Високо{0}}надеждни контактни подложки с пого щифтс твърдо златно покритие и прецизно производство. Идеален за интерфейси за зареждане на носими-устройства, медицинско диагностично оборудване, приспособления за промишлени тестове и-в-междусистемни връзки платка-поддържащи проекти от прототипиране до масово производство.

защоКонтактна подложка Pogo PinДизайнът определя надеждността на системата

Повечето инженери се фокусират върху самия пого щифт, докато третират свързващата контактна подложка като второстепенно съображение. В действителност това често е мястото, където възникват неуспехи.

През последните 15 години многократно сме наблюдавали едни и същи режими на отказ в множество проекти:

Контактни подложки, които са твърде малки, за да поемат механично отклонение или толеранси на корпуса.

Ниско{0}}качествени повърхностни покрития, избрани за намаляване на разходите в продукти, за които се очаква да издържат 50 000 цикъла на свързване.

Директни дизайни на подложки с медно{0}} покритие, използвани за приложения с висок-ток, без да се отчита повишаването на температурата и топлинните ефекти.

Нито един от тези въпроси не е особено сложен. Предизвикателството е да вземете правилните дизайнерски решения, преди да бъде построен първият прототип, вместо да се опитвате да коригирате проблемите по-късно. Това е мястото, където много проекти водят до ненужни забавяния и разходи.

Тази страница обобщава уроците, които научихме от тези проекти, като обхваща размерите на контактната подложка, избора на покритие, текущата{0}}носеща способност и насоките за оформление.

Какво прави една контактна подложка с щифт Pogo надеждна?

Надеждността зависи от три взаимодействащи фактора:механична консистенция, химия на повърхността и термична граница. Оптимизирането само на един, като същевременно се пренебрегват другите, може да доведе до дизайн, който преминава тестовете, но се проваля в-използване в реалния свят.

Механична производителност: Контактна сила и движение

Стабилното ниско контактно съпротивление изисква постоянна контактна сила през целия ход на компресия. Стандартните дизайни на пого щифтове обикновено осигуряват30–150 gf контактна сила(в зависимост от диаметъра на щифта и хода), като цяло с контактно съпротивлениепод 25 mΩ.

Критичният момент е, че контактното съпротивление не се влошава линейно. Вместо това тя има тенденция да се повишава рязко в крайните точки на кривата на силата. Проекти, работещи близо до минималната граница на компресия, са особено чувствителни към производствени и монтажни толеранси.

За приложения с висок{0}}цикл-като ИКТ тестови тела или докинг станции за зареждане, оценени заповече от 20 000 цикъла на чифтосване-a изтриване-дизайн на контактчесто се предпочита. Относителното плъзгащо движение помага за премахване на повърхностните оксиди по време на всеки цикъл на свързване, което води до по-дълъг експлоатационен живот в сравнение с чисто натискния контактен интерфейс.

Повърхностна химия: избор на стека за покритие

Повърхността на подложката и върха на буталото на щифта образуват електрохимична двойка. Несъответствието им - твърд златен щифт на подложка ENIG, например - ускорява износването на по-меката повърхност и създава остатъци, които увеличават устойчивостта с течение на времето.

Нашата стандартна купчина покрития за контактни подложки използва никелова дифузионна бариера (3–5 μm) под електролитно твърдо злато (0,3–0,8 μm). Никелът предотвратява миграцията на златото в медния субстрат; твърдото злато осигурява устойчивост на износване. При ускорено тестване на живота съгласно IEC 60512-6-4, вариацията на съпротивлението остава под 5% през 10 000 цикъла за стандартни преносими приложения и през 1 00 000 цикъла за високоиздръжливи конструкции на приспособления - това са различни продукти с различни спецификации, а не един диапазон.

