Sameining við kerfið, PCB og samþættan hringrásarstig er eitt af forvitnilegustu fyrirbærum í rafeindatæknihönnun nútímans.
Með aukinni samþættingu eykst þörfin fyrir fleiri líkamlegar tengingar á milli íhluta, tækja, spjalda, spjalda eða ytri kaðall. Áreiðanleg samtenging rafrænna kerfa er stórt verkefni, sérstaklega þegar kemur að krefjandi forritum í geimferðum, hernaðarlegum og iðnaði.
Í framtíðinni þurfa sjálfstæðir bílar og ómannaðir loftfarartæki ekki aðeins áreiðanlegar og varanlegar samtengingar heldur einnig samningur og létt hugtök varðandi vélrænni hönnun. Hvað varðar tengi með mikilli áreiðanleika heldur upprunalega hringlaga bajonettinn sess sinni en í mörgum forritum krefst smámíði og samningur nákvæmari smærri og léttari útgáfur af tengjum.
Vaxandi þörf er á kerfum sem geta starfað í hörðu umhverfi, sem stuðlar einnig að tengihönnun sem er takmörkuð við nokkur grömm að þyngd. Aerospace er kannski mikilvægasta notkunin hvað varðar þyngdartap. Eitt dæmi er CubeSat forritið með litlum tilkostnaði og léttum smágervihnöttum, sem var opnaður árið 1999 af Stanford háskóla. Þeim ber að bera massa sem er ekki meira en 1,33 kg á 10 cm3.
Valferlið
Rafsegulknúin tengi eru sífellt flóknari, í samræmi við langan lista yfir forskriftir eins og meðhöndlun straumstraums, spennumetningu, einangrun og snertimótstöðu, innsetningartap á tiltekinni tíðni, þversögn milli leiðara, spólnám milli leiðara, gagnkvæmt rýmd og vélræn innsetning og afturköllunaröflum.
Af vaxandi mikilvægi eru umhverfislýsingar eins og hitastig rekstrar, rakastig, lost, titringur, hæð og þol gegn algengum efnum.
Hönnun og framleiðsla tengja hefur því vaxið í reit fyrir sérfræðinga sem hafa orðspor fyrir að tryggja merki og afl heiðarleika vöru.
Hver eru áskoranirnar?
Til að vinna bug á þeim áskorunum sem vélræn tengi nú standa frammi fyrir eru framleiðendur að passa marga snertipunkta. Þetta gerir það að verkum að vélrænni samræmi fylgir því að tryggja að tilgreint lágt snertiviðnám og hvatleiðni gildi við vélrænni aflögun, lost og titringsáhrif.
Aðal áhyggjuefni í hönnun tengisins er að veita áreiðanlegt vélrænni viðmót með lágmarks líkamlegri og rafmagns ósamfellu. Slæm dæmi væru DC heitir reitir, eða ósamræmi við AC viðnám eða tap við hátíðni sendinga.
Saga hönnunar tengibúnaðarins er full af tilraunum til hugvitssemi en þar sem smámínmyndun, samþætting og samhliða minnkun á víddum tenganna heldur áfram koma nýjar áskoranir fram.
Snertipinna tengiliða er auðvelt að tengja og aftengja
Einföld lausn fyrir lág tíðni merkjasendingar og aflgjafaforrit er að finna í snúningshnappatækni sem Cinch býður upp á. Það kemur í mörgum stílum af Dura-Con seríunni (mynd 1).
Hugmyndin er að safna saman sjö þræði af gullhúðuðu beryllíum-koparvír, soðið þá á oddinn og stækka þær vélrænt til að mynda búr með sjö snertipunkta sem eru tiltækir innan jaðar parunar kvenpinna.Þessi snúningur-pinna hönnun er notuð í rétthyrndum Dura-Con tenginu og Micro-D (MIL-DTL-83513). Stilla upp sem ristengi með lágmarks rými og þyngd, Micro-D (mynd 2) býr til allt að 60 línur tengingar með tónhæð niður í 1,27 mm. Innsetningarferlið stækkar búrið með jákvæðum 'þurrka' aðgerð. Afturköllun dregur saman búrið, svo að afturköllunarafl er áfram lítið. Þetta lágmarkar einnig vélrænan álag á raflögn við tengið.
Önnur lausn er þjöppunartækni sem kallast CIN :: APSE (mynd 3). Það er framhald af þeirri hugmynd að bjóða upp á margar tengingar í gegnum stakan búnt af gullhúðuðu mólýbdenvírum, sem eru handahófi búntar saman. Þetta þýðir að það eru sjö til 11 stig snertingar í hvorum enda, gert með því að snerta mökunarpúðann á stíft eða sveigjanlegt PCB eða hálfleiðara tæki.
Knippinn er settur inn í einkaleyfi á timburglersformuðu ljósopi í einangrandi fljótandi-kristal fjölliða tengibúnaðinum. Markmiðsforrit fela í sér tengibúnað milli PCB, eða PCB til land grid array (LGA) tæki (svo sem asics og örgjörva). I / O pinna talan getur farið yfir 7.000 við kasta niður í 1.0mm.
Dura-Con Twist-Pin snerturnar eru hitastigsmataðar við -55 ° C til 35135 ° C. Hver snerting getur borið 3A við 600V AC við sjávarmál. Snertimótstaða er 8mΩ max. Metið í 170g og 11,33 g (6,0 aura og 0,4 aura) að hámarki, hvort um sig, innsetningar- og afturköllunaröflin eru hlutfallið meira en 10: 1.
Þetta er vegna stækkunar og samdráttaráhrifa búrsins. Þessa snertingu er hægt að nota í forritum sem krefjast stýrðs mismunadrifs viðnám, með samsvarandi kaðall fyrir mikla merki. Pseudo-random tvöfaldur röð (PRBS) próf með 1,25 Gbps gagnahraða hefur sannað þennan árangur og mælingar á tímabelti endurspeglunarmælingar (TDR) hafa staðfest mismunadrátt frá 100 Ω.
Á bilinu 1,0 mm (0,04 tommur) er CIN :: APSE samþjöppunarsambandið metið við 3A til 6A. Rafstraumurinn standast 500V DC við sjávarmál, hitastig sviðsins er -60 ° C til +105 ° C. Áfallamatið er 100G, með höggprófanir sem gerðar eru fyrir viðskiptavini í tilteknum forritum og ná 22.000G og það þolir hitastig allt að -200 ° C. Tíðnisvið nær allt að 50GHz en innsetningar tap er -0,2dB við 10GHz og bara -1,2dB við 20GHz.
Sumir aðrir mikilvægir eiginleikar hönnunarinnar fela í sér mjög lágt krossgildi milli tengiliða, við minna en -25dB. Afturmissir er mældur sem -19dB við 10GHz, og snertimótstaða er minni en 10mΩ með inductance minna en 0,5nH.
Mynd 4: CIN :: APSEconnectors for asics,
aðskildir og RF-aðilar
CIN :: APSE snertingin er fáanleg með paraða hæð 0,8 mm eða 0,032 tommur, en hægt er að lengja virku lengdina með ýmsum valmöguleikum á bili og stimplum, sem eru samþættir í lengd snertitengisins. Þannig er hægt að spanna allt að 25,4 mm (einn tommu) fjarlægð. Þegar snertingin er felld á milli tveggja stimpilanna er hún varin vélrænt gegn skemmdum á meðhöndlun. Tæknin gengur best þegar þjöppunarkerfi er notað til að veita jafna þrýsting yfir snertifallinn. Þetta er hægt að ná með því að nota fyrirkomulag á plötum, fjöðrum og skrúfum, eins og mætti nota til að ljúka sveigjanlegu hringrás á PCB, eða dæmigerð LGA-kerfi með topp hitaklefa og botnplötu milli LGA og PCB. Það væri fest með stýrðum stöðvaskrúfum og fjöðrum með skilgreindu gengi til að gefa jafna þrýstingsdreifingu.
Sérsniðnar útgáfur af snertiskipunum er hægt að stilla að kröfum viðskiptavina um fótspor ásamt fullkominni hönnun þjöppukerfisins.
Sem lítil stærð, mikill þéttleiki og áreiðanleg samtenging í nútíma forritum hafa komið í stað einfaldra núningartengdra tengja - sem eru greinilega ekki nægjanleg fyrir núverandi verkefni - en tengitæknin búin fjöltengdri tengibúnað getur skilað bestu afköstum frá DC til tugum GHz.
