot. 1. Jeden typ wkładki SMD może mieć rożne warianty obudów. Konkretny sposób montażu obudowy gniazda dobiera się dokładnie pod daną aplikację

Zastanówmy się dlaczego najczęstszy sposób montażu złączy to przewlekany przez otwory w PCB. Wynika to przede wszystkim z faktu, że trzeba zagwarantować odpowiednią wytrzymałość mechaniczną połączenia. Po pierwsze, elementy narażone są na działanie sporych sił podczas montażu. Wsuwanie sztywnych przewodów do komór przyłączeniowych, a następnie dokręcanie śrubek wywiera w laminacie duże naprężenia.

I tu mała dygresja - niestety przyłącze śrubowe nadal jest najbardziej popularne, a szkoda bo nowe techniki ze stykiem sprężynowym pozbawione są wielu wad rozwiązań śrubowych, a pod kątem szybkości i pewności połączenia często je przewyższają! Drugi powód to mogące się zdarzyć naprężenia podłączonych przewodów - czy to podczas montażu urządzenia, czy wynikające z wydarzeń zdarzających się podczas eksploatacji.

W przypadku złączy zamontowanych tylko powierzchniowo, można spodziewać się oderwania padów lutowniczych od laminatu, co prowadzi do usterki prawie niemożliwej do naprawy, a na pewno dość kosztownej i mało pewnej w dalszym działaniu. Taki moduł najczęściej trafia na śmietnik.

Można zabezpieczyć się przed uszkodzeniami stosując na przykład w złączach rzędowych skrajne piny przewlekane, a resztę lutowaną powierzchniowo. Nie mniej jednak i ta opcja polecana jest wyłącznie dla wersji do małych przekrojów przewodów. Skuteczniejszym zabezpieczeniem jest przeniesienie sił działających na złącze wyłącznie na jego obudowę trwale mechanicznie połączoną z chassis urządzenia. I w takim przypadku bezpieczne staje się stosowanie złączy (lub ściślej mówiąc ich wkładek stykowych) w wersji SMT.

Złącza do montażu SMT bezkompromisów

Fot. 2. Wkładki do lutowania powierzchniowego dostępne są w opakowaniu dostosowanym do integracji z systemami Pick&Place. Dzięki temu znacznie skraca się czas jak i koszt montażu

Po co w ogóle stosować złącza lutowane rozpływowo? Ponieważ dzięki niemu istnieje możliwość nie tylko wykorzystania powierzchni PCB z drugiej strony laminatu, bezpośrednio pod złączem, ale także daje się bezkolizyjnie prowadzić ścieżki w płytkach wielowarstwowych. To właśnie pozwala tworzyć zwarte konstrukcje.

Dla tego typu elementów ekranowanie połączenia aż do warstwy laminatu również nie stanowi problemu. Dodatkowy sprężynujący styk łączy laminat z metalową obudową gniazda przenosząc potencjał uziemienia z płytki na oplot przyłączanego kabla.

Można więc sobie zadać pytanie - jak pogodzić swobodę projektowania z wytrzymałym produktem finalnym? Warto zainteresować się złączami okrągłymi z serii M8 lub M12. Na rynku dostępna jest już ich szeroka gama i można wybrać rozwiązanie odpowiednie dla opracowywanej aplikacji. Za pomocą złączy z tej serii realne staje się nie tylko doprowadzenie sygnałów, zrealizowanie transmisji danych, ale także podłączenie zasilania o mocy nawet powyżej 0,5 kW.

Wkładki złączy M8 lub M12 lutowane powierzchniowo mają plastikowe piny pozycjonujące, co umożliwia precyzyjne położenie ich na PCB. Część mechaniczna gniazda, czyli jego gwintowana tulejka, mocowana jest pewnie w obudowie urządzenia. Konstruktor ma tu kilka możliwości do wyboru - taką tulejkę można wprasować, wkręcić, skontrować nakrętką (od wnętrza lub od zewnątrz) lub w ogóle ją pominąć i np. wykonać gwint w aluminiowym odlewie urządzenia.

Fot. 3. Tam gdzie zależy nam na równoległym w odniesieniu do PCB wyprowadzeniu gniazda można zastosować wkładki kątowe

Wtyk, podczas podłączania, mechanicznie działa wyłącznie na obudowę gniazda, gdyż ma nakrętkę moletowaną służącą do ryglowania go po wetknięciu. Taka nakrętka może mieć pełny gwint lub wykonanie specjalne - tzw. gwint Speedcon.

Przyłączenie w tym wypadku polega na wciśnięciu wtyku w odpowiedniej pozycji do gniazda, a następnie na wykonaniu zaledwie połowy obrotu nakrętki. W przypadku wtyków warto rozważyć opcję zamówienia gotowego okablowania, co potrafi zaoszczędzić czas podczas montażu, a także uniknąć ryzyka niewłaściwego obchodzenia się z instalacją przez niedoświadczonych monterów.

Warto więc rozważyć nowe opcje realizowania przyłączy do urządzeń. Dzięki temu projektowane urządzenia mogą mieć nowoczesny wygląd, lepszą funkcjonalność, czy choćby większą niezawodność. A dziś stając w obliczu dość dużej konkurencji na rynku należy zadbać, aby nowe urządzenia miały zdecydowaną przewagę i klienci chętniej właśnie po nie sięgali.

Piotr Andrzejewski
Product Manager
Phoenix Contact
www.moeller.pl