wersja mobilna | kontakt z nami

SKEDD - nowa koncepcja połączeń rozłącznych do PCB

Numer: Kwiecień/2017

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

Pobierz PDF
Firma Phoenix Contact ma do rozdania kilka zestawów najnowszych obudów BC RPi – przez miesiąc od publikacji niniejszego artykułu będzie oczekiwać na Wasze e-maile z opisem aplikacji, nad którą pracujecie (przeznaczenie, sposób rozwiązania, pomysły dalszej rozbudowy). Spośród autorów e-maili komisja wyłoni trzy najciekawsze projekty, które zostaną nagrodzone bezpłatnymi zestawami nowych obudów. Zgłoszenia można wysyłać na adres artykul@phoenixcontact.pl. Szczegółowy regulamin konkursu można znaleźć na stronie www.phoenixcontact.pl/konkurs.

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.

rys1Rozważając 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.

rys2Możliwość 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 dokłada ryzyko pomyłki przy ponownym podłączaniu). 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).

rys3Sam 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.

SKEDD 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. Akceptuje 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 jest do PCB o grubości 1,6 mm, które są najczęściej 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

Synergy RTOS

Numer: Listopad/2017

Układy wbudowane często wykonują skomplikowane zadania. Jeżeli stopień skomplikowania jest bardzo duży, to programistom jest łatwiej podzielić wykonywane zadanie na małe wątki i uruchomić pod systemem czasu rzeczywistego RTOS. Dla procesorów Synergy firma Renesas dostarcza RTOS dystrybuowany pod nazwą ThreadX. Pokażę na prostym przykładzie, w jaki sposób wykonać w środowisku e2studio projekt wspierający programowanie pod kontrolą ...

Lampy 6SN7 i ECC99 w stopniu sterującym wzmacniacza

Numer: Listopad/2017

Wśród wielu lamp stosowanych w aplikacjach stopni sterujących wzmacniaczy akustycznych wyróżnić można dwie popularne grupy. Pierwsza to znane od lat, mające wielu fanów ich "czarującego dźwięku" wysokonapięciowe 6SN7 różnych producentów, w tym z rosyjskim odpowiednikiem 6N8S (6H8C), a grupa druga to podobne do siebie niskonapięciowe - rosyjska 6N6P i słowacka ECC99. Lampa słowacka różni się od rosyjskiej wysokim dopuszczalnym ...

Nowy system deweloperski IoT dla automatyki i robotyki

Numer: Listopad/2016

Coraz większą popularność zdobywa łączenie otaczających nas przedmiotów z Internetem. Ten nowy nurt polega w skrócie na rozszerzaniu funkcjonalności istniejących urządzeń lub tworzeniu rzeczy, o których nikt wcześniej nie myślał. Aby ułatwić włączanie nowych urządzeń do Internetu Rzeczy (IoT), na rynku pojawia się wiele zestawów startowych z modułami do komunikacji bezprzewodowej. W szerokiej gamie dostępnych zestawów rozwojowych ...

FT311D - nowe życie starego smartfonu z Androidem

Numer: Listopad/2016

Co można zrobić ze starym, ale jeszcze sprawnym telefonem? Jeżeli jest to smartfon z systemem Android, można go użyć w roli przenośnego sterownika z panelem dotykowym. Za pomocą dodatkowego interfejsu z układem FT311D podłączymy do gniazda USB telefonu różne układy wykonawcze. Możliwa będzie bezpośrednia komunikacja z układami, sterowanie w trybie typowego RS232, I2C lub SPI.

Laboratorium pomiarowe elektronika na bazie Raspberry Pi 3 oraz Analog Discovery 2

Numer: Październik/2017

Żadnego elektronika nie trzeba przekonywać, jak ważne dla niego jest posiadanie na wyposażeniu swojego warsztatu podstawowych narzędzi pomiarowych. Zgromadzenie różnych przyrządów i koszty z tym związane to jedna sprawa, a ilość miejsca, które muszą zająć, to kolejny ważny problem. Tylko nieliczni mają wydzielone całe pomieszczenie na uprawianie swojego hobby. Rozwiązaniem opisywanego problemu może być zastosowanie komputera ...

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Grudzień 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym