Lista di controllo per la selezione dei connettori: abbinare le famiglie RF, scheda-scheda e filo-scheda al progetto

Gran parte del lavoro di selezione di un connettore per la progettazione di PCB viene completato prima ancora di consultare un catalogo di connettori; ecco perché una checklist per la selezione dei connettori inizia con la progettazione, non con il codice del componente. Tre aspetti sono generalmente già definiti quando il layout viene finalizzato: l'impedenza e la frequenza che il percorso RF deve trasportare, l'altezza dello stack e il contorno della scheda consentiti dall'involucro, e se sarà necessario aprire l'unità dopo la spedizione.

Considerate questi tre elementi come input piuttosto che come opzioni. Un percorso a 50 Ω che va da CC a 6 GHz indica la presenza di interfacce coassiali ed esclude silenziosamente dalla lista ristretta le famiglie di connettori a nastro, header e morsettiere, indipendentemente dal loro prezzo unitario. Uno spazio di 1.2 mm tra due schede parallele non è una preferenza; determina quali passi scheda-scheda rimangono realistici. Se l'assemblaggio deve essere riparato sul campo, una coppia di schede saldate in modo permanente viene scartata molto prima che si discuta del costo.

Conservare tutte queste risposte in un unico posto è ciò che rende la checklist riutilizzabile. Registra ciò che è già stato deciso in fase di progettazione, riducendo così il numero di candidati possibili da confrontare in modo appropriato.

Criteri di selezione dei connettori che eliminano le famiglie, in ordine

Una volta definiti questi parametri di input, i criteri di selezione del connettore restringono progressivamente il campo. È proprio l'esecuzione delle tre domande seguenti in ordine errato che crea i casi problematici: un componente che soddisfa i requisiti elettrici, non può essere inserito agevolmente in un ordine di acquisto e arriva con disegni che non corrispondono all'ingombro.

Segnale, potenza o entrambi.
La prima domanda da porsi è cosa effettivamente transiti attraverso il contatto. I percorsi dedicati esclusivamente al segnale con impedenza controllata portano a soluzioni con connettori coassiali; i percorsi dedicati esclusivamente all'alimentazione richiedono morsettiere e connettori più robusti; i percorsi misti solitamente impongono un compromesso sul numero di pin o sulla placcatura. Questa semplice risposta in genere esclude metà delle opzioni possibili.

Da scheda a scheda, o da scheda a cavo.
Una connessione fissa tra due schede per tutta la durata del prodotto appartiene alle tipologie di connessione scheda-scheda e FFC/FPC. Una connessione che deve aggirare una cerniera, attraversare la parete di un telaio o essere scollegata per la manutenzione rientra invece nella categoria delle connessioni filo-scheda o dei cavi assemblati. Rimandare questa decisione all'ultimo momento è costoso, perché un progetto che presuppone un cablaggio a innesto ma specifica una giunzione saldata viene rivisto in fase di produzione anziché essere definito su carta.

Corrente e frequenza di accoppiamento.
La corrente determina la dimensione minima del contatto e, indirettamente, il passo. La frequenza di accoppiamento definisce la geometria del contatto. Un connettore accoppiato una sola volta durante l'assemblaggio e uno accoppiato ogni volta che un tecnico sostituisce un modulo sono prodotti diversi, anche se condividono un passo di 1.27 mm e lo stesso ingombro.

L'ordine è importante perché ogni risposta restringe il campo delle possibili soluzioni. Scegliere prima il passo e poi procedere a ritroso fino alla corrente è il modo in cui un componente da 0.5 mm viene specificato per un carico che non è in grado di sopportare.

Cosa sopravvive: la selezione dei connettori in base all'applicazione

Dopo queste tre domande, di solito rimane una sola famiglia di connettori, a volte due. La tabella seguente è il foglio comparativo utile da tenere presente nella scelta del connettore in base all'applicazione. L'ultima colonna indica l'elemento da avere per iscritto prima di effettuare l'ordine.