Топлинна: ​​токов капацитет и намаление

Една добре -проектирана контактна подложка върху 2 унции мед може да пренесе 3–5 A непрекъснато с повишаване на температурата под 30 градуса при 25 градуса на околната среда. Но температурата на околната среда е по-важна, отколкото повечето таблици с данни признават:

За приложения за зареждане на преносими устройства, които консумират повече от 5 A, конфигурациите на паралелни подложки разпределят натоварването и намаляват термичния стрес за всяка подложка. Ние провеждаме термична симулация по време на DFM преглед на всеки дизайн над 3 A на подложка.

Оформление на PCB Pogo Pin Pad: Правила за оразмеряване и разстояние

Размерът на подложката за кацане на щифта Pogo определя дали щифтът прави надежден контакт през купчината с пълни допуски на вашия корпус, изработката на печатни платки и системата за механично подравняване. По-малкият размер причинява периодичен контакт; големи размери губят място на дъската и създават проблеми с целостта на сигнала при гъсто оформление.

Препоръчителни размери на подложките

Препоръката за диаметър на подложката отчита ±0,1 mm толеранс при изработка на печатни платки плюс типичен механичен поплавък в корпуси с щракване или магнитно-подравняване. Ако вашият корпус използва щифт за прецизно подравняване или дюбел, може да успеете да затегнете тези допуски - свържете се с нас с чертежа на вашия корпус и ние ще ви посъветваме.

Практики за оформление, които предотвратяват често срещани грешки

Изолирани подложки, не залята мед.Свързването на подложки директно към медна отливка без термично облекчение прави запояването по-трудно и може да причини неравномерно нагряване, което изкривява тънките платки. Използвайте изолирани подложки с отвори за разпространение на топлината, където е необходимо.

Твърдо злато за всяка подложка с оценка над 5000 цикъла.ENIG може да се запоява и е рентабилен-, но се износва по-бързо при механичен контакт. Никеловият слой, който ENIG излага, след като златото се износи, е по-твърд от самото злато - контактното съпротивление се увеличава и става непредсказуемо. За контакти за зареждане или тестови приспособления, посочете електролитно твърдо злато на етапа на производство на платката.

Зоните за{0}}забрана са по-важни при висока честота.При постоянен ток или ниска честота, 0,3 mm разстояние-между-пренасящите сигнал контактни площадки е достатъчно за повечето приложения. Над 1 GHz, увеличете пазене-навън и добавете земно запълване между подложките, за да управлявате кръстосаните смущения. Маркирайте това във вашия дизайнерски пакет и ние ще го прегледаме по време на проверката на Gerber.

Чрез разположение за текущи-подложки за носене.За подложки, носещи повече от 2 A, добавете термични отвори към противоположната страна на платката или към равнина за заземяване/захранване. Един отвор от 0,3 mm носи приблизително 0,5 A - за подложка от 3 A, планирайте поне 6–8 отвора, групирани в отпечатъка на подложката.

Избор на подходящото покритие за вашето приложение

Грешният избор на покритие не се проваля веднага - той се проваля след 3000 цикъла, когато устройството вече е в полеви условия. Ето как да съобразите покритието с действителния си случай на употреба.

Електролитно твърдо злато

Най-добър за: носими контакти за зареждане, интерфейси на медицински устройства, приспособления за тестване с висок-цикли, всяко приложение над 5000 цикъла на свързване.

Диапазон на дебелината: 0,3–1,0 μm над никелова бариера. По-твърдо от меко злато (твърдост по Knoop 130–200 HK срещу . 60–90 HK за меко злато), което директно означава живот на износване. Компромисът е способността за запояване - твърдото злато не е идеално за области, които също ще бъдат запоени с вълна или повторно запояване.

ENIG (безелектрически никел / потапящо злато)

Най-добро за: подложки със смесени-функции, които се нуждаят както от възможност за запояване, така и от случаен механичен контакт, приложения с нисък-цикл (под 3000 вмъквания),-чувствителни към разходите дизайни, при които зареждането е рядко.

