I principali produttori di connettori sviluppano costantemente le loro offerte di prodotti per soddisfare i requisiti sempre più rigorosi del settore. Alcune delle aree affrontate comprendono la riduzione delle dimensioni, del peso e della potenza (SWaP) e l'incremento del throughput dei dati, nonché una maggiore robustezza e affidabilità.
Mentre la tecnologia wireless diventa sempre più diffusa, l'uso dei connettori è in aumento. In alcune applicazioni come il trasferimento di potenza, i connettori sono l'unica opzione efficace. Man mano che tutti i dispositivi diventano più piccoli e in molti adottano un approccio modulare alla progettazione per portare i prodotti sul mercato più velocemente, più PCB sono la norma e richiedono l'utilizzo di un numero sempre crescente di connettori.
Il primo passo è pensare a cosa viene connesso per definire i connettori necessari: se è necessario accoppiare direttamente due (o più) PCB o è coinvolto un cavo che colleghi scheda con scheda o scheda con cavo.
Non solo l’aspetto funzionale, ma anche quello produttivo è da considerare nella scelta.
In passato, con minor scelta di connettori disponibili, era comune vedere un connettore pin-through su una scheda esclusivamente a montaggio superficiale. Sebbene questa sia una soluzione valida dal punto di vista tecnico, l'aggiunta di un connettore pin-through a un PCB a montaggio superficiale significa aggiungere un'altra fase nel processo di produzione (aggiungendo costi all'assieme finito). Un altro fattore importante dal punto di vista della produzione è garantire che qualsiasi connettore selezionato sia compatibile con i sistemi di ispezione ottica automatizzata (AOI), per evitare una una costosa fase di ispezione manuale.
Se per collegare due schede devono essere utilizzati più connettori, maschio e femmina, vanno considerate anche le tolleranze. Il posizionamento sul PCB e il processo devono garantire che l'allineamento del connettore sia sempre all'interno della tolleranza, per garantire che l’accoppiamento sia sempre corretto senza sollecitare eccessivamente i giunti di saldatura.
Tecnologia a foro passante (THT) e saldatura ad onda
La saldatura ad onda è collaudata, le macchine e la metodologia sono consolidate. La tecnica è una versione automatizzata della saldatura manuale, che utilizza l'onda per formare i giunti di saldatura nella parte inferiore di un PCB. Le terminazioni del connettore attraversano i fori di via sulla scheda e la saldatura è visibile sul lato inferiore della scheda.
L'ispezione è generalmente facile: i giunti di saldatura non sono nascosti e l'ispezione può essere eseguita a occhio o con semplici sistemi di visione. Riparazioni o rilavorazioni possono essere eseguite mediante saldatura a mano. L'utilizzo di componenti a foro passante è anche più facile per la prototipazione, con saldature e rilavorazioni più facili che offrono maggiori possibilità di sperimentazione. Il progetto finale può ancora utilizzare gli stessi connettori nella produzione in serie, eliminando qualsiasi requisito di riqualificazione. La tecnologia a foro passante conferisce ulteriore forza all'assemblaggio, con giunti forti e molto affidabili, rendendola la scelta preferita in avionica, militare, spaziale e in altre applicazioni mission-critical dove la sicurezza è uno dei requisiti fondamentali.
Lo svantaggio principale dei connettori THT è relativo al loro piazzamento sul PCB. Non tutti i connettori sono forniti con una confezione adatta all'automazione, anche se le moderne pick and place sono provviste di gripper per la presa e il montaggio degli odd-form.
Pin-in-paste
Pin-in-paste è una tecnologia "ponte" tra through-hole e montaggio superficiale. La pasta per saldatura viene deposta nei fori passanti, quindi le terminazioni dei connettori vengono spinte all’interno e attraversano la pasta. Ciò ha il triplo vantaggio della deposizione serigrafica, di un solo passaggio in rifusione e della resistenza dei giunti di saldatura tipica del through-hole. Questo processo di saldatura è simile al montaggio superficiale, ma i parametri sono un po’ più critici, per via del giusto volume di pasta saldante da depositare sui fori di via e dei parametri di rifusione.
È anche importante verificare che i componenti siano adatti al passaggio in forno. Nella saldatura ad onda, il componente è più protetto dal calore diretto dell'onda di saldatura e possono essere utilizzate materie plastiche con un punto di fusione inferiore, mentre in un forno a rifusione, l'intero connettore è esposto alla piena temperatura della saldatura.
Montaggio SMT
I connettori a montaggio superficiale hanno terminali piani e piazzole dedicate, migliorano l'utilizzo dello spazio sul PCB, sono forniti in confezioni adatte alle pick & place e sfruttano in toto i sistemi della linea produttiva.
Per particolari applicazioni o per determinati ambienti operativi, questi connettori potrebbero non avere la resistenza meccanica tipica dei corrispondenti connettori TH.
Connettori press-fit
Le terminazioni press-fit sono un metodo di assemblaggio meno utilizzato rispetto ai precedenti e non sono disponibili per tutti i tipi di connettori.
I terminali hanno una sezione che viene inserita a forza nel foro passante dedicato.
I terminali sviluppano una forza elastica sufficiente per formare un giunto a tenuta meccanica ed elettrica contro il foro placcato; non è richiesta alcuna saldatura e una sola operazione di inserimento del connettore è sufficiente a terminarne il montaggio.
L'eliminazione di un ciclo termico protegge anche i componenti sensibili al calore da possibili danni. Poiché il metodo di assemblaggio è una spinta meccanica, è adatto solo per componenti robusti perché le forze coinvolte nell'inserzione sono elevate (dipendono anche dal numero di pin). Il componente deve pertanto essere in grado di sopportare la "spinta" dell'assieme senza danni e i fori devono essere realizzati con una tolleranza più stretta rispetto a quella richiesta per il THT standard.
Morsetti e connettori per circuiti stampati
I connettori e i morsetti per circuiti stampati sono componenti fondamentali di tutti i dispositivi elettronici. Il portafoglio di Phoenix Contact offre la giusta tecnologia di connessione per la trasmissione di segnali, dati e potenza per pressoché tutte le applicazioni, dai morsetti ai connettori per circuiti stampati, dai connettori wire-to-board ai morsetti per elevate correnti.
Con passi da 2,5 mm a 15 mm e intensità di corrente fino a 125 A, la serie COMBICON delle classi da XS a XL offre la soluzione più adatta al design del dispositivo. Il tipo di connessione e di montaggio di questa tecnologia di connessione garantisce un'elevata flessibilità per pressoché tutte le applicazioni.
I connettori filo-scheda sono ottimizzati per il collegamento di conduttori da AWG 28 a 14. Questa gamma di connettori per circuiti stampati a crimpare per cavi assemblati è costituita da connettori maschio e femmina con direzione di connessione orizzontale o verticale con i passi di 2,5 mm, 3,81 mm e 5,08 mm. I connettori della serie D21, D31 e D32 sono ideali per numerose alimentazioni di segnale e per bassa tensione.
