Superficies de contacto en conectores: se puede lograr un alto rendimiento incluso con menos oro
Los procesos de galvanoplastia más avanzados aumentan la rentabilidad de los conectores para placas de circuito impreso
Cuando es necesario garantizar a largo plazo la fiabilidad absoluta de un conector, incluso en condiciones de uso y ambientales exigentes, las superficies de contacto recubiertas de oro siguen siendo la mejor opción para los conectores. Sin embargo, en muchos casos de aplicación, los requisitos de rendimiento también pueden satisfacerse con un sistema de recubrimiento que requiera un menor contenido de oro.
El diseño de los conectores para placas de circuito impreso se basa habitualmente en el mejor equilibrio posible entre los requisitos técnicos y económicos. Desde la perspectiva técnica, se deben considerar factores como la resistencia mecánica de la conexión, las condiciones ambientales específicas durante el funcionamiento y las especificaciones concretas del rendimiento de transmisión que debe proporcionarse. Desde el punto de vista de la rentabilidad, surge la pregunta de cuál debe ser realmente el nivel de calidad del producto teniendo en cuenta la finalidad y la duración de la aplicación.
El oro suele ser la primera opción como superficie de contacto de contacto en los conectores.
Especialmente en el caso de productos de alta calidad y técnicamente sofisticados, la especificación por parte del cliente de que las superficies de contacto del conector estén recubiertas de oro suele ser algo habitual. De hecho, el oro es el único material que reúne de manera óptima todas las propiedades que determinan la calidad de un conector: el oro es resistente a la corrosión y soporta incluso las condiciones ambientales más adversas; apenas muestra fatiga del material incluso tras numerosos ciclos de conexión (ciclos de acoplamiento) y garantiza una transmisión óptima de corriente y tensión incluso a temperaturas de hasta 150 grados Celsius. Como alternativa más económica, se suele recurrir, dependiendo de la aplicación, a un recubrimiento de plata, que en cuanto a conductividad eléctrica ofrece incluso mejores resultados que el oro. Sin embargo, la «fuerza normal de contacto» (fuerza de contacto normal), que en este caso es considerablemente mayor, puede dar lugar a limitaciones indeseadas en el diseño constructivo del conector en casos concretos.
El uso selectivo del oro reduce los costes en las conexiones enchufables
Quien no quiera prescindir del oro puede, al menos, reducir su uso al mínimo: por ejemplo, recubriendo los contactos de los conectores hembra y de los resortes solo de forma puntual y directamente en el punto de transición real de corriente y tensión.
En el sistema de contacto de doble cara Scale-X del conector Zero8 se utilizan para ello dos máscaras puntuales, ya que las superficies funcionales están dispuestas en ambos lados.
Más información sobre el sistema de contacto Scale-X »
En el sistema de contacto de doble cara Scale-X del conector Zero8 se utilizan para ello dos máscaras puntuales, ya que las superficies funcionales están dispuestas en ambos lados.
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Recubrimientos alternativos para conector con alta funcionalidad
Aleación de paladio y níquel con «flash de oro»
Entre los ejemplos típicos de alternativas al oro se encuentra el recubrimiento de las superficies de contacto con una combinación de un 80 % de paladio y un 20 % de níquel, con una fina capa de oro como superficie de contacto. Esta capa se denomina «flash de oro». Esta estructura de capas ofrece una resistencia a la corrosión comparable a la del oro. El «flash de oro» es necesario para que los Steckverbinders compatibles entre sí puedan conectarse sin restricciones. Además, no es necesario ajustar la fuerza normal de contacto (fuerza de contacto normal) cuando se modifica el sistema de recubrimiento. En cuanto a las propiedades esenciales de un conector (resistencia de contacto, tensión soportada, intensidad admisible, calentamiento propio durante el funcionamiento), las superficies de contacto de PdNi constituyen, en definitiva, una alternativa de alto rendimiento y rentable a los productos con un recubrimiento de oro puro.
Aleación de níquel-fósforo con «flash de oro» Otra
alternativa al recubrimiento de oro es una aleación de níquel-fósforo a la que se le aplica además una fina capa de «flash de oro». La alealeación de níquel-fósforo es especialmente dura y dúctil y se considera químicamente noble, lo que se refleja en sus bajas propiedades de desgaste y en su alta resistencia a la corrosión. Al prescindir casi por completo de metales preciosos, esta aleación resulta muy rentable.
