Материал усб: Usb плита в строительстве

Выход SparkFun USB-C

Нет в наличии БОБ-15100

5

Избранное Любимый 33

Список желаний

GPIB-USB-контроллер

В наличии БОБ-00549

299,95 $

7

Избранное Любимый 7

Список желаний

SparkFun USB Type A Женский разъем

В наличии БОБ-12700

6

Избранное Любимый 26

Список желаний

SparkFun USB-разъем MicroB

В наличии БОБ-10031

12

Избранное Любимый 25

Список желаний

Поставщик разъемов

Высококачественные полиамиды обеспечивают повышенную надежность и безопасность разъемов USB-C следующего поколения.

Твитнуть

Разъемы USB-C должны будут передавать больше энергии, чем предыдущие поколения, при гораздо меньшем форм-факторе, что делает эксплуатационные свойства материалов, используемых для соединения всех токопроводящих элементов, особенно важными. Надежность является ключевым требованием, поэтому промышленность ищет прочные, надежные, жесткие и обеспечивающие высокую текучесть пластмассы. Переработчики пластмасс готовятся к производству, и многие из них сейчас проходят этапы утверждения прототипов и первых образцов. Общий уровень производства, вероятно, не превышает одного миллиона штук в месяц, но когда производство идет полным ходом, объемы увеличатся в 10 раз.

Разъем Type-C поддерживает новый формат SuperSpeed ​​USB 3.1, обеспечивающий скорость передачи данных до 10 Гбит/с, что примерно вдвое превышает скорость текущих версий USB 3.0. Он по-прежнему обратно совместим со всеми форматами USB 2.0 (LS, FS и HS), поэтому даже устаревшие системы смогут воспользоваться преимуществами нового разъема, когда он будет встроен в ключи.

Внедрение разъема USB-C также является ответом на призыв сократить электронные отходы. Законодатели в Европе, например, в течение нескольких лет настаивали на использовании стандартизированного зарядного интерфейса, чтобы одно зарядное устройство и связанный с ним кабель можно было использовать для нескольких устройств; аналогичные шаги имели место в Китае и Корее.

В результате разъем USB-C станет стандартной конструкцией с 2017 года, как постановил Форум разработчиков USB (USB IF), некоммерческая корпорация, основанная группой компаний, разработавших исходную спецификацию универсальной последовательной шины. .

Спецификация USB Power Delivery также обновляется, чтобы позволить USB PD поддерживать спецификацию кабеля и разъема USB-C для зарядки мощностью до 100 Вт. Спецификации USB-C содержатся в общем стандарте USB 3.1, который также охватывает скорости передачи данных.

Разъем USB-C представляет собой серьезную проблему с точки зрения проектирования и производства. Это связано с тем, что разъем USB-C намного меньше, чем у его предшественников, но при этом он должен выдерживать гораздо большую мощность. Различные контакты на разъеме USB-C расположены с шагом всего 0,5 мм по сравнению с 0,65 мм на разъеме USB 3.0 Micro B и 2,0 мм на разъеме USB типа A. Тончайшая изолирующая стенка была уменьшена с 1,84 мм на USB Type A до мизерных 0,12 мм на разъеме USB-C. Трудно успешно проектировать и последовательно формовать детали с такими тонкими стенками и поддерживать необходимые механические и электрические свойства.

Как уже отмечалось, разъемы USB-C должны будут обеспечивать большую мощность, чем предыдущие поколения, при гораздо меньшем форм-факторе, поэтому эксплуатационные свойства материалов, используемых для соединения всех токопроводящих элементов, особенно критично. Надежность является ключевым требованием, поэтому промышленность ищет прочные, надежные, жесткие пластмассы, обеспечивающие высокую текучесть.

Многие производители компонентов начали разработку новых конструкций разъемов USB-C с использованием жидкокристаллических полимеров (LCP). Традиционно LCP часто предпочитают в тонкостенной электронике из-за их превосходных свойств текучести и из-за того, что цены на некоторые товарные сорта относительно низкие, иногда ниже 10 долларов за кг; LCP хорошо известны производителям разъемов USB, поскольку они были предпочтительным полимером в предыдущих поколениях USB.

Но во многих случаях разъемы USB-C, скорее всего, не пройдут строгие испытания в отношении их электрических свойств, особенно устойчивости к скольжению по поверхности, выражаемой как сравнительный индекс отслеживания (CTI), а также механических свойств.

CTI пластика, который действует как изолятор, а также как механическое крепление вокруг проводников, как никогда ранее является ключом к надежности продукта с разъемом USB-C. Если изолятор не имеет достаточно высокого CTI, существует риск того, что в какой-то момент произойдет короткое замыкание, которое повредит устройство и, возможно, даже вызовет пожар. Это не нагнетание паники — есть разные сообщения о возгорании мобильных устройств во время зарядки.

