№3 / 2014 / статья 3

Соединители для плоских кабелей (FPC, Micro-Match, AMP-Latch)

Максим Держанский (г. Брест)

Соединители и внутриблочные соединения на основе плоских кабелей являются промышленным стандартом. Каждый вспомнит обилие плоских шлейфов в персональных компьютерах недалекого прошлого, устройствах с дисплеями и исполнительной периферией, струйных принтерах. TE Connectivity предлагает целый ряд семейств разъемов для плоских кабелей. Самым распространенным из них (FPC, Micro-Match, AMP-Latch) посвящена эта статья.

Работоспособность электротехнического изделия зачастую зависит именно от качества соединителей. Особенно, когда к конечному продукту предъявляются серьезные требования по эксплуатации: вибростойкость, стойкость к механическим повреждениям, пыле- и влагостойкость, способность находиться в химически агрессивной среде, широкий рабочий температурный диапазон и др.

Из личной практики, 6 из 10 случаев неисправности устройств связи связаны с соединителями. Возможные причины: коррозия, неплотное соединение, выпадение кабеля из-за вибрации либо действия неопытного персонала.

Широкое применение плоских кабелей практически во всех стационарных и мобильных приложениях (морские, наземные, воздушные) обусловлено рядом преимуществ таких соединений:

  • компактность даже при большом числе контактов;
  • простая и быстрая замена поврежденного кабеля;
  • организация несущих проводников, исключающая запутывание;
  • соединение отстоящих друг от друга модулей и исполнительных устройств в рамках одного блока или изделия;
  • «подвижность» соединения. За счет гибкости и долговечности самого кабеля возможно подведение питания и сигнальных линий к движущимся узлам устройства (например, к каретке струйного принтера). Важно, однако, помнить, что движения должны совершаться в плоскости, параллельной полотну кабеля.

Стоит также отметить, что сами плоские кабели делятся на два больших класса: пленочные FFC-/FPC-кабели (называемые иногда гибкими печатными платами) и гибкие сигнальные шлейфы.

Соединители FPC для плоских пленочных кабелей

Гибкий пленочный кабель представляет собой один или несколько слоев диэлектрика с расположенными между ними проводниками. Такие соединители предназначены для объединения отдельных электронных узлов и элементов в единое устройство. FPC легко изгибаются, что позволяет производить монтаж в труднодоступных местах и увеличить плотность печатных плат.

Рис. 1. Расположение контактов с указанием их шага

Рис. 1. Расположение контактов с указанием их шага

Исходя из тенденций к миниатюризации всех технических средств, соединители FPC производства компании TE Connectivity разработаны с учетом жестких требований рынка (уменьшение шага контактов, высоты, возможность автоматизированного монтажа). Они отвечают всем этим требованиям, обеспечивают надежное соединение, защищают контактную площадку кабеля, имеют «нулевое» усилие сочленения (так называемое ZIF-соединение) и не требуют дополнительных инструментов для фиксации кабеля в соединителе. Соединители FPC нашли широкое применение в бытовых приборах, компьютерах, ноутбуках, принтерах, мобильных телефонах, смартфонах, различных карт-ридерах, видеокамерах, устройствах Глонасс/GPS, игровых консолях, телевизорах, медицинском оборудовании и многом другом.

Доступны соединители с шагом 0.25, 0.3, 0.5, 1.0 и 1.25 мм. Под шагом контактов здесь понимается расстояние между центрами граничащих контактов, расположенных в шахматном порядке, (рисунок 1).

По типу присоединения исполнение соединителей FPC делится на ZIF и non-ZIF. Последние рассчитаны на непосредственную вставку кабеля в колодку подпружиненных контактов с некоторым усилием. Иногда это приводит к заломам, и применение таких разъемов постепенно сокращается. Их неоспоримым преимуществом все еще остается низкая цена. Cоединители в ZIF-исполнении оснащены защелкой, которая фиксирует подключенный кабель в заданном положении. Защелки бывают различных конструкций, но задача у них одна – максимально упростить присоединение. Пример работы защелки можно проследить по рисунку 2.