Famiglia	passo/interfaccia tipico	Corrente	Vita riproduttiva tipica	Conferma prima di ordinare
RF / coassiale	Interfaccia da 50 Ω (SMA, SMB, IPEX, FAKRA), da CC a 6 GHz	Percorso del segnale, fino a 1 A	~500 cicli (tipici)	Impedenza, frequenza massima e placcatura dei contatti. KH-SMA-K513-G
Da tavola a tavola	0.5 mm (inclusi anche 2.5 mm XH)	~0.5 A per contatto	Circa 20-30 cicli (tipici)	Altezza di impilamento e tolleranza di allineamento. KH-WB105-F20E-04L, KH-XH-11A-Z
Cavo-scheda	2.54 mm	3A / 250V	~30 cicli (tipici)	Calibro del filo e sistema di bloccaggio. KH-A2504-10AW
FFC/FPC	0.5 mm / 1.0 mm	~0.5 A per contatto	Circa 20-30 cicli (tipici)	Direzione di inserimento e raggio di curvatura. KH-FFC-A0.5-10P, KH-FFC-V0.5-10P
Connettore a perno e testa femmina	1.27 mm (2.0 / 2.54 mm nella stessa famiglia)	1.0 A / CA 500 V	~50 cicli (tipici)	Altezza di impilamento e placcatura in oro selettiva. KH-1.27FH-1X10P-H4.3
Morsettiera/industriale	3.81 mm	8 A / 300 V, CA 2000 V/min	~50 cicli (tipici)	Distanza di scorrimento e coppia terminale. KH-15EDGRC-3.81-10PG

I valori di passo, corrente, tensione di tenuta, intervallo di temperatura e resistenza di contatto e di isolamento sopra riportati provengono da pubblicazioni Kinghelm Schede tecniche. La durata di accoppiamento è un intervallo di riferimento tipico del settore, non una specifica garantita, ed è consigliabile verificarla per ogni singolo codice articolo.

Lista di controllo per la selezione dei connettori prima dell'invio dei campioni o di un ordine di acquisto.

Un elenco ristretto non equivale a un ordine. La checklist per la selezione dei connettori riportata di seguito indica le informazioni che un fascicolo di acquisto dovrebbe essere in grado di fornire a partire dalla documentazione del fornitore, anziché da una conversazione, in modo che il controllo qualità in entrata abbia un elemento di riferimento da verificare.

Vedi	Prove da presentare
Passo, conteggio della posizione e schema di atterraggio	Disegno della scheda tecnica più un file 3D o di impronta corrispondente al tuo layout
Tolleranza di altezza e allineamento dello stack	Disegno dimensionale con tolleranze e una coppia di campioni accoppiati dove la pila è critica
Declassamento attuale	Corrente nominale del contatto alla temperatura ambiente di esercizio, non a 25 °C
Resistenza di contatto, resistenza di isolamento, tensione di tenuta	Valori nominali ricavati dalla scheda tecnica o da un rapporto di prova
Placcatura e materiale di contatto	Spessore della placcatura e metallo di base indicati per iscritto
Temperatura di esercizio e profilo di rifusione	Intervallo nominale più la curva di rifusione consigliata
Vita di accoppiamento e chiave	Cicli nominali e funzione anti-accoppiamento errato per il conteggio della posizione
Ritenzione e vibrazione	Forza di inserimento e di estrazione, oltre a qualsiasi dettaglio relativo a chiavistelli o serrature.
RoHS e RAGGIUNGERE	Una dichiarazione attuale piuttosto che un'affermazione generale
Consistenza del campione e del lotto	Un esempio del processo produttivo e i criteri di controllo qualità in entrata.

Se Board-to-Board è ciò che è sopravvissuto

Il collegamento tra le schede merita un passaggio in più, perché è in questa fase che si definiscono congiuntamente le soluzioni elettriche e meccaniche. Il parametro che causa la maggior parte delle modifiche tardive non è il passo, bensì la tolleranza dell'altezza dello stack. Un connettore da 0.5 mm progettato per uno stack fisso da 0.9 mm non è in grado di compensare 0.3 mm di spessore cumulativo del PCB e variazioni della maschera di saldatura su un pannello. Lo stesso vale per l'allineamento: con 20-40 posizioni su un passo di 0.5 mm, una frazione di millimetro di disallineamento è sufficiente a piegare i contatti al primo inserimento.

Se la soluzione scheda-scheda è quella che avete selezionato, la guida su come scegliere il connettore scheda-scheda più adatto illustra in dettaglio l'altezza di impilamento, le opzioni complanari e ad angolo retto.

Se per la selezione dei componenti è necessario un secondo parere prima della finalizzazione del progetto, i nostri ingegneri esamineranno l'altezza dello stack, la corrente di declassamento e la durata di accoppiamento confrontandole con il disegno fornito. È possibile richiedere campioni per ciascuna delle famiglie sopra menzionate tramite la pagina di richiesta campioni, mentre per domande tecniche il modo più rapido per contattarci è tramite il modulo di contatto.