По сути, существует три пути снижения риска возгорания, вызванного трекингом:

• Увеличение пути утечки (определяется шагом проводника и толщиной стенки изолятора)
• Снижение уровня загрязнения окружающей среды (пыль, пот и др.)
• Использование изоляционного материала с более высоким CTI

Путь утечки в соединителях задан заранее и не может быть изменен. Снизить уровень загрязнения окружающей среды на уровне соединителя можно только за счет дополнительной герметизации, что увеличивает стоимость устройства, поэтому использование материала для изолятора с максимально высоким CTI является наиболее жизнеспособным решением для повышения конечной прочности. безопасность продукта.

Более подходящие решения, чем те, которые возможны с LCP или галогенсодержащими PA (PA9T или PA6T), могут быть найдены с использованием высокоэффективных безгалогенных полиамидов, таких как PA46 и PA4T.

Высокоэффективные полиамиды 46 и 4T обеспечивают наилучший баланс механических и электрических свойств и точное литье. Полиамиды 46 и 4T уже одобрены несколькими мировыми производителями для использования в разъемах USB-C следующего поколения. Они отвечают требованиям повышения уровня безопасности и надежности. И PA46, и PA4T имеют высокие CTI класса 0 ПЛК, что значительно превышает рекомендуемые 400 В. Они сохраняют эти высокие характеристики в два раза дольше, чем альтернативные материалы, такие как LCP, большинство из которых имеют CTI ниже 400 В.

При испытаниях разъемов, изготовленных из LCP, контакты разъема выходят из строя после девяти падений, вызывая короткое замыкание; ни PA46, ни PA4T вообще не выходят из строя. Поэтому неудивительно, что безгалогенные полиамиды прямо рекомендуются USB-IF в спецификации USB 3.1. Механические требования, предъявляемые к термопластам, используемым в вилках и розетках разъемов USB-C, весьма значительны. Мелкие детали в физических структурах корпусов разъемов USB-C различаются у разных производителей, но во всех случаях, с механической точки зрения, самой большой проблемой является баланс между прочностью и жесткостью. В этом отношении высокоэффективные полиамиды от DSM предлагают идеальный баланс. Кроме того, системы огнезащитных добавок, которые они включают для обеспечения UL 94 Рейтинг V-0 не содержит галогенов.

Одной из наиболее важных частей корпуса вилки разъема являются ребра, разделяющие металлические контакты для питания и передачи данных. Как указывалось ранее, эти ребра обычно имеют толщину немногим более 0,12 мм, что предъявляет исключительные требования к технологическим свойствам пластмасс. PA46 и PA4T обеспечивают высокую текучесть в сочетании с высокой прочностью сварного шва. Это обеспечивает превосходную обработку, которая необходима для удовлетворения требований очень высокого уровня производительности, а также предоставляет разработчикам соединителей гибкость в структуре компонентов и дизайне инструментов. С другой стороны, обеспечивается необходимая высокая прочность на выдергивание штифта (сила, необходимая для вытягивания металлических контактов из корпуса).

Разъемы USB-C могут быть очень маленькими, но они представляют собой сложные сборки из пластика и металла. Разные производители рассматривают немного разные подходы к проектированию, но один предпочтительный путь, по крайней мере, для приемника, заключается в использовании процесса, который включает в себя последовательное формование вкладышей. Сначала изготавливается своего рода «заготовка», в которую встроен набор контактов, а затем она используется во втором процессе формования вставки, в котором в сборку включаются дополнительные металлические компоненты.

При двухстадийном формовании вкладышей рекомендуется использовать на первом этапе термопласт с более высокой температурой плавления, чем температура плавления, используемая на втором этапе, чтобы гарантировать отсутствие повторного плавления, которое может вызвать первый набор вставок. сменить положение. Но этот второй материал по-прежнему должен иметь достаточно высокую температуру плавления, чтобы противостоять температурам, возникающим в любом возможном последующем процессе высокотемпературной пайки.

Таким образом, идеальным решением является использование PA4T на первом этапе формования вкладышей; у этого есть температура плавления 325°C. Вторая стадия формования вкладышей затем может быть выполнена с использованием PA46, температура плавления которого составляет 29°С.5°С.

Самая сложная в изготовлении часть разъема USB-C — передний корпус разъема. Для очень тонких ребер требуется материал с высокой текучестью и прочный материал, а на передней стороне имеется линия сварки, что требует материала с высокой прочностью линии сварки.

Требования к материалам, перечисленные ниже, могут быть выполнены с помощью высокоэффективных полиамидов PA46 и PA4T:

• Конструкция с высокой пропускной способностью для конструкции с толщиной стенки 0,12 мм
• Высокий уровень жесткости, ударной вязкости и прочности линии сварки
• Высокая износостойкость, трение и высокая удерживающая сила (10 000-кратное испытание на прочность при соединении/разъединении)
• Окно хорошего процесса
• UL 94-V0 и высокий CTI (400 В) для поддержки стандартов USB PD 1.0 и 2.0 (до 5 А и 20 В)
• Хорошая окрашиваемость для удовлетворения потребностей рынка бытовой электроники
• Бессвинцовая пайка оплавлением
• Совместимость с высокоскоростной передачей сигнала до 10 Гбит/с

Чтобы полностью прочитать этот технический документ, нажмите здесь.