Соединение плоских кабелей

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

Соединение плоских кабелей

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

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

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

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

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.
Читайте также  Сечение провода в щитке для соединения автоматов

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. 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

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. 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

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

Рис. 10. Схема вилки кабельной с прокалыванием 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 розеткиAMP-Latch Вилки AMP-Latchс защелками Вилки AMP-Latchв 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. 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

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).
Читайте также  Греющий кабель соединение двух кусков

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.

Источник: https://www.compel.ru/lib/59120

Монтаж электрических установок — Соединение кабелей с бумажной изоляцией в свинцовых муфтах

Соединение плоских кабелей

Рис 12 30 Ступенчатая разделка концов кабеля

Свинцовые муфты типа СС применяют для соединения кабелей с бумажной изоляцией 6 и 10 кВ. Заводы поставляют свинцовые муфты в виде отрезков цельнотянутых труб соответствующих длины и диаметра. Подготовка соединения. Перед соединением жил двух кабелей свинцовую муфту надвигают на один из кабелей, обмотанный чистои сухой тряпкой. Муфту изнутри и снаружи хорошо протирают тряпкой, смоченной в бензине.

В настоящее время в кабельных сетях 3—10 кВ для увеличения электрической прочности соединения кабелей в свинцовых муфтах разделку концов изоляции у соединительных гильз выполняют ступенями (рис. 12.30). В этом случае электрический пробой бумажной изоляции от соединительной гильзы на торец алюминиевой или свинцовой оболочки происходит не вдоль, а поперек слоев наматываемой при монтаже бумажной изоляции. Электрическая прочность бумаги на пробой в этом направлении почти в 10 раз больше, чем вдоль слоев.

Бумажные ленты изоляции удаляют вручную для образования у кабелей 6 кВ двух или четырех ступеней, а у кабелей 10 кВ — трех — шести ступеней. Для облегчения обрывания бумажных лент применяют стальную проволоку с грузами,

которой обвивают жилу в местах обрывания лент.

Изолирование соединения.

После соединения токопроводящих жил изолируют места соединений. Изолирование выполняют лентами кабельной бумаги, сматываемой с роликов или рулонов. Ролики и рулоны доставляют с кабельного завода в запаянных металлических банках, заполненных маслоканифольным составом. Токопроводящую жилу между соединительной гильзой и бумажной заводской изоляцией обматывают лентой с бумажного ролика или пряжей.

Пряжу также доставляют в банках, запаянных и заполненных маслоканифольным составом. Перед употреблением пряжу, бумажные ролики или рулоны подогревают до 70—80 °С в специальном разогревателе или в ведре с трансформаторным маслом. В герметически закрытых заводских банках разогревать комплекты не допускается в связи с опасностью взрыва.

Также не допускается разогревание банок на жаровне, пламени газовой горелки или паяльной лампы, так как возможна порча пряжи и особенно бумаги. Ролики и пряжу вынимают из банок чистыми металлическими крючками.

Лентами, сматываемыми с бумажных роликов, выравнивают изоляцию на жиле до размеров заводской, т. е. бумажными лентами заполняют пространство между ступенями изоляции на жилах, если наружный диаметр соединительной гильзы меньше, чем диаметр жилы.

Если диаметр гильзы больше диаметра жилы, при помощи лент с бумажных роликов на участке, равном ширине бумажного рулона, наматывают изоляцию так, чтобы она была цилиндрической и в конце обмотки плавно переходила на жилу в виде сигары. Бумажную ленту роликов и рулонов накладывают на место соединения жил плотно и ровно, с тем чтобы под слоями не оказалось воздушных промежутков, которые могут привести к пробою изоляции кабеля.

Намотку первого слоя ленты производят, начиная с левого торца заводской бумажной изоляции. Затем выполняют поворот и наматывают второй слой ленты в обратном направлении. Чтобы при повороте на ленте не образовалась складка, на ней на половину длины ленты делают вырез длиной около 100—200 мм. Если бумага при намотке легла неплотно, ее удаляют и делают намотку новой бумагой.

Читайте также  Соединение гибкого и жесткого провода

При подмотке роликами поверхность изолируемых жил периодически прошпаривают разогретой массой МП-1. После обмотки жил рулонами жилы сжимают и обматывают в несколько слоев лентами с ролика шириной 50 мм, а затем перевязывают хлопчатобумажной пряжей, взятой из банки.

Прошпарка.

Для удаления влаги, которая может попасть на бумажную изоляцию из воздуха или с рук кабельщика, производят прошпарку (поливку) обмотанного места соединения жилы горячей маслоканифольной кабельной массой марки МП-1.

Обработка алюминиевой или свинцовой оболочки.

После изолирования места соединения удаляют оболочку кольцевого пояса. На оставшуюся общую бумажную обмотку жил (поясную изоляцию) накладывают бандаж из нескольких витков кабельной пряжи, поставляемой в запаянных банках вместе с бумажными кабельными роликами и рулонами.

