Collegamenti efficienti in volumi ridotti

Molti sistemi elettronici moderni sono caratterizzati dall’esigenza di fornire prestazioni elevate pur occupando uno spazio ridotto. Di ciò devono tener conto anche i produttori di connettori, dato che il mercato richiede connettori compatti, sicuri e affidabili in grado di offrire un’elevata integrità dei segnali anche in condizioni di carico elevate. I connettori Finepitch realizzati in tecnologia Smt rappresentano una risposta costruttiva a queste esigenze. Erni Electronics, con la sua gamma di connettori INTERact, con passo compreso fra 0,8 e 2,54 mm, è in grado di soddisfare le condizioni imposte da un gran numero di applicazioni. La gamma di connettori SMC, con un passo di 1,27 mm, da circa una ventina d’anni ormai rappresenta la soluzione ideale per numerose applicazioni nel campo dell’automazione industriale, nelle telecomunicazioni e nella trasmissione dati quando si tratta di realizzare connessioni fra mezzanini o di tipo board-to-board e board-to-cable. Tramite un progetto adeguato, con questi connettori è possibile raggiungere velocità di trasmissione dati con segnali single-ended pari a 3 Gbit/s.

L’esperienza nei connettori a montaggio superficiale
Le principali caratteristiche tecniche della gamma SMC (Surface Mount Connector), i cui connettori sono realizzati in tecnologia Smt, sono: contatti a molla a due righe (dual-leaf) per garantire buone prestazioni in HF e consentire di stabilire un contatto elettrico estremamente affidabile; corpo isolante polarizzato realizzato in resina in grado di resistere a temperature elevate e avente sagoma di inserimento inclinato e un’elevata tolleranza di innesto. Il loro montaggio viene effettuato con facilità semplicemente saldando le due alette di fissaggio durante il processo di saldatura. In questo modo non risultano necessarie ulteriori fasi di lavorazione come quelle imposte ad esempio dall’uso di rivetti. Le alette di fissaggio servono inoltre ad assorbire le sollecitazioni meccaniche (di inserzione e di trazione) esercitate durante l’innesto. La risposta in HF dipende sostanzialmente dalle caratteristiche costruttive e dalla geometria dei contatti nonché dal layout del Pcb che deve possibilmente essere privo di vias, se si desidera che l’andamento dell’impedenza sia pressoché costante e privo di discontinuità. Grazie al particolare design dei connettori femmina, questi connettori presentano un andamento dell’impedenza regolare e quasi costante. I numerosi modelli di connettori offerti (maschi - femmine con numero di poli compreso fra 12 e 80) – fra cui quelli piani e quelli ad angolo – unitamente all’utilizzo di tecniche di collegamento Smt, Idc (Insulation-displacement connector) e a “press-fit”, consentono una grande libertà di progettazione. Al fine di offrire al progettista la massima libertà nella definizione dei propri elementi costruttivi, risulta conveniente metterlo in condizione di definire liberamente le distanze fra le board. A questo scopo sono disponibili connettori SMC con altezze diverse. Combinando modelli standard con varianti a basso profilo è possibile realizzare configurazioni a “pila di schede” con distanze relative comprese fra 8,0 e 20,0 mm. L’uso di adattatori consente di aumentare ulteriormente la flessibilità di realizzazione dei collegamenti fra schede diverse, aumentando così il numero delle applicazioni possibili. Sono disponibili adattatori con 12, 26, 50, 64 e 80 poli. Su entrambi i lati essi dispongono di contatti maschio che consentono di realizzare su un lato collegamenti robusti con i rispettivi connettori femmina. Grazie agli adattatori, il portafoglio SMC offre soluzioni per applicazioni con distanze fra le board comprese fra 8,0 e 40,0 mm. Prima di venir confezionati in nastri, i connettori SMC vengono testati al 100% verificandone le aperture dei contatti e l’errore di coplanarità che deve essere inferiore a 0,1 mm. L’utente può quindi contare sulla loro massima affidabilità. Grazie alla configurazione a doppia riga degli elementi di contatto, i connettori SMC consentono una facile e sicura inserzione, dato che ammettono un errore di parallasse longitudinale e trasversale di +/- 0,7 mm e un errore di posizionamento angolare longitudinale di +/- 4° e trasversale di +/-2°. La corrente massima ammissibile, per un layout standard, è di 1,2 A a 20 °C. La portata di corrente può però venir più che raddoppiata ricorrendo a misure inerenti al layout. Fanno parte di quest’ultime l’aumento dello spessore e della larghezza delle piste del Pcb e l’aumento del numero di strati della scheda combinato con l’utilizzo di vias termiche.

Doppia riga di contatti con passo da 0,8 mm
La nuova gamma di connettori MicroCon rappresenta un’estensione complementare rispetto alla linea SMC a doppia riga, con passo da 1,27 mm, o anche nei confronti della gamma MicroStac che implementa una configurazione ermafrodita da 0,8 mm. I connettori a doppia riga della linea MicroCon, con passo da 0,8 mm, hanno tutti dimensioni ridotte: il connettore maschio a 50 poli misura solamente 24,2 x 4,7 mm ed è disponibile con altezze diverse. Ciò nonostante essi non impongono limitazioni in fatto di robustezza e affidabilità. A questo fine, infatti, i connettori maschi, già nella versione standard, dispongono di una parete del corpo rinforzata. Per facilitare l’innesto, essi sono dotati, oltre alla codifica, di una forma sagomata del corpo tipo “blind-mate“ che favorisce il collegamento con il connettore complementare. Essi, inoltre, sono gli unici connettori di dimensioni così ridotte a disporre di una doppia riga di elementi di contatto a molla. Questa soluzione brevettata è stata continuamente migliorata nel corso degli anni – ad esempio nel caso della gamma SMC – e viene ora utilizzata anche per connettori con un passo estremamente ridotto. I connettori MicroCon sono disponibili nelle varianti che consentono di effettuare collegamenti paralleli (scheda/scheda o mezzanino/scheda), ortogonali e coplanari fra board diverse. Utilizzando appositi modelli, aventi altezze diverse del connettore maschio e di quello femmina, è possibile ottenere distanze da scheda a scheda, nel caso di applicazioni a mezzanino, comprese fra i 5 e i 20 mm. Grazie alla configurazione a doppia riga dei suoi connettori femmine, i connettori della gamma MicroCon – come del resto pure le varianti SMC e MicroStac – ammettono una notevole tolleranza per l’operazione di innesto: l’errore di parallasse ammissibile (sia nella direzione della riga sia in quella ad essa ortogonale) è di +/- 0,7 mm, mentre la tolleranza angolare è di +/- 4 gradi.
Gli elementi di contatto – utilizzati per le gamme SMC e MicoCon – sono caratterizzati anche da un’altra caratteristica unica che ne aumenta la qualità. Nel caso dei connettori di molti produttori il contatto elettrico avviene fra i pin lisci (giacché laminati) del maschio e quelli ruvidi della femmina, il che riduce il valore del carico di corrente massima ammissibile. Per superare questo problema Erni, pur stampando anch’essa i pin, provvede poi a torcerne la parte terminale di 90°. In questo modo le superfici di contatto sono entrambe laminate e quindi lisce, e ciò consente un aumento del carico di corrente massima ammissibile e della sicurezza del contatto stesso. Questa tecnica, che pure aumenta la complessità del processo di produzione, è stata perfezionata da Erni nel corso degli anni. Per la linea di connettori MicroCon è prevista la realizzazione di versioni dotate di un numero di poli compreso fra 12 e 140 e aventi altezze diverse. Sono già disponibili connettori piani a 50 poli con un’altezza di 4 mm (connettore femmina) e di 1 mm per il connettore piano maschio. A breve Erni offrirà anche connettori ad angolo e successivamente saranno disponibili ulteriori modelli a più poli e connettori femmina per la produzione di cavi Idc.

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