Entre los ejemplos típicos de alternativas al oro se encuentra el recubrimiento de las superficies de contacto con una combinación de un 80 % de paladio y un 20 % de níquel, con una fina capa de oro como superficie de contacto. Esta capa se denomina «flash de oro». Esta estructura de capas ofrece una resistencia a la corrosión comparable a la del oro. El «flash de oro» es necesario para que los Steckverbinders compatibles entre sí puedan conectarse sin restricciones. Además, no es necesario ajustar la fuerza normal de contacto (fuerza de contacto normal) cuando se modifica el sistema de recubrimiento. En cuanto a las propiedades esenciales de un conector (resistencia de contacto, tensión soportada, intensidad admisible, calentamiento propio durante el funcionamiento), las superficies de contacto de PdNi constituyen, en definitiva, una alternativa de alto rendimiento y rentable a los productos con un recubrimiento de oro puro.
Aleación de níquel-fósforo con «flash de oro» Otra
alternativa al recubrimiento de oro es una aleación de níquel-fósforo a la que se le aplica además una fina capa de «flash de oro». La alealeación de níquel-fósforo es especialmente dura y dúctil y se considera químicamente noble, lo que se refleja en sus bajas propiedades de desgaste y en su alta resistencia a la corrosión. Al prescindir casi por completo de metales preciosos, esta aleación resulta muy rentable.
El servicio interno de galvanoplastia del fabricante de conectores ofrece la máxima flexibilidad
En Europa se aplican desde el siglo XVIII numerosas técnicas de galvanoplastia. Predomina la galvanoplastia de piezas individuales, en la que se distingue, en detalle, entre la galvanoplastia en bastidor (galvanoplastia en bastidor) y la galvanoplastia en tambor (galvanoplastia en bombo). Como su nombre indica, en la galvanoplastia en bastidor (galvanoplastia en bastidor) las piezas que se van a recubrir se cuelgan en bastidores y se sumergen. En la galvanoplastia en tambor (galvanoplastia en bombo), las piezas individuales se introducen en un tambor y, de este modo, se sumergen en el electrolito. La galvanización en tambor (galvanoplastia en bombo) es típica para materiales a granel, como el «Boardlock» de los conectores.
Para el recubrimiento de conectores, los fabricantes recurren con frecuencia al proceso de galvanización en cinta (galvanoplastia en continuo). En este caso, los componentes se hacen pasar a través de una instalación de galvanización en forma de cinta continua. En comparación con la galvanización en tambor o en bastidor (galvanoplastia en bastidor), en la galvanización en cinta siempre prevalecen las mismas condiciones de proceso, lo que garantiza un espesor de capa (espesor de recubrimiento) fiable y uniforme.
En el proceso de fabricación mediante galvanización en banda estampada (galvanoplastia en continuo), las bandas estampadas con las piezas en bruto de los contactos se introducen de forma automatizada y se hacen pasar a una velocidad relativamente alta a través de los baños de galvanización. Enrollados en bobinas y, por lo tanto, protegidos contra daños derivados de la manipulación o el transporte, los contactos recubiertos quedan inmediatamente disponibles para el montaje automatizado de las carcasas de los conectores (carcasa del conector).
Para el recubrimiento de conectores, los fabricantes recurren con frecuencia al proceso de galvanización en cinta (galvanoplastia en continuo). En este caso, los componentes se hacen pasar a través de una instalación de galvanización en forma de cinta continua. En comparación con la galvanización en tambor o en bastidor (galvanoplastia en bastidor), en la galvanización en cinta siempre prevalecen las mismas condiciones de proceso, lo que garantiza un espesor de capa (espesor de recubrimiento) fiable y uniforme.
En el proceso de fabricación mediante galvanización en banda estampada (galvanoplastia en continuo), las bandas estampadas con las piezas en bruto de los contactos se introducen de forma automatizada y se hacen pasar a una velocidad relativamente alta a través de los baños de galvanización. Enrollados en bobinas y, por lo tanto, protegidos contra daños derivados de la manipulación o el transporte, los contactos recubiertos quedan inmediatamente disponibles para el montaje automatizado de las carcasas de los conectores (carcasa del conector).
Gracias a la optimización continua del proceso de producción, una planta de galvanoplastia en galvanoplastia en continuo, gestionada internamente, no solo permite una gran variabilidad en cuanto al tipo de contactos que se van a procesar, sino que, además, permite realizar de forma económica superficies de contacto diseñadas de forma específica para cada caso. En cuanto al uso del oro, un fabricante de conectores que cuente con su propia planta Inhouse-galvanoplastia puede reducir el uso de este valioso metal precioso a un mínimo absoluto, por ejemplo, recubriendo los contactos de las regletas de cuchillas y de los conectores hembra solo de forma puntual y directamente en el punto de transición real de la corriente y la tensión. Además, disponer de una instalación de galvanoplastia propia ofrece a los fabricantes de conectores la ventaja de poder realizar una gran variedad de combinaciones de materiales adicionales, como níquel, estaño, estaño/plomo, níquel/fósforo y paladio.
