wersja mobilna | kontakt z nami

Złącza przewlekane czy lutowane powierzchniowo? Sam zdecyduj!

Numer: Luty/2016

Miniaturyzacja elektroniki nadal postępuje, także w sferze urządzeń przeznaczonych do zastosowania w przemyśle. Jest jednak coś, co 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.

Pobierz PDF

Fotografia 1. Jeden typ wkładki SMD może mieć rożne warianty obudów. Konkretny sposób montażu obudowy gniazda dobiera się dla danej aplikacji

Zastanówmy się, dlaczego najczęstszy sposób montażu złącz to montaż przewlekany przez otwory w PCB. Wynika to przede wszystkim z faktu, że tym komponentom trzeba zagwarantować odpowiednią wytrzymałość mechaniczną. Po pierwsze, narażone są na działanie sporych sił podczas ich podłączania. Wsuwanie czasami sztywnych przewodów do komór przyłączeniowych, a następnie dokręcanie śrub, wywołuje duże naprężenia w płytce drukowanej. I tu mała dygresja - niestety, przyłącze śrubowe nadal jest najbardziej popularne, a szkoda, ponieważ nowe techniki przyłączy sprężynowych 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 wypadków zdarzających się podczas dalszej eksploatacji. Gdybyśmy mieli złącza zamontowane tylko powierzchniowo, moglibyśmy spodziewać się oderwania padów lutowniczych na płytce drukowanej, 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 złącz do małych przekrojów przewodów. Skuteczniejszym zabezpieczeniem jest przeniesienie sił działających na złącze wyłącznie na obudowę złącza trwale mechanicznie połączoną z obudową urządzenia. I w takim przypadku bezpieczne staje się stosowanie złącz (lub ściślej mówiąc ich wkładek stykowych) w wersji montowanej poprzez lutowanie powierzchniowe.

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

Po co w ogóle stosować złącza lutowane rozpływowo? Ponieważ dzięki niemu mamy możliwość nie tylko wykorzystania powierzchni PCB z drugiej strony laminatu, bezpośrednio pod złączem, ale także bezkolizyjnie możemy prowadzić ścieżki przewodzące w płytkach wielowarstwowych. I 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, które zapewni odpowiednie przyłącze dla opracowywanej aplikacji. Za pomocą złącz tej serii realne staje się nie tylko doprowadzenie sygnałów, zrealizowanie transmisji danych ale także podłączenie zasilania o mocy nawet powyżej 0,5 kW.

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

Wkładki złącz M8 lub M12 lutowane powierzchniowo posiadają plastikowe piny pozycjonujące, co umożliwia precyzyjne położenie ich na laminacie. 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. Wtyk, podczas podłączania, mechanicznie działa wyłącznie na obudowę gniazda, gdyż posiada 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 nasze nowoprojektowane urządzenia mogą mieć nowoczesny wygląd, lepszą funkcjonalność, czy choćby większą niezawodność. A dziś stając w obliczu dość dużej konkurencji na rynku należy zadbać, aby nasze urządzenia miały zdecydowaną przewagę i klienci chętniej właśnie po nie sięgali.

Piotr Andrzejewski
Product Manager w firmie Phoenix Contact

Pozostałe artykuły

Laboratorium EMC Instytutu EMAG

Numer: Marzec/2017

Instytut Technik Innowacyjnych EMAG jest instytutem badawczym działającym z mocy ustawy z dn. 30 kwietnia 2010 r. o instytutach badawczych, nadzorowanym przez Ministra Cyfryzacji. W 2016 roku uzyskał akredytację Ministra Rozwoju jako Ośrodek Innowacyjny. EMAG działa już 40 lat, prowadząc badania naukowe i prace rozwojowe, a także opracowując i wdrażając na całym świecie urządzenia, systemy oraz technologie, służące poprawie bezpieczeństwa ...

Unitor - obszerna oferta przyrządów do pomiaru pól elektromagnetycznych

Numer: Marzec/2017

Unitor to toruńska firma od wielu lat zajmująca się sprzedażą urządzeń pomiarowych do pomiarów wielkości elektrycznych i nieelektrycznych. W ostatnich latach dużą wagę przywiązuje do rynku przyrządów służących do pomiarów pól elektromagnetycznych. W ofercie firmy Unitor jest obszerna oferta przyrządów obejmująca mierniki przeznaczone do badania zjawisk w dziedzinie elektrostatyki, gausomierze do pomiarów pól magnetycznych ...

Nowoczesne układy i moduły do zastosowania w IoT

Numer: Marzec/2017

Ewolucja Internetu Rzeczy z każdym rokiem dostarcza nowych rozwiązań adresowanych do sieci bezprzewodowych, systemów poprawiających komfort oraz bezpieczeństwo użytkowników. Producenci dostarczają nowe rozwiązania sprzętowe oraz software'owe, aby sprostać wymaganiom rynku i wyprzedzić konkurencję, natomiast firmy projektujące elektronikę prześcigają się w wymyślaniu i projektowaniu urządzeń IoT.

Firma Contrans TI obchodzi w 2017 roku 25-lecie działalności

Numer: Marzec/2017

Marka Contrans TI utworzona została w 1992 roku z zadaniem promowania i dystrybucji mikrokontrolerów i procesorów Texas Instruments. Podjęte wspólnie z amerykańskim producentem działania szybko zaowocowały szeregiem sympozjów tematycznych, a wkrótce dużym zainteresowaniem klientów. Oferta firmy Contrans TI otwarła szeroko bramy do nowoczesnych technologii, trudno dostępnych w początkach nowej ery przedsiębiorczości. Firma jednocześnie ...

EPM-153 wzmacniacz LED do zadań specjalnych

Numer: Marzec/2017

Na rynku jest dostępnych wiele wzmacniaczy LED o różnych parametrach. Spośród nich mocno wyróżnia się wzmacniacz EPM-153 produkowany przez krakowską firmę Enterius. To urządzenie jest przeznaczone do profesjonalnych instalacji z taśmami LED i ma szereg funkcji, które pomagają w likwidowaniu typowych problemów towarzyszących taśmom LED.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Marzec 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym