L’elettrotecnica moderna è soggetta più che mai a una tendenza: la miniaturizzazione. I moduli e i loro componenti devono quindi diventare non solo sempre più potenti, ma anche sempre più piccoli. Ciononostante, vengono spesso utilizzati in condizioni reali difficili. I componenti, così come i connconnettore, diventano quindi sempre più delicati a parità di sollecitazioni. Un connettore di alta qualità, tuttavia, non solo resiste a queste sollecitazioni altrettanto bene quanto il suo predecessore più grande, ma addirittura meglio. Ciò è dovuto ai progressi compiuti nella composizione dei materiali e nella progettazione del prodotto, ad esempio nella geometria del corpo isolante (Fig. 1).

 Una moltitudine di fattori influisce sulla robustezza di un connettore. Uno di questi è la superficie di contatto (superficie di contatto). Questa determina in modo determinante la durata del connettore, che di norma viene misurata in cicli di inserimento (cicli di accoppiamento). Durante l’impiego sul campo, il connettore (connettore) è esposto a determinati micromovimenti. Questi provocano l’abrasione della superficie e, di conseguenza, la formazione di ossido (Fig. 2).

I contatti di un connettore vengono eseguiti tramite tranciatura o tornitura. Tuttavia, durante la tranciatura si forma sul lato inferiore del nastro tranciato una superficie disomogenea e dai bordi taglienti, visibile al microscopio. I sistemi convenzionali stabiliscono il contatto su questo «bordo tranciato», il che comporta una maggiore abrasione superficiale e quindi una maggiore resistenza di contatto. Ciò può essere evitato piegando il tulipano a molla di 90 gradi nel cosiddetto processo di punzonatura-piegatura, in modo che entri in contatto con il contatto maschio tramite la superficie liscia e laminata (Fig. 3).
 
Tuttavia, non solo il design della «connettore femmina», ma anche quello della «connettore maschio» sono determinanti per la durata del connettore. Infatti, anche quest’ultima deve essere sottoposta a tranciatura e lavorazione precise per evitare geometrie difettose e taglienti.

Ancora più robusti sono invece i connettori (connettore) con il cosiddetto sistema di contatti ermafrodita. La particolarità risiede nelle geometrie identiche delle parti di connettore, Plug e Socket. Entrambe dispongono quindi sia di una molla che di una lama. In questo modo ogni pin viene a contatto con due molle; Plug e Socket sono intrecciati tra loro e non possono staccarsi l’uno dall’altro. Mentre una barra a molla (connettore femmina) a doppia faccia garantisce sempre almeno un punto di contatto in caso di sollecitazione meccanica, le geometrie intrecciate nei sistemi di contatto gender-neutral assicurano che la trasmissione del segnale avvenga sempre tramite due punti di contatto. Questa elevata ridondanza garantisce quindi la massima sicurezza di contatto (Fig. 5).

  In questo caso, il «pin press-fit» presenta una diagonale maggiore rispetto al diametro del foro del circuito stampato. Il pin del connettore è flessibile nella zona di inserimento (zona press-fit), in modo che il circuito stampato non venga deformato dalle forze fisiche durante il processo di inserimento. La deformazione si limita quindi alla zona d’zona press-fit (fig. 8). Si crea una saldatura a freddo tra il pin di contatto e il foro metallizzato del circuito stampato: un collegamento meccanico a tenuta di gas, resistente alla corrosione, a bassa resistenza e con buona conduttività elettrica, adatto anche per il resinatura. È inoltre specificato nella norma DIN EN 60352-5 e garantisce un contatto sicuro anche in presenza di sollecitazioni meccaniche e termiche molto elevate, quali vibrazioni, flessioni e forti sbalzi di temperatura, resistendo persino a sollecitazioni da urto fino a 200 g.
 
Grazie alle sue eccellenti caratteristiche di robustezza e al tasso di guasto (tasso FIT) dieci volte migliore rispetto ai connettore saldati automaticamente, la tecnologia press-fit viene spesso impiegata in applicazioni ad alta sicurezza in cui la trasmissione del segnale non deve essere interrotta in nessun caso, ad esempio nei sistemi airbag o nei moduli ABS ed ESP.

 La geometria del corpo isolante di un connettore contribuisce inoltre a proteggere i contatti da eventuali danni durante il funzionamento o l'installazione. Dovrebbe essere progettata in modo tale che i contatti vulnerabili all'interno del connettore siano protetti.

 Inoltre, gli smussi di inserimento consentono di evitare danni durante il montaggio. Essi aiutano a compensare lo spostamento dei circuiti stampati in qualsiasi direzione durante l'innesto. Grazie a un'area di aggancio supplementare, le due metà del connettore possono essere inserite l'una nell'altra senza subire danni anche in caso di disallineamento centrale o angolare (fig. 10).

Alcuni connettore, inoltre, sono dotati di «boardlock». Si tratta di staffe metalliche fissate al corpo isolante e saldate anch’esse sul circuito stampato (fig. 11). In questo modo garantiscono una maggiore stabilità, anche in condizioni avverse quali vibrazioni e urti.

L’intervallo di tolleranza di un connettore gioca un ruolo decisivo nella valutazione della sua robustezza. Se il connettore non è in grado di compensare determinate tolleranze, i movimenti meccanici causano usura o addirittura danni al collegamento. Durante l’installazione, i smussi di invito offrono un supporto per consentire l’innesto senza danni di connettori a lama e a connettore femmina. Tuttavia, anche una volta innestato, è necessario compensare i micromovimenti. Ciò è possibile grazie alla geometria dei contatti e dei corpi isolanti. Se un connettore dispone di una flottante-Funktion, è in grado di compensare fino a ±0,4 mm anche durante il funzionamento. Questa funzione sta acquisendo sempre maggiore rilevanza, poiché svolge un ruolo decisivo nel montaggio di un circuito stampato con più connettori. In campo, tuttavia, le sollecitazioni non si verificano solo nelle direzioni x e y, ma anche nella direzione z (fig. 12).

 Per testare a fondo i connettori a innesto (connettore) in termini di robustezza, esistono diverse procedure di prova. In questo contesto vengono prese in considerazione variabili quali la resistenza di tensione di tenuta e la resistenza di resistenza di contatto, sia prima che dopo una prova di carico, e lo stato dei contatti viene ispezionato visivamente. In questo modo è possibile, ad esempio, verificare gli effetti di 500 cicli di accoppiamento sulla tensione di tenuta oppure, nella prova climatica, determinare se diverse ore a -55 °C inizialmente e successivamente a 125 °C abbiano un impatto negativo sulla resistenza di contatto del connettore. Nel test di shock termico, il connettore deve resistere a 100 rapidi alternarsi tra queste temperature estreme per 30 minuti ciascuna. Inoltre, lo scostamento centrale e quello disallineamento angolare durante l’innesto, così come il campo di tolleranza allo stato innestato, non dovrebbero essere verificati solo teoricamente sul modello CAD, ma testati approfonditamente nella pratica e la loro resistenza confermata empiricamente. È altrettanto importante che i diversi test critici per la superficie di contatto (superficie di contatto) vengano eseguiti anche in combinazione, al fine di simulare le condizioni reali. Ad esempio, le prove di corrosione con gas misti cicli di accoppiamento- e tensione di tenuta potrebbero essere effettuate in combinazione per garantire che le prestazioni del connettore in termini di resistenza di contatto (resistenza di contatto) e tensione di tenuta (resistenza di isolamento) non siano peggiorate e che i contatti non abbiano subito danni (Fig. 14).