wersja mobilna | kontakt z nami

SKEDD - nowa koncepcja połączeń rozłącznych do płytek drukowanych

Numer: Wrzesień/2016

Wśród technik montażu złączy na PCB doskonale znane są: lutowanie na fali, montaż THT, montaż SMD oraz wciskanie prasą. Technika bezpośredniego przyłączania do płytki, nazwana SKEDD, to krok naprzód w kierunku poszukiwania nowatorskich rozwiązań.

Pobierz PDF

Płytki drukowane są często określane mianem systemu nerwowego urządzenia elektronicznego. Dzięki postępowi technologicznemu stały się doskonalsze, bardziej dopasowane do potrzeb. Poprzez dostępność odpowiednich komponentów mogą być coraz mniejsze, co pozwala na miniaturyzację kolejnych generacji urządzeń. Dla projektantów oznacza to konieczność integracji pełnej funkcjonalności na najmniejszej możliwej powierzchni. Z kolei producenci muszą zmierzyć się z opanowaniem coraz bardziej wymagających procesów produkcyjnych. Pośród grupy komponentów, które nadal można optymalizować pod kątem procesu montażu, w celu jego ułatwienia i wygenerowania oszczędności przy produkcji, znajdują się jeszcze przede wszystkim złącza

rys-1Rozważając niezawodną transmisję sygnałów, danych czy zasilania pomiędzy urządzeniem a światem zewnętrznym, najczęściej myślimy o terminalach przyłączeniowych lub połączeniu gniazdo-wtyk. Praktycznie każda powszechnie stosowana technika montażu złączy na PCB tworzyła ich trwałe scalenie z płytką. Jedynym wyjątkiem były tu złącza krawędziowe – nasuwane na bok laminatu, gdzie elementy stykowe wtyku łączyły się z odpowiednio przygotowanymi zakończeniami ścieżek miedzianych.

Najnowsze rozwiązanie łączy wszelkie osiągalne do tej pory zalety przyłączy. Bezpośrednia technika przyłączania SKEDD stwarza niedostępną do tej pory możliwość umieszczania tego typu elementów w praktycznie dowolnym miejscu na PCB. I to bez konieczności montażu jakiegokolwiek gniazda – wpina się je ręcznie wprost w odpowiednio zaprojektowane otwory na PCB. Przypomnijmy – wymienione wyżej złącza do bezpośredniego podłączania można było umieszczać wyłącznie na krawędziach płytki, co często ograniczało swobodę ich stosowania.

Geometria styków przyłącza SKEDD stanowi w pewnym sensie rozwinięcie techniki montażu wciskanego prasą. Strefa styku z PCB wykonana jest w postaci dwóch lekko wygiętych na zewnątrz sprężynujących części. Odpowiedni kształt pozwala im idealnie dostosować się do otworów w laminacie. Po wepchnięciu styków w otwory powstałe na nich naprężenia dbają o właściwy kontakt mechaniczny i elektryczny ze ściankami metalizowanych przelotek. Taka konstrukcja nie stawia żadnych nietypowych wymagań odnośnie do PCB, gdyż metalizowane otwory przelotowe to od dawna standard – wykonywane są praktycznie dla każdych elementów przewlekanych.

rys-2Możliwość operowania elementem wyłącznie za pomocą dłoni, bez konieczności użycia jakiegokolwiek narzędzia, znacząco upraszcza nie tylko proces montażu czy okablowania, ale także ewentualnych serwisów. Całe złącze, bez konieczności wypinania poszczególnych przewodów, można zdjąć z płytki, a następnie ponownie wpiąć w tę samą po naprawie lub w nową/wymienioną sztukę. W przypadku standardowych lutowanych terminali – należałoby odłączać pojedyncze przewody, co zabiera czas oraz niesie ryzyko pomyłki przy ponownym przyłączaniu. Dla terminali wciskanych prasą, demontaż wymaga odpowiedniej matrycy oraz stempla do wyciśnięcia złącza z PCB, czyli potrzebujemy wręcz odpowiednio przygotowanego stanowiska pracy. Klasyczne połączenie gniazdo-wtyk wymaga znowu wcześniejszego zamocowania gniazda (koszt/dodatkowa operacja podczas produkcji i cena gniazda).

Sam proces produkcyjny także bywa istotny. Dzięki możliwości technologii SKEDD, w wielu przypadkach można zrezygnować zupełnie z kolejnego po SMD etapu montażu, co pozwala wygenerować nie tylko oszczędności. Czasami, z racji występowania na płytce szczególnych komponentów, warto unikać dodatkowego oddziaływania temperaturą (wyklucza to np. następny etap lutowania na fali, zmuszając do kosztownego i długiego procesu lutowania ręcznego lub selektywnego). Omawiane złącza idealnie sprawdzą się w tego typu aplikacjach.