Para lograr una relación coste-beneficio óptima y garantizar la máxima flexibilidad en cuanto a la superficie de contacto y los recubrimientos que se van a configurar, se recomienda elegir un fabricante de conectores que cuente con su propia instalación de galvanoplastia. ept GmbH, uno de los principales fabricantes mundiales de conectores para PCB, cuenta con seis líneas propias de galvanoplastia en cinta en dos sedes alemanas y permite, con un mínimo esfuerzo de modificación, la fabricación de recubrimientos a partir de un máximo de 10 combinaciones de superficies diferentes.
Para lograr una relación coste-beneficio óptima y garantizar la máxima flexibilidad en cuanto a la superficie de contacto y los recubrimientos que se van a configurar, se recomienda elegir un fabricante de conectores que cuente con su propia instalación de galvanoplastia. ept GmbH, uno de los principales fabricantes mundiales de conectores para PCB, cuenta con seis líneas propias de galvanoplastia en cinta en dos sedes alemanas y permite, con un mínimo esfuerzo de modificación, la fabricación de recubrimientos a partir de un máximo de 10 combinaciones de superficies diferentes.
Control de calidad en nuestros propios laboratorios
La configuración específica para cada cliente y aplicación de los conectores para PCB no se limita, en todo esto, a la superficie, sino que abarca toda la estructura de un contacto, incluidos el material base y la subcapa. Basándose en los respectivos requisitos técnicos y económicos, los procesos desarrollados específicamente permiten la fabricación de productos con el máximo grado de personalización, cuya calidad se demuestra mediante pruebas continuas en nuestros propios laboratorios. De este modo, se comprueba el funcionamiento conforme a las especificaciones en condiciones que superan con creces las normas pertinentes. Un ejemplo son los requisitos de la norma DIN 41612 sobre conector, según los cuales la calidad de un producto debe estar plenamente garantizada incluso tras 500 (nivel de prestaciones 1) o 400 (nivel de prestaciones 2) ciclos de acoplamiento de conexión.
Proceso de producción sostenible
Además de una rentabilidad óptima y la máxima calidad del producto, el recubrimiento en líneas de galvanoplastia propias permite también un uso lo más respetuoso posible de los recursos empleados. Entre ellos se incluyen, además de los materiales de recubrimiento, en particular las sustancias químicas necesarias para el proceso de galvanoplastia, que en el fabricante de conectores ept se tratan de forma exhaustiva mediante un sistema interno de tratamiento de aguas residuales. Además, el agua de enjuague utilizada para limpiar los contactos galvanizados se recircula a través de una instalación de intercambio iónico, lo que reduce al mínimo el consumo de agua nueva de las instalaciones.
ept garantiza la sostenibilidad de la producción mediante un complejo sistema de gestión de proyectos y procesos, así como con capacidades propias para el desarrollo y la producción de todos los medios operativos necesarios. La empresa diseña con personal propio todas las herramientas y máquinas necesarias para la fabricación de conectores para PCB. Desde la fabricación a medida hasta el mantenimiento de las instalaciones, pasando por la planificación eléctrica, todas las tareas necesarias para el funcionamiento continuo se realizan internamente, con el fin de mejorar continuamente la producción y adaptarla a los últimos avances.
ept garantiza la sostenibilidad de la producción mediante un complejo sistema de gestión de proyectos y procesos, así como con capacidades propias para el desarrollo y la producción de todos los medios operativos necesarios. La empresa diseña con personal propio todas las herramientas y máquinas necesarias para la fabricación de conectores para PCB. Desde la fabricación a medida hasta el mantenimiento de las instalaciones, pasando por la planificación eléctrica, todas las tareas necesarias para el funcionamiento continuo se realizan internamente, con el fin de mejorar continuamente la producción y adaptarla a los últimos avances.
Seminario web «Superficies de contacto en el zona de acoplamiento»
¿Desea saber más sobre el tema de las superficies de contacto en el ámbito de las zona de acoplamiento de conexión y los procesos galvánicos?
Nuestro experto en superficies, Christoph Schnatz, le explicará las propiedades más importantes de las superficies de contacto de oro, plata, níquel, paladio y estaño, y le indicará qué superficie de contacto es la elección adecuada en cada caso, para que requisitos como la durabilidad, las condiciones ambientales exigentes y las condiciones eléctricas no afecten a la transmisión de datos.
En el seminario web recibirá explicaciones detalladas y ejemplos prácticos.
Más información sobre el seminario web »
Nuestro experto en superficies, Christoph Schnatz, le explicará las propiedades más importantes de las superficies de contacto de oro, plata, níquel, paladio y estaño, y le indicará qué superficie de contacto es la elección adecuada en cada caso, para que requisitos como la durabilidad, las condiciones ambientales exigentes y las condiciones eléctricas no afecten a la transmisión de datos.
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+49 (0) 8861 2501 0
sales@ept.de
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