Затем удаляют заусенцы и острые края с торцов свинцовой или алюминиевой оболочки и специальной подбойкой поднимают (разбортовывают) края оболочки в виде раструба (рис. 12.31,а). Для разбортовки свинцовой оболочки применяют деревянную подбойку, для алюминиевой оболочки — подбойку из дюралюминия.

Затем свинцовую муфту надвигают на место соединения, концы ее легкими ударами деревянного молотка (валька) обколачивают на конус так, чтобы концы трубы обжали свинцовую или алюминиевую оболочку кабеля (рис. 12.31, б).

Пайка.

После этого концы муфты подпаивают к свинцовой или алюминиевой оболочке кабеля припоем ПОС. К алюминиевой оболочке свинцовую муфту рекомендуется припаивать кадмиевым припоем марки Б. Перед припайкой свинцовой муфты к свинцовой или алюминиевой оболочке кабеля их очищают от окиси. Для этого спаиваемые поверхности слегка подогревают газовой горелкой, после чего свинцовая оболочка натирается стеарином, а алюминиевая облуживается припоем марки А, а затем припоем ПОС.

После окончания пайки горловину муфты покрывают слоем стеарина способствующего охлаждению и очищению места пайки.
Во избежание коррозии алюминиевой оболочки кабеля, с которой на вводе ее в муфту удаляют обмотку поливинилхлоридной лентой, место соединения кабеля с муфтой обмазывают горячей кабельной массой.

Затем место соединения обматывают липкой поливинилхлоридной лентой, поверх которой делают дополнительную обмотку просмоленной лентой с последующим покрытием ее асфальтовым лаком.

Подготовка муфты к заливке.

В верхней части муфты, припаянной к оболочке кабеля, плоской стамеской или ножом прорубают два треугольных отверстия (рис.

12 31, в),
Рис 12 31 Соединение кабелей с бумажной изоляцией в свинцовых муфтах а—поднятие свинцовой или алюминиевой оболочки кабеля подбойкой, б— обколачивание торцов свинцовой муфты деревянным вальком, в — прорубание треугольных отверстий в свинцовой муфте через одно из которых при помощи воронки заливают муфту кабельной массой Описание заливки муфты кабельной массой приведено ниже. Заделка концов кабелей в стальных воронках.

Концевые заделки типа КВБ применяют теперь в редких случаях. Их разрешается устанавливать только с направлением жил вверх. Разделку кабеля для монтажа в воронке выполняют так же, как разделку для соединения в чугунной соединительной муфте. Конец кабеля до разделки вводят в воронку через горловину и сдвигают воронку на неразделываемую часть кабеля. Только после этого производят ступенчатую разделку конца кабеля.

Пайку медного проводника заземления к броне и оболочке кабеля выполняют так (рис. 12.32): облуженный медный проводник заземления 4 накладывают на предварительно облуженный участок брони 5 и оболочки 7 кабеля вдоль оси кабеля, укладывая отдельные проволоки так, чтобы каждая проволочка жилы заземляющего проводника плотно прилегала к оболочке и броне, и закрепляют бандажами 6 из пяти-шести витков медной проволоки диаметром 1—2 мм.

Рис. 12 32. Пайка медного проводника заземления к броне и оболочке кабеля: 1 — джутовый покров кабеля; 2 — бандаж из просмоленной ленты; з — бандаж из стальной оцинкованной проволоки; 4 — медный проводник заземления; 5 — броня кабеля; 6 — бандаж из медной проволоки; 7 — оболочка кабеля; 8— полоса припоя, 9 — горелка ГПВМ 0,1 Все проволоки заземляющего проводника припаивают к бандажам 6. Пайку производят, нагревая пламенем горелки броню 5 и палочку припоя 8, соприкасающуюся с броней, до его расплавления. Отводя горелку 9 в сторону, тряпочкой без ворса, смоченной паяльным жиром или флюсом ПАП, подправляют и разглаживают припой, формуя шов. Аналогично осуществляют пайку проводника заземления к оболочке 7 кабеля. Неровности пайки удаляют напильником, и место пайки протирают тряпкой, смоченной в бензине или ацетоне. В зависимости от формы воронки жилы разводят так, чтобы они располагались по вершинам равностороннего

треугольника (при монтаже круглой воронки КВБк) или находились на одной линии с равными расстояниями между ними (при монтаже овальной воронки КВБо). Часть жилы, выходящую из кабельной воронки, обматывают лакотканевой или поливинилхлоридной липкой лентой. Для склеивания при обмотке слоев лакотканевой и триацетатной лент применяют цапонглифталевый лак. Обмотку выполняют также тафтяной лентой с подклейкой эпоксидной смолой.

Источник: https://forca.ru/knigi/arhivy/montazh-elektricheskih-ustanovok-67.html