Рис. 2. Принцип работы защелки соединителя FPC

Рис. 2. Принцип работы защелки соединителя FPC

FPC выпускаются с верхним и нижним расположением контактов (рисунок 3). Это обусловлено тем, что контактная площадка на пленочном кабеле может быть как с одной, так и с другой стороны. Плюс, устройство с выводом в виде пленочного шлейфа может устанавливаться различным образом относительно разъема. Чтобы избежать перекручивания шлейфа, предлагаются разъемы с верхним или нижним расположением контактов.

Рис. 3. Соединители FPC с верхним и нижним расположением контактов

Рис. 3. Соединители FPC с верхним и нижним расположением контактов

Обобщенные характеристики соединителей серии FPC приведены в таблице 1.

Таблица 1. Обобщенные характеристики соединителей FPC

Шаг контактов, мм 0.25; 0.3; 0.5; 1.0; 1.25
Число контактов До 71
Рабочий ток, А До 1
Рабочее напряжение до 250 VAC/125 VDC
Корпус/защелка Термопластик UL 94V-0
Выводы Олово, золото
Рабочая температура, °С -40…85

С целью удовлетворить потребности инженеров-проектировщиков соединители FPC выпускаются в вертикальном и угловом исполнениях для поверхностного монтажа и монтажа в отверстия печатной платы, с разными конструкциями защелок и материалами контактов.

FPC входят в складскую программу официального дистрибьютора TE Connectivity компании КОМПЭЛ. Наиболее популярные складские позиции приведены в таблице 2.

Таблица 2. Складские позиции FPC

Число
контактов
Усилие
присоединения
Монтаж Шаг 0.5 мм Шаг 1.0 мм
Расположение контактов
Верхнее Нижнее Верхнее Нижнее
Код для заказа
4 ZIF поверхностный 84953-4 84952-4
6 84953-6 84952-6
8 1734592-8 84953-8 84952-8
10 1-1734839-0 1-1734592-0 1-84953-0 1-84952-0
12 1-84953-2
14 1-1734592-4 1-84953-4 1-84952-4
16 1-1734592-6 1-84953-6 1-84952-6
20 2-1734592-0 2-84953-0 2-84952-0
22 2-1734592-2
24 2-1734839-4 2-1734592-4 2-84952-4
30 3-1734839-0 3-1734592-0 3-84953-0 3-84952-0
34 3-1734592-4
40 4-1734839-0 4-1734592-0
50 5-1734839-0 5-1734592-0

 

Соединители Micro-Match для плоских кабелей

Семейство соединителей Micro-Match крайне велико и уже освещалось на страницах нашего журнала [7]. В рамках данной статьи нас интересуют только соединители для плоских шлейфов. Micro-Match являются одними из самых миниатюрных соединителей для плоских кабелей с шагом контактов 1.27 мм. Контакты луженые, полностью покрыты металлом (никаких пустых краев и т.д.), что предотвращает перемещение продуктов коррозии. Напомним, что главное преимущество Micro-Match перед другими видами соединителей – это наличие контактной пружинной системы в розетке, которая:

  • нейтрализует относительные перемещения, вызванные вибрацией и тепловым расширением между контактами вилки и розетки;
  • обеспечивает плотное соединение при любых обстоятельствах, защищая соединитель от фреттинг-коррозии (коррозия, возникающая при минимальном повторяющемся (локальном) перемещении двух поверхностей относительно друг друга в условиях коррозийной среды);
  • обеспечивает защиту от истирания.

Варианты и комбинации использования различных типов вилок и розеток соединителей Micro-Match для плоского кабеля продемонстрированы на рисунках 4 и 5.

Рис. 4. Соединители Micro-Match для плоских кабелей

Рис. 4. Соединители Micro-Match для плоских кабелей

Рис. 5. Соединители Micro-Match на платах

Рис. 5. Соединители Micro-Match на платах

 

Общие характеристики соединителей указаны в таблице 3.

