Високо-надійні контактні колодки Pogo Pinз твердим позолотою та прецизійним виготовленням. Ідеально підходить для інтерфейсів заряджання переносних-пристроїв, медичного діагностичного обладнання, промислових випробувальних приладів і--з’єднань між платами-підтримуючи проекти від створення прототипів до масового виробництва.

чомуКонтактна панель Pogo PinКонструкція визначає надійність системи

Більшість інженерів зосереджуються на самому штифті Pogo, розглядаючи відповідну контактну площадку як другорядну. Насправді саме тут часто трапляються збої.

За останні 15 років ми неодноразово спостерігали однакові режими збоїв у багатьох проектах:

Контактні майданчики занадто малі, щоб витримати механічне зміщення або допуски корпусу.

Низько{0}}якісне покриття поверхні вибрано для зниження витрат на продукти, які, як очікується, витримають 50 000 циклів сполучення.

Конструкції контактів із прямим-мідним покриттям, які використовуються для -сильних додатків без урахування підвищення температури та теплових ефектів.

Жодне з цих питань не є особливо складним. Завдання полягає в тому, щоб прийняти правильні дизайнерські рішення до створення першого прототипу, а не намагатися виправити проблеми пізніше. Саме тут багато проектів спричиняють непотрібні затримки та витрати.

На цій сторінці підсумовуються уроки, які ми винесли з цих проектів, охоплюючи розміри контактних майданчиків, вибір покриття, поточну -можливість перенесення та вказівки щодо компонування.

Що робить контактну панель Pogo Pin надійною?

Надійність залежить від трьох взаємодіючих факторів:механічна консистенція, хімічний склад поверхні та термічний запас. Оптимізація лише одного й нехтування іншими може призвести до того, що дизайн пройде тестування, але не вийде під час-використання в реальному світі.

Механічні характеристики: контактна сила та хід

Стабільний низький контактний опір вимагає постійної контактної сили протягом усього ходу стиснення. Стандартний дизайн шпильки Pogo зазвичай надається30–150 гс контактної сили(залежно від діаметра штифта та ходу), із загалом контактним опоромнижче 25 мОм.

Критичним моментом є те, що контактний опір не зменшується лінійно. Натомість вона має тенденцію до різкого зростання на крайніх точках кривої сили. Конструкції, що працюють близько до мінімальної межі стиснення, особливо чутливі до допусків на виготовлення та збірку.

Для -додатків із високим циклом-, таких як тестові прилади ІКТ або зарядні док-станції, розраховані набільше 20 000 циклів спарювання-a стирання-дизайн контактівчасто надається перевага. Відносний ковзаючий рух допомагає видаляти поверхневі оксиди під час кожного циклу сполучення, що призводить до довшого терміну служби, ніж суто стискаючий контактний інтерфейс.

Хімія поверхні: вибір стека покриттів

Поверхня колодки та наконечник штока утворюють електрохімічну пару. Їх невідповідність - твердий золотий штифт на колодці ENIG, наприклад - прискорює зношування м’якшої поверхні та створює сміття, яке з часом збільшує стійкість.

У нашому стандартному наборі покриттів для контактних майданчиків використовується нікелевий дифузійний бар’єр (3–5 мкм) під електролітичним твердим золотом (0,3–0,8 мкм). Нікель запобігає міграції золота в мідну підкладку; тверде золото забезпечує зносостійкість. Згідно зі стандартом IEC 60512-6-4, коливання опору залишаються нижче 5% протягом 10 000 циклів для стандартних пристроїв, що носяться, і 100 000 циклів для високоміцних кріплень — це різні продукти з різними специфікаціями, а не єдиним діапазоном.

Тепловий: поточна потужність і зниження номінальних характеристик

Одна-добре сконструйована контактна площадка на 2 унції міді може витримувати 3–5 А безперервно при підвищенні температури нижче 30 градусів за 25 градусів навколишнього середовища. Але температура навколишнього середовища має більше значення, ніж це визнається в більшості таблиць даних:

Для додатків для заряджання носимих пристроїв, які споживають понад 5 А, конфігурації паралельних колодок розподіляють навантаження та зменшують термічне навантаження на-колодку. Ми запускаємо теплове моделювання під час перевірки DFM на будь-якій конструкції понад 3 А на колодку.

Розташування контактної панелі PCB Pogo: правила розмірів і відстаней

Розмір посадочної площадки для штиря Pogo визначає, чи буде штифт надійно контактувати з повним набором допусків вашого корпусу, виготовлення друкованої плати та системи механічного вирівнювання. Заниження розміру викликає переривчастий контакт; Збільшення розмірів витрачає простір на платі та створює проблеми з цілісністю сигналу в щільних макетах.

Рекомендовані розміри колодки

Рекомендований діаметр пластини враховує допуск ±0,1 мм для виготовлення друкованої плати плюс типовий механічний поплавок у корпусах із замиканням або магнітним-вирівнюванням. Якщо у вашому корпусі використовується прецизійний центруючий штифт або дюбель, можливо, ви зможете збільшити ці допуски - зв’яжіться з нами, надавши креслення свого корпусу, і ми порадимо.

Практики компонування, які запобігають поширеним помилкам

Ізольовані колодки, не залиті міддю.Підключення контактних площадок безпосередньо до мідної заливки без терморозрядки робить пайку складнішою та може спричинити нерівномірне нагрівання, яке деформує тонкі плати. Використовуйте ізольовані колодки з отворами для розподілу тепла, де це необхідно.

Тверде золото для будь-якої колодки з рейтингом понад 5000 циклів.ENIG можна паяти та є-рентабельним, але зношується швидше під механічним контактом. Шар нікелю, який оголює ENIG після того, як золото зношується, твердіший за саме золото - опір контакту зростає та стає непередбачуваним. Для зарядних контактів або тестових пристроїв вкажіть електролітичне тверде золото на етапі виготовлення плати.

Зони-захистів мають більше значення на високій частоті.За постійного струму або низької частоти відстань-між контактними майданчиками,-що несуть сигнал, достатня для більшості застосувань. Понад 1 ГГц збільште-затримку та додайте заземлення між контактними площадками для керування перехресними перешкодами. Позначте це у своєму пакеті дизайну, і ми розглянемо його під час перевірки Gerber.

Через розміщення поточних{0}}прокладок для перенесення.Для контактних майданчиків, що передають більше 2 А, додайте теплові отвори до протилежного боку плати або до площини заземлення/живлення. Один отвір діаметром 0,3 мм переносить приблизно 0,5 A - для колодки на 3 А, заплануйте щонайменше 6–8 отворів, згрупованих у площі контактної площадки.

Вибір відповідного покриття для вашого застосування

Неправильний вибір покриття не виходить з ладу відразу - воно виходить з ладу після 3000 циклів, коли пристрій уже в полі. Ось як підібрати покриття до реального випадку використання.

Електролітичне тверде золото

Найкраще підходить для: переносних контактів для заряджання, інтерфейсів медичних пристроїв, високо{0}}циклічних тестових приладів, будь-яких застосувань понад 5000 циклів сполучення.

Діапазон товщини: 0,3–1,0 мкм над нікелевим бар’єром. Твердше, ніж м’яке золото (твердість за Кнупом 130–200 HK проти . 60–90 HK для м’якого золота), що безпосередньо впливає на термін служби. Компромісом є здатність до пайки - тверде золото не є ідеальним для ділянок, які також будуть спаяні хвилею або оплавленням.

ENIG (безелектричний нікель / іммерсійне золото)

Найкраще для: колодок зі змішаними-функціями, які потребують як пайки, так і випадкового механічного контакту, низьких{1}}циклів застосування (до 3000 вставок),-дешевих конструкцій, де заряджання відбувається рідко.

Шар імерсійного золота в ENIG дуже тонкий (0,05–0,1 мкм) і зношується при повторному контакті. Після того, як нікель стане відкритим, слід очікувати збільшення контактного опору. Для розумного годинника, який заряджається щодня, це проблема протягом року використання. Для сканера штрих-кодів, який приєднується один раз за зміну, це прийнятно.

ENEPIG

Найкраще для: додатків, які потребують як надійного механічного контакту, так і гарної здатності до спаювання на тій самій колодці -, що часто зустрічається в медичних пристроях, де площадка одночасно виконує функції точки заряджання та перевірки-. Дорожче, ніж ENIG, воно того варте, коли колодка повинна виконувати подвійні функції.

Посріблення

Найкраще підходить для:-економічних контактів постійного струму в не-жорстких середовищах, радіочастотних контактів, де має значення провідність зі скін{2}}ефектом. Срібло тьмяніє у вологому середовищі або середовищі,-що містить сірку, що підвищує стійкість до контакту. Не рекомендується для зовнішнього або медичного застосування.

Керування струмом контактної площадки друкованої плати: конструкція для теплового запасу

Модель нагрівання I²R проста: розсіювана потужність дорівнює струму в квадраті, помноженому на опір. Для контактної площадки 25 мОм, що передає 3 А, це 225 мВт -, зосереджених на дуже малій площі. Тепловий шлях від цієї прокладки до навколишнього середовища визначає, чи буде підвищення температури в межах специфікації.

Фактори, що впливають на потужність струму

Мідна вага.1 унція міді (35 мкм) є стандартною; 2 унції (70 мкм) приблизно подвоюють площу поперечного-перерізу та зменшують опір на ~50%. Для прокладок понад 3 А вкажіть 2 унції міді або використовуйте кілька прокладок паралельно.

Ізоляція прокладки проти мідного з’єднання.Ізольована прокладка з отворами розсіює тепло краще, ніж прокладка, з’єднана з великою мідною заливкою, оскільки заливка діє як тепловідвід, лише якщо вона має тепловий шлях до навколишнього середовища. У багато{1}}шаровій платі з внутрішніми площинами найефективнішим підходом до керування теплом є підключення-колодок, що несуть струм, до площини живлення за допомогою теплових отворів.

Розмір колодки.Більші прокладки розповсюджують тепло, але також збільшують індуктивність і ємність -, що стосується радіочастотних програм. Для заряджання постійним струмом розмір колодки відповідає поточним вимогам, а не мінімальному розміру, який підходить для контакту.

Коли контактна панель Pogo Pin не є правильним рішенням

Ми рекомендуємо пружинні контактні колодки для широкого діапазону застосувань, але є випадки, коли інший підхід є кращим -, і ми краще повідомимо вам це зараз, ніж після того, як інструмент буде нарізано.

Дуже низька кількість вставок, бажано постійне підключення.Якщо з’єднання буде зроблено один раз під час складання й більше ніколи не буде розірвано, з’єднання паяним або пресовим з’єднанням буде надійнішим і менш дорогим. Пружинні контакти додають цінності, коли повторні цикли сполучення є вимогою конструкції.

Серед-висока вібрація без механічного блокування.Контакти Pogo Pin зберігають з'єднання лише за допомогою сили пружини. У середовищах постійної високої{1}}вібрації (трансмісії транспортних засобів, важке промислове обладнання) пружина може втратити контакт під час вібрації, навіть якщо корпус виглядає зібраним. У цих випадках вкажіть блокувальні з’єднувачі з вторинним утриманням.

Серйозне забруднення-середовища без захисту IP.Пружинна контактна площадка, що піддається впливу рідини для різання, сільськогосподарських хімікатів або гірничого пилу без належного ущільнення, вийде з ладу через забруднення незалежно від якості позолоти. Якщо неможливо спроектувати герметизацію навколо контактного інтерфейсу, виберіть натомість систему герметичних роз’ємів.

Extremely high current density (>10 А на контакт).Понад 10 А на один контакт управління температурою стає дуже складним зі стандартною геометрією пружинних контактів. Шини чи роз’єми з високим -струмом є більш доречними.

Приклади застосування

Носимі зарядні контакти

Док-станції для заряджання розумних годинників і фітнес-трекерів є найбільш-застосуванням для пружинних контактних панелей. Конструктивні обмеження жорсткі: площа колодки невелика, кількість вставок велика (щоденне-використання смарт-годинника 365 разів на рік), а вимоги до водонепроникності (IPX7 або IP68) обмежують спосіб ущільнення навколо контакту.

Ми працювали над розробкою зарядних контактів для багатьох платформ. Найпоширенішою несправністю, якої ми можемо уникнути, є накладки ENIG на продуктах, призначених для -річного щоденного використання. Визначення твердого золота 0,5 мкм додає кілька центів за плату; заміна зарядних контактів у гарантійному поверненні коштує значно дорожче.

Медична діагностика in{0}}in vitro

Пристрої IVD вимагають відповідності біосумісності для будь-якої поверхні, яка може контактувати з біологічними зразками або руками клінічного персоналу. Контактні майданчики в цих програмах зазвичай використовуються в інтерфейсах тестових пристроїв, а не на контактних поверхнях-пацієнта, але вимоги до документації все ще є значними. Ми надаємо паспорти матеріалів, документацію щодо відповідності вимогам RoHS/REACH та записи щодо відстеження як стандарт для медичних клієнтів.

Тестові прилади ICT та FCT

Висока-плотність тестових точок SMT у-схемах і приладах для функціонального тестування циклюють набагато довше, ніж будь-яке застосування продукту - звичайний прилад для ІКТ може пройти 1000 тестів плат на день. За такої швидкості показник 100 000-циклів досягається менш ніж за чотири місяці. Для цих застосувань ми вказуємо золоте покриття максимальної твердості та рекомендуємо графіки технічного обслуговування кріплень на основі фактичної кількості циклів, а не календарного часу.

Автомобільні з’єднання між платами--

З’єднання між ECU, модулями датчиків і платами розподілу електроенергії все частіше використовують інтерфейси пружинних контактів, а не традиційні роз’єми джгутів. Ці програми мають відповідати кваліфікації компонентів AEC-Q200 і підлягають термічному циклу (від -40 градусів до +125 градусів), вібрації згідно з ISO 16750 та впливу вологи згідно з ISO 6270.

Індивідуальний процес проектування

• Типові проекти: креслення надаються протягом 1 робочого дня
• Спеціальні конструкції: проектні креслення доставляються протягом 1–3 робочих днів

Результати

1. 2D креслення та специфікації
2. 3D моделі
3. Рекомендації щодо матеріалів і покриттів
4. Цитата
5. Підтримка прототипу: виготовлення форм на замовлення або виготовлення зразків прототипів.

Часті запитання

Який правильний розмір колодки для контакту Pogo Pin?

Діаметр колодки має дорівнювати діаметру плунжера штифта плюс 0,5–0,8 мм, щоб врахувати допуск виготовлення друкованої плати та поплавок механічного вирівнювання. Для шпильки 1,0 мм це означає колодку 1,5–1,8 мм. Якщо у вашому корпусі використовуються функції точного вирівнювання (штифти, формовані напрямні), можливо, ви зможете затягнути його до +0.3 мм -, розділіть допуски для вашого корпусу, і ми проконсультуємо. Занижений розмір колодки є найпоширенішою причиною періодичного контакту в прототипах.

Коли слід використовувати тверде золото замість ENIG?

Якщо протягом терміну служби ваш продукт буде з’єднуватись і не з’єднуватися більше 3000 разів, укажіть електролітичне тверде золото. Для розумного годинника, який заряджається щодня, цей поріг досягається через вісім років - протягом терміну служби продукту. Для тестового приладу це досягається за кілька днів. ENIG підходить для -застосувань із низьким циклом або для колодок, які в першу чергу потребують пайки, а не механічного контакту.

