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Superfici di contatto con meno oro

Superfici di contatto nei connettori: prestazioni elevate anche con meno oro

I processi di galvanizzazione all'avanguardia aumentano la redditività dei connettori per circuiti stampati

Laddove sia necessario garantire a lungo termine l'affidabilità assoluta di un connettore anche in condizioni operative e ambientali difficili, le superfici di contatto placcate in oro rimangono la scelta privilegiata per i connettori. In molti casi, tuttavia, i requisiti prestazionali possono essere soddisfatti anche con un sistema di rivestimento che richiede una minore quantità di oro.
La progettazione dei connettori per circuiti stampati si basa solitamente sul miglior compromesso possibile tra requisiti tecnici ed economici. Dal punto di vista tecnico, occorre considerare fattori quali la resistenza meccanica del collegamento, le condizioni ambientali specifiche durante il funzionamento e le prestazioni di trasmissione richieste. Dal punto di vista economico, è necessario definire il livello di qualità del prodotto in relazione allo scopo e alla durata dell'applicazione.

L'oro è spesso la prima scelta come superficie di contatto nei connettori.

Soprattutto nel caso di prodotti di alta qualità e tecnicamente sofisticati, la richiesta da parte dei clienti di superfici di contatto placcate in oro per i connettori a innesto è spesso una scelta automatica. In effetti, l'oro è l'unico materiale che riunisce in modo ottimale tutte le caratteristiche che determinano la qualità di un connettore: l'oro è resistente alla corrosione e resiste anche alle condizioni ambientali più estreme, mostra un'usura del materiale minima anche dopo numerosi cicli di innesto e garantisce una trasmissione ottimale di corrente e tensione anche a temperature fino a 150 gradi Celsius. Come alternativa più economica, a seconda dell'applicazione, si propone tradizionalmente un rivestimento in argento, che in termini di conduttività elettrica offre prestazioni addirittura superiori all'oro. Tuttavia, la forza di contatto normale, in questo caso notevolmente più elevata, può comportare limitazioni indesiderate nella progettazione del connettore nei singoli casi.

L'uso mirato dell'oro consente di ridurre i costi nei connettori a innesto

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Fig. 1: Rivestimento puntuale in un sistema a doppio contatto
Chi non vuole rinunciare all’oro può almeno limitarne l’uso al minimo: ad esempio, rivestendo i contatti delle strisce di coltelli e delle strisce a molla solo in punti specifici e direttamente nel punto in cui avviene l’effettivo passaggio di corrente e tensione.

Nel sistema di contatto bifacciale Scale-X del connettore Zero8 vengono utilizzate a tal fine due maschere spot, poiché le superfici funzionali sono disposte su entrambi i lati.

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Elenco dei prodotti

Rivestimenti alternativi per connettori ad alta funzionalità

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Fig. 2: Superfici di contatto utilizzate nella tecnica ept
Lega di palladio-nichel con rivestimento in oro

Tra gli esempi tipici di alternativa all'oro figura il rivestimento delle superfici di contatto con una combinazione composta dall'80% di palladio e dal 20% di nichel, con un sottile strato d'oro come superficie di contatto. Questo strato è denominato «flash gold». Rispetto all'oro, questa struttura stratificata offre una resistenza alla corrosione comparabile. Il flash d'oro è necessario affinché i connettori compatibili possano essere collegati tra loro senza limitazioni. Inoltre, in caso di modifica del sistema di rivestimento, non è necessario adeguare la forza di contatto normale. Per quanto riguarda le caratteristiche essenziali di un connettore (resistenza di contatto, rigidità di isolamento, capacità di carico di corrente, riscaldamento intrinseco durante il funzionamento), le superfici di contatto in PdNi rappresentano, in definitiva, un'alternativa performante ed economica ai prodotti con rivestimento in oro puro.

Lega di nichel-fosforo con flash d'oro

Un altro rivestimento alternativo all'oro è una lega di nichel-fosforo, su cui viene applicato anche un sottile strato di flash d'oro. La lega nichel-fosforo si distingue per durezza e duttilità ed è chimicamente nobile, come dimostrano le sue ridotte proprietà di usura e l'elevata resistenza alla corrosione. Grazie alla quasi totale assenza di metalli preziosi, questa lega risulta particolarmente conveniente.

La galvanoplastica interna presso il produttore di connettori offre la massima flessibilità

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Fig. 3: Galvanizzazione a nastro ept Augsburg
In Europa, fin dal XVIII secolo vengono utilizzate numerose tecniche di galvanizzazione. Prevale la galvanizzazione di singoli pezzi, che si distingue in particolare tra galvanizzazione su telaio e galvanizzazione a tamburo. Come suggerisce il nome, nella galvanizzazione su telaio i componenti da rivestire vengono appesi a dei telai e immersi nell’elettrolita. Nella galvanica a tamburo, i singoli pezzi vengono inseriti in un tamburo e quindi immersi nell'elettrolita. La galvanica a tamburo è tipica per i prodotti sfusi come il Boardlock nei connettori.

Per il rivestimento dei connettori, i produttori ricorrono spesso al processo di galvanizzazione a nastro. In questo caso, i componenti vengono trascinati attraverso un impianto di galvanizzazione sotto forma di nastro continuo. Rispetto alla galvanizzazione a tamburo o a telaio, nella galvanizzazione a nastro prevalgono sempre le stesse condizioni di processo, in modo da poter garantire uno spessore dello strato affidabile e uniforme.

Nel processo di produzione della galvanizzazione a nastro, i nastri stampati con i semilavorati dei contatti vengono automatizzati e fatti passare attraverso i bagni di galvanizzazione a una velocità relativamente elevata. Avvolti su bobine e quindi protetti da danni causati dalla movimentazione o dal trasporto, i contatti rivestiti sono immediatamente disponibili per l'assemblaggio automatizzato degli alloggiamenti dei connettori.
Grazie alla continua ottimizzazione del processo produttivo, l’impianto di galvanizzazione a nastro gestito internamente non solo consente un’elevata flessibilità per quanto riguarda il tipo di contatti da lavorare, ma permette anche di realizzare in modo economicamente vantaggioso superfici di contatto personalizzate in base alle specifiche esigenze. Per quanto riguarda l’uso dell’oro, un produttore di connettori dotato di un impianto di galvanizzazione interno è in grado di ridurre al minimo assoluto l’impiego di questo prezioso metallo, ad esempio rivestendo i contatti delle strisce a lama e delle strisce a molla solo in punti specifici e direttamente nel punto di effettivo passaggio di corrente e tensione. Inoltre, disporre di un proprio impianto di galvanoplastica offre ai produttori di connettori il vantaggio di poter realizzare una vasta gamma di ulteriori combinazioni di materiali, come ad esempio nichel, stagno, stagno/piombo, nichel/fosforo e palladio.
Per ottenere un rapporto costi-benefici ottimale e garantire la massima flessibilità nella configurazione delle superfici di contatto e dei rivestimenti, si consiglia di scegliere un produttore di connettori dotato di un proprio impianto di galvanizzazione. ept GmbH, uno dei principali produttori mondiali di connettori per circuiti stampati, gestisce sei linee di galvanizzazione a nastro in due sedi tedesche e consente, con un minimo sforzo di modifica, la realizzazione di rivestimenti con un massimo di 10 diverse combinazioni di superfici.

Controllo qualità nei nostri laboratori

 La configurazione personalizzata in base al cliente e all'applicazione dei connettori per circuiti stampati non si limita alla superficie, ma comprende l'intera struttura di un contatto, compresi il materiale di base e lo strato intermedio. Sulla base dei rispettivi requisiti tecnici ed economici, processi sviluppati internamente consentono la produzione di prodotti altamente personalizzati, la cui qualità viene dimostrata tramite controlli continui nei nostri laboratori. In questo modo, il funzionamento conforme alle specifiche viene testato in condizioni che vanno ben oltre le norme pertinenti. Un esempio sono i requisiti previsti dalla norma DIN 41612 per i connettori, secondo i quali la qualità di un prodotto deve essere completamente garantita anche dopo 500 (livello di qualità 1) o 400 (livello di qualità 2) cicli di inserimento. 

Processo produttivo sostenibile

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Oltre a garantire un’ottima redditività e la massima qualità dei prodotti, il rivestimento effettuato sulle linee di galvanizzazione interne consente anche un utilizzo estremamente parsimonioso delle risorse impiegate. Tra queste rientrano, oltre ai materiali di rivestimento, in particolare le sostanze chimiche necessarie al processo di galvanizzazione, che presso il produttore di connettori ept vengono trattate in modo completo tramite un sistema interno di trattamento delle acque reflue. Inoltre, l’acqua di risciacquo utilizzata per la pulizia dei contatti galvanizzati viene riciclata tramite un impianto a scambio ionico, riducendo al minimo il fabbisogno di acqua fresca degli impianti.

ept garantisce la sostenibilità della produzione grazie a un sistema complesso di gestione dei progetti e dei processi, nonché alle proprie capacità di sviluppo e produzione di tutte le attrezzature necessarie. Gli utensili e i macchinari necessari per la produzione di connettori per circuiti stampati vengono progettati dall’azienda con personale proprio. Dalla produzione su misura alla manutenzione degli impianti, fino alla progettazione elettrica, tutti i lavori necessari per il funzionamento corrente vengono eseguiti internamente, al fine di migliorare continuamente la produzione e adattarla alle più recenti conoscenze tecniche.

Webinar "Superfici di contatto nel settore dei connettori"

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Volete saperne di più sulle superfici di contatto nel settore dei connettori e sui processi galvanici?

Il nostro esperto di superfici Christoph Schnatz vi illustrerà le caratteristiche principali delle superfici di contatto in oro, argento, nichel, palladio e stagno e vi spiegherà quale superficie di contatto scegliere in ogni caso, affinché requisiti quali la durata nel tempo, condizioni ambientali difficili e condizioni elettriche non influenzino la trasmissione dei dati.

Durante il webinar riceverete spiegazioni dettagliate ed esempi pratici.

Maggiori informazioni sul webinar »
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