Vridnig av mønsterkort et alternativ til kontakter

Tomra Systems har i et års tid testet ut vridning (ikke bøying) av mønterkort som et alternativ til kontakter.
Jeg har til sammen testet ca 100 kort med litt forskjellig lengde/bredde-forhold på vridningselementene.
Kobberet (ledningsbanene) blir i liten grad strekt/stuket ved vridning av mønsterkortet.

I et konkret tilfelle var det behov for 7 kameraer som var orienteres 90° på mønsterkortet samt
6 LED-lamper 60° på mønsterkortet.
Dette ville si at vi måtte ha 28 HDMI kontakter samt 24 signalkontakter. Dette ville bli en betydelig kostnad samt en vesentlig feilkilde. 
Innføring av vridningselementer i FR4 er billig samt tilsynelatende pålitelig.

Konstruerer man vridningselementene riktig kan man forvente at de holder minst 10.000 vridninger.
Tomra skal vri dem bare en gang.
Innføring av vridningselementer i 1,6mm FR4 med Tg130 eller Tg170 ser ikke ut til å føre til problemer. Antall lag h
Dette gjelder når vridningen er 0 eller 90 grader på glassfibertrådene. Man bør unngå andre vinkler. Må man avvike fra dette bør lengden på elementene dobles.

Som et utgangspunkt ved konstruksjon av vridningselementer er lengden ca.10 ganger bredden. 
Er bredden 4mm så blir lengden 40mm.
Ved bøyning opp til 90° brukes det 2 elementer.
Ved bøyning opp til 180° brukes det 4 elementer.

Jeg har også en test der 4 vridningselementer som er 8mm brede og 50mm lange,
samt en test der 1 vridningselementer som er 7mm brede og 105mm lang.
Dette går også bra.

Sprekkdannelser oppstår i endene vridningselementet og fortrinnsvis i ytterlagene.
Legges det ned litt mer arbeid i overgangene i et vridningselement (mykere overgang) kan antall vridninger. sannsynligvis mangedobles.

Typisk er 40.000 ganger til 180-graders vridning med 4. vridningselementene og Bredde Lengde 1:10.

Jeg har testet kort som har holdt i over 1.0000.000 ganger til 90 graders vridninger med 
4 vridningselementene.

Om man bøyer (ikke vrider) et element til 90 graders, så holder det typisk 6 ganger.

 


For å teste kortene har jeg laget en tester som bøyer (vrir) valgfritt inntil 180-grader.
Den bøyer kortene ca. 10.000 ganger i timen.
Den kan teste to kort samtidig.
Testeren stopper ved brudd i ledningsbanene eller ved et avvik (omsk) på 1% eller 5% (valgbart).
Ved et ledningsbrudd med varighet lenger enn 2uS stopper testeren eller at motstandsverdien på kobber-lederene avviker mer enn 1% (5%).
Den har ett mekanisk telleverk.

Vidar Kirkerud
Tomra Systems ASA

Her er et eksempel på et kamera-mønsterkort

 

Med komponenter og ferdig bøyd


Her er noen av kort-profilene som jeg har testet på