Таблица 3. Характеристики соединителей Micro-Match

Шаг контактов, мм 1.27
Число контактов до 24
Рабочий ток, А до 1.5
Рабочее напряжение до 230 VAC/100 VDC
Корпус/защелка Термопластик UL 94V-0
Выводы Фосфористая бронза
Рабочая температура, °С -40…105

В таблице 4 приведены складские позиции розеток с верхним вводом для монтажа в сквозные отверстия печатной платы (рисунок 6), с верхним вводом для поверхностного монтажа (рисунок 7), с боковым вводом для монтажа в сквозные отверстия печатной платы (рисунок 8). Каждая розетка может быть с площадкой для автоматизированного монтажа и без нее.

Таблица 4. Складские позиции розеток соединителей Micro-Match

Количество
контактов
Розетка с верхним вводом для монтажа в сквозные отверстия печатной платы Розетка с верхним вводом для поверхностного монтажа Розетка с боковым вводом для монтажа в сквозные отверстия печатной платы
Бобина
(2500 шт)
Коробка
(250 шт)
Без площадки для захвата С площадкой для захвата Без площадки для захвата С площадкой для захвата
Код для заказа
4 215079-4 7-215079-4 188275-4 7-188275-4 215460-4 7-215460-4
6 215079-6 7-215079-6 188275-6 7-188275-6 215460-6 7-215460-6
8 215079-8 7-215079-8 188275-8 7-188275-8 215460-8 7-215460-8
10 1-215079-0 8-215079-0 1-188275-0 8-188275-0 1-215460-0 8-215460-0
12 1-215079-2 8-215079-2 1-188275-2 8-188275-2 1-215460-2 8-215460-2
14 1-215079-4 8-215079-4 1-188275-4 8-188275-4 1-215460-4 8-215460-4
16 1-215079-6 8-215079-6 1-188275-6 8-188275-6 1-215460-6 8-215460-6
18 1-215079-8 8-215079-8 1-188275-8 8-188275-8 1-215460-8 8-215460-8
20 2-215079-0 9-215079-0 2-188275-0 9-188275-0 2-215460-0 9-215460-0
Рис. 6. Схема розетки с верхним вводом для монтажа в сквозные отверстия печатной платы

Рис. 6. Схема розетки с верхним вводом для монтажа в сквозные отверстия печатной платы

Рис. 7. Схема розетки с верхним вводом для поверхностного монтажа

Рис. 7. Схема розетки с верхним вводом для поверхностного монтажа

Рис. 8. Схема розетки с боковым вводом для монтажа в сквозные отверстия печатной платы

Рис. 8. Схема розетки с боковым вводом для монтажа в сквозные отверстия печатной платы

В таблице 5 представлены складские позиции прямых вилок для монтажа в сквозные отверстия (рисунок 9), кабельных вилок с прокалыванием изоляции (рисунок 10), а также соединителей для монтажа в сквозные отверстия с проколом изоляции (рисунок 11).

Таблица 5. Выбор вилок, соединителей и изоляторов Micro-Match

Количество
контактов
Вилка прямая для монтажа в сквозные отверстия Вилка кабельная с прокалыванием изоляции Соединитель с монтажом в сквозные отверстия с проколом изоляции
Бобина
(2500 шт)
Коробка
(250 шт)
Бобина
(2500 шт)
Коробка
(250 шт)
Бобина
(2500 шт)
Коробка
(250 шт)
Код для заказа
4 215464-4 7-215464-4 215083-4 7-215083-4 215570-4 7-215570-4
6 215464-6 7-215464-6 215083-6 7-215083-6 215570-6 7-215570-6
8 215464-8 7-215464-8 215083-8 7-215083-8 215570-8 7-215570-8
10 1-215464-0 8-215464-0 1-215083-0 8-215083-0 1-215570-0 8-215570-0
12 1-215464-2 8-215464-2 1-215083-2 8-215083-2 1-215570-2 8-215570-2
14 1-215464-4 8-215464-4 1-215083-4 8-215083-4 1-215570-4 8-215570-4
16 1-215464-6 8-215464-6 1-215083-6 8-215083-6 1-215570-6 8-215570-6
18 1-215464-8 8-215464-8 1-215083-8 8-215083-8 1-215570-8 8-215570-8
20 2-215464-0 9-215464-0 2-215083-0 9-215083-0 2-215570-0 9-215570-0
Рис. 9. Схема вилки прямой для монтажа в сквозные отверстия

Рис. 9. Схема вилки прямой для монтажа в сквозные отверстия

Рис. 10. Схема вилки кабельной с прокалыванием изоляции

Рис. 10. Схема вилки кабельной с прокалыванием изоляции

Рис. 11. Схема соединителя с монтажом в сквозные отверстия с проколом изоляции

Рис. 11. Схема соединителя с монтажом в сквозные отверстия с проколом изоляции

Соединители Micro-Match применяются при производстве автомобильных аудио- и мультимедийных систем, систем навигации, игровых консолей, базовых станций, телефонов, телевизионных приставок, аудиотехники.

Соединители для плоских кабелей AMP-Latch

Название серии соединителей AMP-Latch состоит из двух частей: АМР – название торговой марки, и Latch – «защелка».

Соединители AMP-Latch оснащены контактами IDC (Insulation-Displacement Connector – контакты со смещением изоляции). Данные контакты не требуют зачистки и подготовки кабеля. Одного нажатия на крышку розетки достаточно, чтобы проколоть сразу все контакты. Это позволяет значительно сократить трудовые затраты.

Подключение плоского кабеля происходит в четыре этапа:

  1. выравнивание проводов плоского кабеля относительно слота;
  2. вставка кабеля, нажим крышки (изоляция начинает смещаться);
  3. изоляция разрезана, проводники начинают деформироваться;
  4. кабель вставлен полностью, жилы плотно зажаты, соединение установлено.

После разреза изоляции проводник оказывается зажат в вилке. На него действует остаточное давление контакта, зубцы которого плотно зажимают проводник. Такое соединение можно назвать «без доступа воздуха». Следовательно, не будет коррозии и других вредных воздействий внешней среды. Срок службы соединения значительно возрастает.

Основные характеристики соединителей приведены в таблице 6.

Таблица 6. Характеристики соединителей AMP-Latch

Характеристики/Наименование Двухрядные розетки
AMP-Latch
Вилки AMP-Latch
с защелками
Вилки AMP-Latch
в низкопрофильном корпусе
Число контактов до 64
Шаг контактов, мм 2.54
Корпус Термопластик UL 94V-0
Напряжение/ток до 250 VAC/1А
Контакты золото
Защелка Термопластик UL 94V-0
Рабочая температура, °С -65…105 -40…105

Корпуса вилок и розеток имеют элементы конструкции, которые позволяют избежать неправильного соединения.

Двухрядные розетки AMP-Latch (с центральным прямоугольным выступом) предназначены для обжима стандартного плоского кабеля с шагом 2.54 мм. Поставляются с крышкой на корпусе.

Вилки AMP-Latch в низкопрофильном корпусе выпускаются в прямом и угловом исполнении. Схемы приведены на рисунках 12 и 13. Размер «А» и складские артикулы – в таблице 7.

Рис. 12. Схема прямых вилок AMP-Latch

Рис. 12. Схема прямых вилок AMP-Latch

Рис. 13. Схема угловых вилок AMP-Latch

Рис. 13. Схема угловых вилок AMP-Latch

Помимо этого, выпускаются вилки с защелками. Также есть возможность заказать вилки стандартного исполнения прямые (для монтажа в сквозные отверстия с короткими защелками), угловые (для монтажа в сквозные отверстия с длинными и короткими защелками). Складские позиции приведены в таблице 7.