Dodatkowo, dzięki możliwości rezygnacji z uzbrojenia maszyn w akcesoria niezbędne do automatycznego montażu złącza, wolne miejsce można wykorzystać na inne komponenty. W szczególnych przypadkach wręcz można się pozbyć konieczności częściowego przezbrajania maszyn przy uruchamianiu po sobie produkcji dwóch różnych płytek.

rys-3SKEDD ułatwia także tworzenie bardziej uniwersalnych płytek/wersji urządzeń. Tańsze komponenty, pomimo ich niewykorzystania w danym wariancie, i tak może opłacić się zamontować (czasem warto wyprodukować większą liczbę jednego wariantu niż kilka mniejszych). Przyłącza przewodów należą do jednych z droższych elementów, jeśli więc wymagają konkretnego obłożenia, muszą być albo zamontowane od razu, albo nadmiarowo. Stosując złącza SKEDD, pozbywamy się tego problemu. Dowolną ich konfigurację można zamontować już po wyprodukowaniu PCB.

Nowe złącze serii SDC 2.5, jako pierwsze w ofercie firmy Phoenix Contact z serii elementów z przyłączem SKEDD, dostępne jest w rastrze 5 mm, od 1 do 16 biegunów. Nominalne parametry elektryczne to 12 A i 320 V. Samo przyłącze przewodów zrealizowano w technologii Push-in, z dodatkowym przyciskiem służącym do zwalniania przewodu. Akceptują przekroje od 0,2 mm² do 2,5 mm² i mają dodatkowe miejsce na sondę pobierczą umożliwiającą pomiar napięcia bez rozłączania połączenia. Wtyk ma skuteczne zabezpieczenie przed rozłączeniem – po jego obu stronach wykonane są nity rozpierane wsuwanymi bolcami. Dostosowane są do PCB o grubości 1,6 mm, które są najczę?ciej stosowanym standardem.

Demontaż takiego złącza jest banalny – wystarczy zwolnić blokadę nitów i po prostu odczepić całość od płytki. Taki typ połączenia zapewnia trwałość do 25 cykli łączeniowych.

Piotr Andrzejewski
Product Manager w firmie Phoenix Contact

Pozostałe artykuły

Wyświetlacze typu OLED

Numer: Listopad/2017

Wyświetlacze OLED znajdują zastosowanie w tysiącach produktów. Dzięki właściwościom OLED-ów, szybkiemu rozwojowi technologii oraz obecnym trendom proekologicznym, w których duży nacisk kładzie się na produkty ?zielone?, będą one prawdopodobnie zyskiwały na popularności.

Aparat do elektroterapii - nowa koncepcja. Uśmierzanie bólu dźwiękiem

Numer: Listopad/2017

Autorka artykułu poszukuje osób chętnych do współpracy przy tworzeniu nowego, unikatowego rodzaju urządzenia do elektroterapii. Potrzebni są specjaliści różnych dziedzin: inżynierowie aparatury biomedycznej, neuroinformatycy potrafiący zaimplementować programistycznie dowolną metodę przetwarzania sygnału biomedycznego, realizatorzy dźwięku, konstruktorzy elektronicy i mechanicy ze znajomością programów do projektowania 3D, programiści ...

Technologie jutra dzięki National Instruments

Numer: Listopad/2017

Za rozwojem nowoczesnej elektroniki, zarówno konsumenckiej, jak i przemysłowej, kryją się skomplikowane technologie. Praktycznie wszelkie nowinki, takie jak smartfony, systemy komunikacji i coraz bardziej inteligentne urządzenia, nie istniałyby gdyby nie ciężka praca inżynierów prowadzących badania i testujących prototypy. Można sobie wyobrazić, jak trudne jest i jakiego oprzyrządowania wymaga rozwijanie najbardziej zaawansowanych technologii ...

Czy szybko musi oznaczać byle jak?

Numer: Listopad/2017

Ile razy zdarzyło się Wam stanąć przed koniecznością skonstruowania czegoś na szybko? Prototyp nowego urządzenia, który trzeba uruchomić ekspresowo, potrzeba chwili i stworzenie podręcznego narzędzia (jak np. generator czy nietypowy zasilacz) - dobrze, żeby elektronika miała swoją solidną obudowę. Nie tylko z powodu ochronienia jej przed uszkodzeniami, ale także dla ułatwienia zamocowania w docelowym miejscu lub choćby postawienia ...

Komponenty do łączności radiowej

Numer: Listopad/2016

Artykuł przeglądowy uwzględniający Wi-Fi, ZigBee, Bluetooth, ANT i inne, w tym nowe techniki, będące w trakcie opracowywania. Moduły UMTS-HSPA. Anteny radiokomunikacyjne, w tym do transmisji bezprzewodowej. Firma Computer Controls zapewnia wsparcie techniczne, od etapu doboru standardu komunikacji, rozwiązania hardware'u po pomoc w kolejnych etapach rozwoju projektu, dając przy tym możliwość uzyskania wsparcia od producenta.

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Grudzień 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym