Migliorare la durata dei connettori: una misura cruciale di affidabilità

Poiché la domanda di prestazioni impeccabili nei prodotti elettronici continua ad aumentare, la durata dei connettori costituisce un indicatore cruciale per valutarne l’affidabilità. Nella progettazione, migliorare la durata della vita del connettore è diventato un principio guida. Allo stesso tempo, l'intensificarsi della concorrenza sul mercato ha spinto gli ingegneri a cercare materiali adatti ricavati da leghe convenienti, una scelta primaria per ridurre i costi dei connettori. L’effetto combinato di queste tendenze spesso porta le caratteristiche operative delle leghe di rame nei connettori più vicini ai limiti prestazionali.

La forza di contatto iniziale rimane un fattore significativo nella progettazione del connettore e nelle proprietà dei materiali. La deformazione elastica si trasforma in deformazione plastica all'interno dei contatti, con conseguente rilascio dello stress e conseguente riduzione della forza di contatto. Se la forza di contatto scende al di sotto di un livello critico, può verificarsi un guasto funzionale dei contatti. Perciò, prevedere il rilascio dello stress in funzione del tempo e della temperatura diventa un fattore fondamentale per garantire l'affidabilità del connettore. Nei paragrafi seguenti, SED approfondirà i test di rilascio da stress e la loro rilevanza nel prevedere la durata della vita dei connettori.

I dati sul rilascio delle sollecitazioni rappresentano uno strumento efficace per gli ingegneri progettisti per prevedere la durata dei connettori di alimentazione, consentendo decisioni informate riguardo alla selezione dei materiali di contatto sulla base dei dati esistenti. Questi dati hanno già trovato ampia applicazione in settori quali quello dei computer, delle comunicazioni e dell’elettronica automobilistica. Attualmente, i dati sul ciclo di vita dei prodotti sono particolarmente scarsi, in particolare nel campo dell’informatica. Inoltre, questi dati rappresentano una risorsa preziosa per abbreviare i cicli di sviluppo del prodotto e i periodi operativi effettivi.

La maggior parte dei progettisti di connettori utilizza i dati di rilascio delle sollecitazioni principalmente per restringere la selezione dei materiali di contatto in base ai requisiti dell'applicazione. Tuttavia, molti progettisti sono anche alla ricerca di metodi di test adeguati per previsioni più accurate delle caratteristiche di durata dei connettori. Questo approccio riduce significativamente la quantità di campione richiesta per i test e i costi associati.

Attualmente, i connettori automobilistici utilizzati in ambienti difficili e sotto i cofani motore adottano prevalentemente requisiti di progettazione di livello 3 o livello 1. Si prevede che la prossima generazione di connettori automobilistici funzionerà a temperature più elevate. Nel frattempo, la maggior parte dei connettori non automobilistici non sembra richiedere stabilità nelle condizioni sopra menzionate. Tuttavia, i connettori ad alta densità richiedono forze di accoppiamento iniziali inferiori, riducendo a loro volta il rilascio dello stress. Ciò sottolinea l’importanza del rilascio dello stress anche a temperature più basse.

Determinare il tempo di misurazione standard per i dati di test rilevanti per applicazioni specifiche è generalmente impegnativo. Tempi di prova compresi tra 1000 e 3000 ore alla temperatura operativa prevista sono adatti per valutare i dati caratteristici dei prodotti elettronici automobilistici. Viene prestata sempre maggiore attenzione ai dati caratteristici oltre le 3.000 ore, estendendosi fino a 3.000-5.000 ore (equivalenti a una durata di vita di 150.000 miglia). L'estrapolazione dei dati dei test (senza considerare i cambiamenti nella pendenza) potrebbe portare a una sovrastima della durata del contatto, con il grado di sovrastima che aumenta con periodi di test prolungati. La rappresentazione grafica semi-logaritmica dei dati a una temperatura specifica è attualmente il metodo più utilizzato ed è urgentemente necessaria. Questo approccio offre un mezzo semplice per confrontare vari materiali per un'applicazione specifica. Tuttavia, è fondamentale esaminare attentamente i dati estrapolati e rimanere attenti alla possibilità di sovrastimare la durata della vita finale.