Яку силу струму пропускає одна контактна площадка?

Правильно сконструйована прокладка на 2 унції міді в добре-провітрюваному середовищі може витримувати 3–5 А при підвищенні температури нижче 30 градусів за температури навколишнього середовища 25 градусів. Зниження до 50–60% при температурі навколишнього середовища 85 градусів. Для навантажень понад 5 А ми рекомендуємо паралельні колодки, а не одну велику колодку - вона рівномірніше розподіляє як електричне, так і теплове навантаження та зменшує чутливість до одно-порушення контакту.

Чи можна використовувати ці контактні майданчики у водонепроникних продуктах?

Так, з правильною конструкцією ущільнення навколо контактного інтерфейсу. Прокладка сама по собі не є гідроізоляційним елементом -, як прокладка корпусу або формоване ущільнення. Ми підтримуємо конструкції IP67 і IP68 для носимих і промислових пристроїв. Головне, щоб ущільнювальна поверхня була механічно сумісною з силою стиснення пружини; занадто велика сила стиснення спотворює м’які прокладки та може фактично порушити ущільнення.

Яка мінімальна відстань між сусідніми колодками?

Мінімальна зона захисту-між сусідніми прокладками становить 0,3 мм для прокладок діаметром менше 0,8 мм і 0,5–0,8 мм для більших прокладок. Це виробничі мінімуми - для високо-напруги або високо-частотних сигналів, збільшення відстані на основі вимог до шляху витоку та зазору або моделювання цілісності сигналу.

Як зменшити контактний опір у виробничому проекті?

Контактний опір визначають три фактори: провідність і товщина покриття, контактна сила і чистота поверхні. Покриття з твердого золота товщиною 0,5 мкм, контактна сила понад 80 гс і геометрія очищувального контакту надійно досягають менше 20 мОм у виробництві. Якщо ви вимірюєте вищий опір у виробничих платах, перевірте окислення поверхні колодок (плати ENIG, які зберігалися більше 6 місяців, показують вимірне збільшення опору) і переконайтеся, що ваш корпус досягає зазначеного стиснення контактів.

Чи підтримуєте ви замовлення невеликих-серій або прототипів?

так У нас немає вимог щодо мінімального замовлення на стадії прототипу. Термін виконання для стандартних геометрій становить 3–5 робочих днів для Герберів і пропозиції; Виробництво прототипної плати залежить від вашої фабрики, а не від нас. Для спеціальної геометрії нам зазвичай потрібен додатковий тиждень для перевірки DFM і перевірки інструментів.

Які сертифікати застосовуються до ваших контактних панелей?

Стандартні поставки відповідають Директиві RoHS 2011/65/EU і нормам REACH SVHC. Сертифікація ISO 9001:2015 поширюється на наші виробничі потужності. Специфікації матеріалів і протоколи випробувань доступні за запитом.

Короткий огляд технічних характеристик

Вміст перевірено старшим інженером із додатків із 12-річним досвідом у розробці точних з’єднань і носимих/медичних пристроїв. Технічні дані базуються на внутрішньому тестуванні відповідно до IEC 60512-6-4 і MIL-STD-1344.

Запит на спеціальну рекомендацію щодо макета панелі- поділіться специфікацією штифта, кресленням корпусу та вимогами до циклу/струму. Протягом 3–5 робочих днів ми надішлемо рекомендацію щодо макета та характеристики покриття.

Завантажити: Контрольний список дизайну Pogo Pin Pad (PDF)- односторінкове-довідкове поле, що охоплює розмір колодки, вибір покриття, зниження номінального струму та загальні види несправностей.

пов'язані:Pogo Pad |Виробник Pogo Pin | Постачальники Pogo Pin| Контактна панель Pogo Pin