Таблица 7. Складские позиции соединителей AMP-Latch

Количество
контактов
Двухрядные розетки AMP-Latch, код для заказа Вилки AMP-Latch в низкопрофильном корпусе Вилки AMP-Latch с защелками
Размер А
(на схеме 12, 13)
Прямые Угловые
Код для заказа
10 1658621-1 20,35 1-1634688-0 1-1634689-0 5499922-1
14 1658621-2 25,43 1-1634688-4 1-1634689-4 5499922-2
16 1658621-3 27,97 1-1634688-6 1-1634689-6 5499922-3
20 1658621-4 33,05 2-1634688-0 2-1634689-0 5499922-4
26 1658621-6 40,67 2-1634688-6 2-1634689-6 5499922-6
40 1658621-9 58,45 4-1634688-0 4-1634689-0 5499922-9
50 1-1658621-0 71,15 5-1634688-0 5-1634689-0 1-5499922-0

В комплекте с соединителями AMP-Latch возможно применять различные дополнительные аксессуары, позволяющие сделать использование разъемов еще более удобным и практичным:

  • съемный гибкий пластиковый язычок для разъединения розетки и вилки (120623-1);
  • контакт-заглушка (на гребенке – 499712-1, россыпью – 104072-1). Используется, когда розетка может стыковаться с несколькими вилками, позволяет выбрать только одну правильную вилку для вставки. Вставляется в розетку, а в вилке удаляется соответствующий штырь;
  • нейлоновый язычок (5088450-х). Разъединяет вилку и розетку. Предназначен для постоянного монтажа на розетке;
  • планка для компенсации натяжения кабеля (499252).

Соединители широко используются при производстве промышленного и медицинского оборудования.

 

Заключение

История компании TE Connectivity насчитывает уже более 50 лет. На сегодняшний день она является одним из ведущих в мире поставщиков специализированных электронных компонентов и промышленных товаров. Компания выпускает более полумиллиона наименований продукции для различных отраслей, от автомобильной, военной, аэрокосмической промышленности, до производства телефонов, компьютеров и бытовых приборов. Соединители для плоских кабелей являются одним из фокусных направлений компании, от их качества зависит работа множества электронных устройств. На основе разъемов FPC, Micro-Match, AMP-Latch, можно организовать все необходимые и возможные внутриблочные соединения.

К преимуществам и отличительным особенностям соединителей производства компании TE Connectivity можно отнести:

  • использование только качественных материалов;
  • стабильность исполнения и геометрических размеров;
  • надежное соединение, устойчивое к вибрациям, коррозии, тепловому расширению, окислению;
  • большой выбор серий, типоразмеров;
  • высокая межконтактная изоляция;
  • возможность ручной и автоматической сборки;
  • проектные поставки (и проектные цены);
  • хорошее отношение цена/качество;

TE Connectivity традиционно дружественно настроена по отношению к разработчикам и инженерам. Рассмотренные серии соединителей сопровождаются полным набором документации и чертежей, отчетами испытаний. Есть возможность заказать бесплатные образцы для натурных испытаний.

 

Литература

  1. www.te.com;
  2. www.compel.ru;
  3. Fine Pitch FPC (Flexible Printed Circuit) Connectors (документация TE Connectivity);
  4. MICRO-MATCH Miniature Con­nector System (документация TE Con­nectivity);
  5. Александр Калачев. «Контакт между прошлым и будущим: коннекторы семейства Micro-MaTch»/Новости электроники. №9. 2012 г.;
  6. AMP-LATCH Ribbon Cable Interconnect (документация TE Con­nectivity);
  7. Новости электроники №9 2012. «Контакт между прошлым и будущим: коннекторы семейства Micro-Match», стр. 11…14.

Получение технической информации, заказ образцов, заказ и доставка.

TE_M.2 NGFF_NE_03_14_opt

Наши информационные каналы

Рубрики:

О компании TE Connectivity

Продукция TE Connectivity, широко известная на российском рынке под брендом Tyco Electronics, насчитывает более полумиллиона наименований, включающих не только электрические соединители и терминалы, но также реле, изделия для ВОЛС, устройства защиты электрических и сигнальных цепей, сенсорные экраны. Изделия компании используются в производстве потребительской электроники, в электроэнергетике, в медицинской, автомобильной и аэрокосмической электронике, в телекоммуникационной индустрии. На сег ...читать далее