Имерсионният златен слой в ENIG е много тънък (0,05–0,1 μm) и ще се износи при многократен контакт. След като никелът бъде изложен, очаквайте контактното съпротивление да се увеличи. За смарт часовник, който се зарежда всеки ден, това е проблем в рамките на една година употреба. За баркод скенер, който се докира веднъж на смяна, е приемливо.

ENEPIG

Най-добро за: приложения, които се нуждаят както от надежден механичен контакт, така и от добра възможност за запояване на една и съща подложка - често срещано в медицинските устройства, където подложката служи както за зареждане, така и за тестова{1}}функция. По-скъпо от ENIG, струва си, когато подложката трябва да изпълнява двойна функция.

Сребърно покритие

Най-добро за: чувствителни към цената-DC захранващи контакти в не-сурови среди, радиочестотни контакти, където проводимостта с кожен-ефект има значение. Среброто потъмнява във влажна среда или среда,-съдържаща сяра, което увеличава устойчивостта на контакт. Не се препоръчва за външни или медицински приложения.

Управление на тока на контактната подложка на PCB: Дизайн за термичен марж

Моделът за отопление I²R е прост: разсейваната мощност е равна на тока на квадрат по съпротивлението. За контактна площадка от 25 mΩ, носеща 3 A, това са 225 mW -, концентрирани в много малка площ. Топлинният път от тази подложка до околната среда определя дали повишаването на температурата остава в рамките на спецификацията.

Фактори, които влияят на текущия капацитет

Медно тегло.1 унция мед (35 μm) е стандартна; 2 унции (70 μm) грубо удвояват площта на напречното-сечение и намаляват съпротивлението с ~50%. За подложки над 3 A, посочете 2 oz мед или използвайте няколко подложки паралелно.

Изолация на подложката срещу връзка за изливане на мед.Изолирана подложка с отвори разсейва топлината по-добре от подложка, свързана към голяма медна лея, тъй като лея действа като радиатор само ако има топлинен път към околната среда. В много-слойна платка с вътрешни равнини свързването на токопроводящи-подложки към равнина на захранване чрез термични отвори е най-ефективният подход за управление на топлината.

Размер на подложката.По-големите подложки разпространяват топлината, но също така увеличават индуктивността и капацитета -, подходящи за радиочестотни приложения. За зареждане с постоянен ток оразмерете подложката според текущите изисквания, а не до минимума, който пасва на щифта.

Когато контактната подложка с Pogo Pin не е правилното решение

Препоръчваме пружинни контактни подложки за широк спектър от приложения, но има случаи, в които различен подход е по-добър - и ние предпочитаме да ви кажем сега, отколкото след като инструментът е изрязан.

Много нисък брой вмъквания, предпочита се постоянна връзка.Ако връзката ще бъде направена веднъж по време на сглобяването и никога повече не се прекъсва, връзката със запояване или пресоване е по-надеждна и по-евтина. Пружинните контакти добавят стойност, когато многократните цикли на свързване са изискване за дизайн.

Среда с висока-вибрация без механично заключване.Контактите на Pogo pin поддържат връзката само чрез силата на пружината. В среди с постоянна висока-вибрация (задвижване на превозни средства, тежки промишлени машини), пружината може да загуби контакт при вибрации, дори когато корпусът изглежда сглобен. В тези случаи посочете заключващи съединители с вторично задържане.

Замърсяване-тежки среди без IP запечатване.Пружинна контактна подложка, изложена на режещи течности, селскостопански химикали или минен прах без подходящо уплътнение, ще се повреди от замърсяване, независимо от качеството на златното покритие. Ако не може да се проектира екологично уплътнение около контактния интерфейс, изберете вместо това система със запечатани съединители.

Extremely high current density (>10 A на контакт).Над 10 A при единичен контакт, термичното управление става много трудно със стандартните геометрии на пружинните контакти. По-подходящи са решенията за съединител за шина или висок{2}}ток.

Примери за приложение

Носени контакти за зареждане

Докинг станциите за зареждане на интелигентен часовник и фитнес тракер са приложението с най-голям-обем за пружинни контактни подложки. Ограниченията на дизайна са строги: площта на подложката е малка, броят на вмъкванията е висок (ежедневно-използване на смарт часовник се докира 365 пъти годишно), а изискванията за водоустойчивост (IPX7 или IP68) ограничават начина, по който уплътнението може да бъде подредено около контакта.

Работихме върху дизайна на контактите за зареждане в множество носими платформи. Най-честата повреда, която можем да избегнем, са подложките ENIG на продукти, предназначени за -годишна ежедневна употреба. Посочването на твърдо злато при 0,5 μm добавя няколко цента на дъска; подмяната на контактите за зареждане при връщане по гаранция струва значително повече.

Медицинска ин{0}}диагностика ин витро

IVD устройствата изискват съответствие за биосъвместимост за всяка повърхност, която може да влезе в контакт с биологични проби или с ръцете на клиничния персонал. Контактните подложки в тези приложения обикновено се използват в интерфейси на тестово приспособление, а не в-контактни повърхности на пациента, но изискванията за документация все още са значителни. Ние доставяме листове с данни за материалите, документация за съответствие с RoHS/REACH и записи за проследяване като стандарт за медицински клиенти.

ИКТ и FCT тестови тела

Подложките за тестови точки за SMT с висока -плътност във-вериги и приспособленията за функционално изпитване циклират много повече от всяко приложение на продукт - типично приспособление за ИКТ може да претърпи 1000 теста на платки на ден. При тази скорост рейтинг от 100 000-цикъла се достига за по-малко от четири месеца. За тези приложения ние определяме златно покритие с максимална твърдост и препоръчваме графици за поддръжка на приспособленията въз основа на действителния брой цикли, а не на календарното време.

Връзки между платки-в-автомобили

Връзките между ECU, сензорните модули и разпределителните табла за захранване все повече използват интерфейси с пружинни контакти, вместо традиционни конектори за кабелни снопове. Тези приложения трябва да отговарят на квалификацията за компоненти AEC-Q200 и са обект на термични цикли (-40 градуса до +125 градуса), вибрации съгласно ISO 16750 и излагане на влажност съгласно ISO 6270.

Процес на проектиране по поръчка

• Стандартни проекти: Проектни чертежи се доставят в рамките на 1 работен ден
• Специални структури: Проектни чертежи, доставени в рамките на 1–3 работни дни

Резултати

1. 2D чертежи и спецификации
2. 3D модели
3. Препоръки за материал и покритие
4. Цитат
5. Поддръжка на прототип: Изработка на персонализирана форма или изработка на прототип.

Често задавани въпроси

Какъв е правилният размер на подложката за контакт с пого щифт?

Диаметърът на подложката трябва да бъде диаметърът на буталото на щифта плюс 0,5–0,8 mm, за да се отчете толерансът при изработка на печатни платки и поплавъкът за механично подравняване. За щифт от 1,0 mm това означава подложка от 1,5–1,8 mm. Ако вашият корпус използва функции за прецизно подравняване (дюбелни щифтове, формовани водачи), може да успеете да го затегнете до +0.3 mm - споделете вашите допустими отклонения на корпуса и ние ще ви посъветваме. Подложката с по-ниски размери е най-честата причина за периодичен контакт при изграждане на прототипи.

Кога трябва да използвам твърдо злато вместо ENIG?

Ако вашият продукт ще бъде съединяван и несъединяван повече от 3000 пъти през целия му експлоатационен живот, посочете електролитно твърдо злато. За интелигентен часовник, зареждан ежедневно, този праг се достига за осем години - в рамките на жизнения цикъл на продукта. За тестово приспособление се достига за дни. ENIG е подходящ за приложения с нисък-цикли или за подложки, които основно трябва да могат да се запояват, а не да се контактуват механично.

