Hoy en día, innumerables dispositivos electrónicos como teléfonos inteligentes, tabletas, monitores de glucosa en sangre, etc. tienen requisitos de tamaño cada vez más estrictos, y el interior es cada vez más estrecho, por lo que no queda mucho espacio para los conectores. Entonces, cuanto más pequeño se vuelve el conector, más importante se vuelve. Esta tendencia también se ve en los campos aeroespacial y de defensa, como en satélites, misiles guiados y sistemas de aviónica, donde los requisitos de compacidad solo pueden cumplirse con conectores "en miniatura". A medida que aumenta la demanda de conectores más pequeños, los ingenieros de diseño se enfrentan a nuevos desafíos. Ya no pueden poner el diseño del conector en las etapas finales del proyecto. Los microconectores requieren previsión. Requiere que los diseñadores anticipen una variedad de factores, como el empaque, la durabilidad, la capacidad de transporte de corriente y la capacidad de reemplazo.
Siete direcciones de diseño de conectores en miniatura
1. Considere los conectores al principio del diseño
"Los ingenieros tienden a concentrarse tanto en diseñar el sistema general que colocan el conector al final del diseño", dijo Mitch, nuestro director de ingeniería de desarrollo de productos. "Piensan que el conector es simple, por lo que pueden poner el To en la etapa final. Luego se atascan con su propio diseño". Ha visto demasiadas historias de diseñadores que se apresuran a diseñar conectores en las etapas finales del diseño. Nos dijo que, en muchos casos, los diseñadores terminan teniendo que elegir conectores no estándar para completar el diseño, lo que no solo aumenta los costos sino que también retrasa los tiempos de entrega. Para evitar tales problemas, los expertos relevantes recomiendan que considere los conectores que usará al principio del diseño y luego reserve espacio de diseño para ellos y diseñe alrededor de ellos. "No hay razón para que usted diga 'Primero, decida qué conector necesita'", dijo Morley, nuestro ingeniero de desarrollo de productos, "pero si lo hicieran, en realidad les ahorraría mucho tiempo y muchas molestias".
2. Comprender las limitaciones de espacio
Aunque los conectores de placa a placa en miniatura suelen tener menos de 1 mm de grosor, también se usan comúnmente en aplicaciones muy compactas. Para abordar posibles problemas de empaque, los diseñadores deben considerar las trazas de circuitos en la PCB, así como los cables adicionales conectados a los conectores. "Debido al paso más pequeño, debe hacer que las pistas y los cables sean más angostos", dijo Mike Higashikawa, gerente de productos del área de Molex. Además, tenga en cuenta que algunos conectores (p. ej., conectores de cable flexible) ofrecen la opción de voltear hacia adelante y hacia atrás. Debe tener en cuenta estos métodos de volteo al diseñar su sistema. Por ejemplo, puede ser difícil acceder a un conector que está volteado hacia atrás si hay otro componente en la parte delantera y trasera. Finalmente, los diseñadores también deben ser conscientes de que los dispositivos de montaje en superficie a veces no pueden manejar componentes más pequeños. En algunos casos, necesitan nuevas boquillas de vacío para solucionar estos problemas.
3. Averigüe la capacidad de carga actual
A medida que disminuye el tamaño del conector, también lo hace la capacidad de carga de corriente del conector. Por lo general, los microconectores pueden manejar entre 200 mA y 500 mA, que es aproximadamente la mitad de la corriente nominal de los conectores de placa a placa más grandes. Para compensar la menor capacidad de transporte de corriente, es posible que los diseñadores necesiten aumentar el número de terminales.
4. Considere la estabilidad de las conexiones pequeñas/micro
"Necesito asesorar sobre esto, no solo en la etapa de diseño sino también durante el proceso de ensamblaje para mantenerlos a salvo de daños". Morley, experto en diseño de microconectores en aplicaciones de RF, recuerda que en su diseño de aplicaciones militares, en el espacio, la mitad de los conectores fueron destruidos durante la fase de prueba.
Si no se toma en serio el problema en primer lugar, los costos podrían aumentar, dijo. Los conectores dañados requieren reconfiguración, restauración y marcado. Incluso puede haber una necesidad de reemplazar conectores más costosos y reemplazables en el campo, y dicho cambio podría agregar una o dos semanas más al tiempo de diseño.
"Cabe señalar que siempre priorice los conectores existentes, y si esos conectores no son compatibles con su diseño, considere diseñar uno propio, lo que puede ahorrarle mucho tiempo", dijo Morley.
5. Considere un reemplazo fácil
Si el exterior del producto está cerrado, necesitará conectores que puedan reemplazarse desde el exterior. De lo contrario, tendrás que hacer algunos trabajos de soldadura.
"Cuanto más lo haga, más hábil será en habilidades como la soldadura, pero mayor será el riesgo de dañar todo el sistema", dijo Morley.
6. Comprender los requisitos funcionales del conector.
Los proveedores necesitan que los clientes expresen plenamente sus necesidades, de lo contrario, pueden malinterpretar las necesidades de los clientes. Esto es especialmente importante cuando es necesario fabricar conectores personalizados.
"Es fundamental articular con precisión los requisitos del conector", dice Story. "Si no está claro o se omite, corremos el riesgo de perder los requisitos clave para el diseño".
7. Considere el estrés mecánico
La temperatura, los golpes y las vibraciones crean estrés entre las interfaces y los circuitos. Los expertos sugieren que debe elegir conectores que eviten los efectos de estas fuerzas.
"He visto juntas de soldadura que se han roto en pedazos en algunas placas de PCB", dijo Morley. “Cuando un conector está firmemente sujeto a la placa o estructura exterior, tiene que soportar las fuerzas de choque y vibración, de lo contrario, puede haber grietas”.
Morley recomienda que los ingenieros utilicen un sistema interconectado para minimizar la acumulación de tensión entre la estructura de montaje y los puntos de conexión. "Hay una serie de proveedores que ofrecen este tipo de sistemas", dijo. "Los diseñadores deberían prestar mucha atención a esto".
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