Sieben Tipps für das Steckverbinderdesign

Der kleinere Stecker ist wichtiger.

Heutzutage ist dieAnschlüssewerden kleiner. Unzählige elektronische Geräte wie Smartphones und Tablets werden immer enger in der Größe und enger im Inneren, sodass für den Anschluss nicht mehr viel Platz bleibt. Der Trend ist auch in der Verteidigungs- und Luft- und Raumfahrtindustrie zu beobachten, wo nur „Miniatur“-Steckverbinder die Anforderungen an Kompaktheit erfüllen können.

Da die Nachfrage nach kleineren Steckverbindern weiter steigt, stehen Konstrukteure vor neuen Herausforderungen. Sie können das Design des Steckverbinders nicht mehr in die Endphase des Projekts bringen. Mikrosteckverbinder müssen weitsichtig sein. Designer müssen verschiedene Faktoren wie Verpackung, Haltbarkeit, Strombelastbarkeit und Austauschbarkeit berücksichtigen.

Konstrukteure sollten die Austauschbarkeit berücksichtigen, insbesondere bei geschlossenen Gehäusen. Nachfolgend finden Sie einige Designempfehlungen von Anbietern von Mikrosteckverbindern. Diese Vorschläge stammen nicht nur von den Experten des Steckverbinderdesigns, sondern auch aus der schmerzhaften Erfahrung des Designers, sodass sie der Referenz des Designers würdig sind.

1. Betrachten Sie dieVerbinderfrüh im Design

„Ingenieure neigen dazu, sich zu sehr auf das Design des Gesamtsystems zu konzentrieren und die Steckverbinder in die Endphase des Designs zu bringen“, sagt Mitch Storry, Director of Product Development Engineering bei TE Connectivity. „Sie denken, dass Steckverbinder einfach sind, also können sie sich darauf beziehen. Das Design wurde in die Endphase gebracht. Dann blieben sie bei ihrem eigenen Design hängen."

Storry hat zu viele Designer gesehen, die sich in der Endphase des Designs mit dem Design von Steckverbindern beeilt haben. Er sagte uns, dass der Designer in vielen Fällen einen nicht standardmäßigen Steckverbinder auswählen musste, um das Design fertigzustellen, was nicht nur die Kosten erhöhte, sondern auch die Lieferzeit verzögerte.

Um solche Probleme zu vermeiden, schlagen Experten vor, dass Sie die Steckverbinder, die Sie verwenden, in den frühen Phasen des Designs berücksichtigen und dann Platz für sie reservieren sollten, und das Design wird auch um sie herum aufgebaut.

2. Verstehen Sie die Beschränkungen des Platzes

Obwohl Miniatur-Board-to-Board-Steckverbinder normalerweise weniger als 1 mm dick sind, werden sie auch häufig in dicht gepackten Anwendungen verwendet. Um potenzielle Verpackungsprobleme zu lösen, müssen Designer die Leiterbahnen auf der Leiterplatte und die zusätzlichen Drähte berücksichtigen, die an den Steckverbindern angebracht sind.

Denken Sie auch daran, dass einige Anschlüsse (z. B. flexible Kabelanschlüsse) die Option zum Vorwärts- und Rückwärtsklappen bieten. Beim Entwerfen Ihres Systems müssen Sie diese Flipping-Methoden berücksichtigen. Wenn zum Beispiel der nach hinten gedrehte Anschluss eine andere Komponente auf der Vorder- und Rückseite hat, ist dieser möglicherweise nicht leicht zugänglich.

Schließlich müssen sich Designer auch darüber im Klaren sein, dass oberflächenmontierte Geräte manchmal kleinere Komponenten nicht handhaben können.

3. Ermitteln Sie die aktuelle Belastbarkeit

Wenn die Größe des Verbinders abnimmt, nimmt auch die Strombelastbarkeit des Verbinders ab. Im Allgemeinen können Miniatursteckverbinder Ströme zwischen 200 mA und 500 mA verarbeiten, was etwa der Hälfte der größeren Nennstromstärke von Board-to-Board-Steckverbindern entspricht. Um die durch die geringere Strombelastbarkeit verursachten Probleme zu kompensieren, muss der Konstrukteur möglicherweise die Anzahl der Anschlüsse erhöhen.

4. Berücksichtigen Sie die Stabilität von kleinen/Mikro-Verbindungen

Morley ist ein Experte für das Design von Mikrosteckverbindern für HF-Anwendungen und erinnert daran, dass in seinen Militär- und Weltraumanwendungen die Hälfte der Steckverbinder während der Testphase zerstört wurde.

Wenn Sie nicht zuerst die Stabilität des Steckverbinders berücksichtigen, kann dies die Kosten in die Höhe treiben, sagte er. Beschädigte Steckverbinder müssen neu konfiguriert, überholt und gekennzeichnet werden. Es kann sogar erforderlich sein, einen teureren, vor Ort austauschbaren Steckverbinder zu ersetzen, und solche Änderungen können die Entwicklungszeit um weitere ein bis zwei Wochen verlängern.

Morley sagte: „Es sollte beachtet werden, dass die vorhandenen Konnektoren immer priorisiert werden. Wenn diese Konnektoren nicht mit Ihrem Design kompatibel sind, dann ziehen Sie Ihr eigenes Design in Betracht, was Ihnen viel Zeit sparen wird.“

5. Erwägen Sie einen einfachen Austausch

Wenn das Erscheinungsbild des Produkts geschlossen ist, benötigen Sie einen Stecker, der von außen ausgetauscht werden kann. Andernfalls müssen Sie einige Schweißarbeiten durchführen.

Morley sagte: "Je mehr Sie tun, desto besser sind Sie im Schweißen, aber desto höher ist das Risiko einer Beschädigung des gesamten Systems."

6. Machen Sie sich mit den funktionalen Anforderungen des Connectors vertraut

Lieferanten brauchen Kunden, um ihre Bedürfnisse vollständig auszudrücken, sonst könnten sie Kundenbedürfnisse missverstehen. Dies ist besonders wichtig, wenn Sie einen benutzerdefinierten Connector erstellen müssen.

„Es ist entscheidend, die Anforderungen des Konnektors genau zu artikulieren“, sagt Storry. „Wenn die Aussage unklar ist oder fehlt, können wir die kritischen Anforderungen des Designs übersehen.“

7. Berücksichtigen Sie mechanische Belastungen

Temperatur, Stöße und Vibrationen erzeugen Spannungen zwischen der Schnittstelle und dem Schaltkreis. Experten empfehlen, einen Verbinder zu wählen, der diese Kräfte vermeidet.

„Ich habe auf einigen Leiterplatten gerissene Lötstellen gesehen“, sagte Morley. "Wenn der Steckverbinder sicher an der Platine oder der äußeren Struktur befestigt ist, muss er den Kräften von Stößen und Vibrationen standhalten, andernfalls kann es zu Rissen kommen."

Morley empfiehlt, dass Ingenieure Verbindungssysteme verwenden, um die Aufbauspannung zwischen der Montagestruktur und der Verbindung zu minimieren. „Es gibt viele Anbieter, die solche Systeme anbieten“, sagte er. „Darauf sollten Designer genau achten.“

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