Колко ток може да пренесе една контактна подложка?

Правилно проектирана подложка върху 2 унции мед в добре-проветрива среда може да понесе 3–5 A с повишаване на температурата под 30 градуса при 25 градуса на околната среда. Намалете до 50–60% при температура на околната среда 85 градуса. За натоварвания над 5 A препоръчваме паралелни подложки, а не единична прекалено голяма подложка - тя разпределя както електрическото, така и топлинното натоварване по-равномерно и намалява чувствителността към повреда на един-точков контакт.

Могат ли тези контактни подложки да се използват във водоустойчиви продукти?

Да, с правилния дизайн на уплътнението около контактния интерфейс. Самата подложка не е хидроизолационният елемент -, а уплътнението на корпуса или отлятото уплътнение. Ние поддържаме дизайни IP67 и IP68 в носимите и индустриалните приложения. Ключът е да се гарантира, че уплътнителната повърхност е механично съвместима със силата на натиск на пружината; твърде голямата сила на компресия изкривява меките уплътнения и всъщност може да компрометира уплътнението.

Какво е минималното разстояние между съседни подложки?

Минималната защитена зона между съседни подложки е 0,3 mm за подложки с диаметър под 0,8 mm и 0,5–0,8 mm за по-големи подложки. Това са производствени минимуми - за приложения с високо-напрежение или високо-честотни сигнали, увеличаване на разстоянието въз основа на изискванията за път на пълзене и хлабина или моделиране на целостта на сигнала.

Как да намаля контактното съпротивление в производствения дизайн?

Три фактора определят контактното съпротивление: проводимост и дебелина на покритието, контактна сила и чистота на повърхността. Твърдо златно покритие при 0,5 μm, контактна сила над 80 gf и геометрия на изтриващия контакт ще постигнат надеждно под 20 mΩ при производство. Ако измервате по-високо съпротивление в производствените платки, проверете окисляването на повърхността на подложките (платките ENIG, които са били съхранявани повече от 6 месеца, показват измеримо увеличение на съпротивлението) и проверете дали вашият корпус постига указаната компресия на щифта.

Поддържате ли малки{0}}партиди или прототипни поръчки?

да Нямаме изискване за минимална поръчка на етап прототип. Времето за доставка за стандартни геометрии е 3–5 работни дни за Gerber и оферта; Производството на прототипни платки зависи от вашата фабрика, не от нас. За персонализирани геометрии обикновено се нуждаем от една допълнителна седмица за преглед на DFM и проверка на инструментите.

Какви сертификати се прилагат за вашите продукти за контактни подложки?

Стандартните доставки са в съответствие с Директива RoHS 2011/65/EU и разпоредбите на REACH SVHC. Сертификацията по ISO 9001:2015 обхваща нашите производствени съоръжения. Листове с данни за материалите и протоколи от изпитвания са на разположение при поискване.

Техническите спецификации с един поглед

Съдържание, прегледано от старши инженер по приложения с 12 години опит в прецизните връзки и разработването на носими/медицински устройства. Технически данни, базирани на вътрешни тестове съгласно IEC 60512-6-4 и MIL-STD-1344.

Поискайте персонализирана препоръка за оформление на подложката- споделете спецификацията на щифта, чертежа на корпуса и изискванията за цикъл/ток. Ние ще ви отговорим с препоръка за оформление и спецификации за покритие в рамките на 3–5 работни дни.

Изтегляне: Контролен списък за дизайн на Pogo Pin Pad (PDF)- една-справка на полето от една страница, обхващаща оразмеряване на подложки, избор на обшивка, намаляване на тока и често срещани режими на повреда.

Свързани:Pogo Pad |Производител на Pogo Pin | Доставчици на Pogo Pin| Контактна подложка Pogo Pin