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04/04/2017

La nueva forma de conectar


La nueva forma de conectar

La tecnología de inserción directa SKEDD revoluciona las técnicas de conexión

Encaje a presión, soldadura por ola, soldadura por reflujo y soldadura SMD son procesos de fijación de la conexión muy establecidos para el montaje de las placas de circuito impreso. La nueva tecnología de inserción directa SKEDD no depende de ninguno de estos procesos y, por tanto, significa un gran paso adelante para la tecnología de conexión de las PCBs, ¡una auténtica revolución! La placa de circuito impreso representa el sistema central nervioso de cualquier equipo moderno, y en los últimos años se ha vuelto cada vez más poderosa gracias a los continuos avances tecnológicos. Pero contrariamente a lo que cabía esperar, los equipos y sus PCBs, con cada nueva generación, se vuelven más compactos. Para los fabricantes ésto representa un reto, el de tener que ajustar un número creciente de funciones en un espacio tan pequeño como sea posible. Al mismo tiempo, la producción depende cada vez más de procesos flexibles y eficientes y, en términos de optimización de procesos de fabricación y producción industrial competitiva, existe un grupo de componentes donde todavía hay margen de mejora, la conexión para placa de circuito impreso.

Fiable pero irreversible

Cuando se trata de transmitir de forma fiable señales, potencia y datos entre los equipos y el nivel de campo, las bornas y conectores enchufables para PCB son las soluciones más utilizadas. Los procesos de soldadura automatizados y las máquinas de encaje a presión conectan las bornas y las carcasas de base a la placa de circuito impreso de una forma irreversible. Tradicionalmente, las soluciones que se podían conectar directamente a la PCB y también desconectar sólo eran factibles en el borde de la placa, conectadas a almohadillas de soldadura.

SKEDD aporta múltiples beneficios

Los nuevos conectores enchufables SDC 2,5 y SDDC 1,5 de Phoenix Contact ofrecen todas las ventajas individuales de las tecnologías de montaje existentes en un único conector. La tecnología de conexión directa SKEDD hace posible, por primera vez, insertar conectores enchufables directamente en cualquier parte de la PCB, pudiendo desconectarlos a posteriori (Foto 2). Estos conectores no requieren carcasa de base o regleta, y se pueden conectar manualmente en los taladros metalizados de la PCB. La geometría de los contactos SKEDD se fundamenta en un diseño evolucionado basado en los pines “pressfit”. La zona de contacto consta de dos brazos elásticos ligeramente curvados. Esta forma le permite adaptarse perfectamente a los taladros de la placa de circuito impreso. Cuando el contacto se inserta en el agujero, se ejerce presión, y los brazos elásticos tienden a juntarse. La fuerza resultante del contacto entre el interior del taladro y los brazos elásticos establece una conexión mecánica y eléctrica muy fiable (Foto 3). Con este diseño la placa de circuito impreso no necesita cumplir ningún requerimiento específico. Los únicos requisitos previos que han de cumplirse son los relativos a la fijación “pressfit”, lo que no representa problema alguno ya que los taladros metalizados con estaño se han convertido en algo muy común en la producción de PCBs para distintos propósitos, incluyendo entre ellos la soldadura THR. Los remaches expansibles laterales integrados en el conector proporcionan un agarre mecánico adicional (Foto 4). El mecanismo de bloqueo del remache expansible está dimensionado para PCBs con un espesor de 1,6 mm, que es el estándar. El conector se puede retirar fácilmente abriendo los gatillos de accionamiento y sacándolo de la placa de circuito impreso con la mano. La calidad de la conexión se mantiene sin cambios hasta 25 ciclos de conexión y desconexión.

La tecnología de conexión directa ofrece ventajas de otra dimensión

Los conectores enchufables SKEDD SDC 2,5, con un paso de 5,0 mm, se suministran en versiones desde 1 hasta 16 polos, y están diseñados para tensiones hasta 320 V y corrientes hasta 12 A. Cuentan con tecnología de conexión rápida por resorte push-in, con pestaña de accionamiento integrada en el propio conector, y admiten secciones de cable desde 0,2 hasta 2,5 mm². Los cables rígidos y flexibles con puntera se conectan directamente, es decir, sin necesidad de abrir el resorte del receptáculo de conexión. Para liberar el conductor suele utilizarse, en todos los casos, un destornillador estándar para presionar la pestaña de accionamiento, que está codificada visualmente con distinto color. Las tomas de pruebas incorporadas permiten controlar el voltaje en cualquier momento. Los nuevos conectores directos de doble fila SKEDD SDDC 1,5, con paso de 3,5 mm y también con tecnología de conexión rápida por resorte push-in, permiten la conexión desde 2 hasta 32 cables, por lo que resultan especialmente apropiados para aplicaciones con una elevada densidad de contactos. La familia de conectores SDDC 1,5 es adecuada para secciones de cable desde 0,2 mm² hasta 1,5 mm² y se ha diseñado para corrientes hasta 8 A y tensiones hasta 160 V. Tanto los conectores directos SDC 2,5 como los SDDC 1,5 pueden insertarse en cualquier lugar de la placa de circuito impreso donde haya taladros metalizados. Esto facilita un diseño de las placas más flexible que el actual, ya que los únicos conectores con conexión directa existentes hasta el momento sólo admiten el contacto en el borde de la PCB. Como ventaja adicional los conectores SKEDD pueden conectarse y desconectarse manualmente, es decir, sin necesidad de herramientas, lo que no es posible con los componentes con tecnología “pressfit”. En este último caso se requieren barras especiales de presión para establecer la conexión con la PCB y la desconexión sólo puede realizarse con una herramienta especializada.

Reducción de tiempos de procesos y costes de componentes

Lo que también caracteriza a la tecnología de conexión directa SKEDD es que no aporta una carga térmica adicional a la PCB. Hoy en día la gran mayoría de las placas de circuito impreso primero pasan por un proceso SMD y, en un segundo paso, se colocan las bornas o carcasas de base usando soldadura por ola. La tecnología de conexión directa SKEDD hace que este segundo paso sea innecesario, consiguiendo un ahorro tanto de tiempo necesario para los procesos, como de costes de componentes. Y no sólo el proceso de soldadura se vuelve superfluo, con él toda la logística y planificación relativa a las carcasas de base. Además, al no necesitar de éstas, la línea SMD también se beneficia de tener más espacio para otros componentes. Y, en el mejor de los casos, esto también permitirá a los fabricantes realizar montajes adicionales en una única planta, sin necesidad de llevar a cabo una sustitución de máquinas o equipamiento. La nueva tecnología de conexión directa SKEDD hace mucho más sencillo añadir funciones adicionales a la PCB, de forma que pueda ser utilizada para diferentes versiones de un equipo. Para ello el diseño de la placa de circuito impreso prácticamente sólo necesita aportar los taladros metalizados. De este modo, ampliar las funciones es tan fácil como insertar los conectores directos en el lugar adecuado, mientras que anteriormente, durante el proceso de fabricación de la PCB, la borna o carcasa de base debía soldarse, sin importar si la función adicional iba a ser necesaria o no. Con la posibilidad de poder prescindir de la carcasa de base, los fabricantes pueden miniaturizar el montaje y reducir el número de puntos de transición y conexión. Esto ayuda a eliminar las resistencias de contacto y a minimizar el número de posibles errores.

Diversidad de aplicaciones

Existen numerosas aplicaciones posibles para los conectores de inserción directa SKEDD, ya que son adecuados, tanto para la tecnología de medición y control en ámbitos industriales tradicionales, como en áreas semi-industriales tales como la automatización de edificios, sistemas de control de calefacción y aire acondicionado, sistemas de seguridad, o grandes electrodomésticos. También son ideales para aplicaciones en las que se colocan y sueldan diferentes componentes en un lado de la PCB, mientras que el conector enchufable ha de estar conectado en el otro. Cuando se utilizan conectores SKEDD en casos como éste, no hay necesidad de soldar la carcasa base por la parte posterior de la PCB, por lo que se evita que ésta se someta a un esfuerzo térmico adicional.
La solución ideal para las nuevas demandas del mercado de conexión electrónica
En respuesta a los nuevos requerimientos en el área de la conexión electrónica, Phoenix Contact ha introducido sus gamas de conectores enchufables SDC 2,5 y SDDC 1,5, con tecnología de conexión directa SKEDD. Las ventajas de los nuevos componentes son sorprendentes. La flexibilidad anteriormente ofrecida únicamente por el cable de conexión, se ha extendido ahora al propio conector. Los contactos de conexión directa pueden insertarse en los taladros metalizados de la PCB sin necesidad de herramientas. Los remaches expansibles laterales integrados establecen, de forma fiable, una conexión entre el conector enchufable y la PCB a prueba de vibraciones y de larga duración. Este conjunto de características de los conectores equipados con tecnología de conexión directa SKEDD nos llevan a concluir que estos componentes son adecuados para una amplísima variedad de aplicaciones y que representan, sin duda alguna, una revolución en la tecnología de conexión.

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