El cable plano existe desde hace mucho tiempo, pero su uso ha aumentado en los últimos años. La creciente necesidad de reducir el espacio y el peso y el auge de la automatización y la robótica han llevado a una mayor necesidad de conductores que se flexionen y se muevan. La electrificación de casi todo lo que tenga ruedas (o incluso hélices) ha creado nuevas aplicaciones para el cable plano. Algunas de estas variedades están disponibles en varios fabricantes, pero a los efectos de esta discusión, nos ocuparemos de la línea de productos 3M.
El concepto de cables planos ha evolucionado con las necesidades del mercado a lo largo del tiempo. A 3M se le atribuye haber desarrollado el cable plano en la década de 1960 y ha desempeñado un papel importante en el desarrollo y la popularización de la tecnología del cable plano. WHN habló con Gregg Couture, ejecutivo senior de cuentas de la División de Soluciones de Materiales Electrónicos de 3M para ponernos al día sobre las ofertas y aplicaciones de cables planos.
Gregg comenzó con algunos conceptos básicos diciendo que el cable plano se desarrolló utilizando la conexión por desplazamiento de aislamiento (IDC) como una forma rentable de terminar varios conectores a la vez. “Era una tecnología revolucionaria porque no era necesario engarzar un contacto separado para muchos conductores diferentes. Podrías hacerlo con una sola acción de estampar y eso fue un verdadero cambio de juego”, detalló.
Habló sobre el proceso de rescisión en detalle. “Para una cinta plana estándar sin blindaje ni revestimiento, no requiere mucha preparación más que simplemente cortarla a la longitud correcta. No es necesario pelar el aislamiento ni realizar ninguna preparación de cables, eso es parte del atractivo de usar cables planos. La terminación de los conectores IDC requiere muy poca mano de obra”.
Describió el proceso en detalle, señalando que el conector tiene dos partes, el alivio de tensión y el propio conector. El conector tiene una fila de dientes que, cuando se comprimen, cortan el aislamiento del cable plano y hacen contacto con los núcleos del cable (fig. 1).
Figura 1. IDC en detalle. (foto cortesía de 3M)
Luego, el conector se pliega sobre sí mismo y el protector contra tirones se fija al cable en el conector, en dirección opuesta a la orientación final. “El proceso se puede realizar con algunos accesorios y una simple prenda. Puedes usar una prensa de cenador o algo así. De hecho, fabricamos una prensa, pero no es necesario utilizar la nuestra”. También hay opciones automatizadas disponibles de otros fabricantes (consulte Nueva máquina semiautomática para procesamiento FFC/FPC en la edición de septiembre/octubre de WHN).
Debido a su bajo perfil, el cable plano es una excelente selección en gabinetes u otras áreas donde el peso y el flujo de aire son importantes. “No hay un gran nido de cables con cubierta redonda que obstruyen el flujo de aire. Los ventiladores funcionan de manera más eficiente, los componentes se mantienen más fríos con menores costos de energía y con un importante ahorro de peso y espacio”, aconsejó.
En cuanto a las ofertas, Gregg comenzó con el cable plano básico de PVC gris que todos hemos visto, pero señaló que también está disponible con aislamiento TPE, FEP, LSHF y libre de halógenos (fig. 2 a la izquierda). “A partir de ahí se pasa al cable plano flexible o al cable plano, popular en lugares donde hay un conjunto móvil”. Las ofertas de cables planos estándar están clasificadas para un millón de ciclos de flexión, mientras que los cables planos flexibles funcionan mejor cuando hay un conjunto móvil y están clasificados para hasta diez millones de ciclos de flexión (fig. 2 a la derecha).
Figura 2. Cable plano de PVC estándar (izquierda) y cable plano flexible.(foto cortesía de 3M)
Otra oferta estándar en el mercado que Gregg señaló es el cable plano codificado por colores (fig. 3 a la izquierda). A menudo se especifica cuando el cliente requiere un código de colores para las terminaciones del segundo extremo. Todas las opciones mencionadas hasta ahora están disponibles en una configuración comprimible para ramificación o terminación discreta.
Figura 3. Cable plano codificado por colores (izquierda) y par trenzado. (foto cortesía de 3M)
Gregg señaló que para mejorar la transmisión de señales, a menudo se especifica un cable plano de par trenzado (fig. 3 a la derecha). Explicó que los cables de par trenzado ofrecen una mejor transferencia de señal debido a su diseño, lo que ayuda a reducir la interferencia electromagnética (EMI) y la diafonía. El patrón de torsión minimiza el impacto de los campos electromagnéticos externos al anular sus efectos en cada cable. “Es una aplicación más equilibrada si necesita ejecutar alguna señalización diferencial”.
El tema de la transferencia de señales sacó a relucir el blindaje, y 3M tiene dos categorías principales de ofertas para muchas aplicaciones sensibles. “Tenemos materiales de revestimiento que ofrecen protección cuando es posible que desee ejecutar algo externamente o en entornos hostiles. También ofrecemos láminas de cobre plisadas y trenzadas de cobre y láminas de cobre o aluminio expandibles para protección EMI (fig.4).
Figura 4. Cable revestido (izquierda) y cable blindado.(foto cortesía de 3M)
Una vez que se pasa a cables planos revestidos o blindados, Gregg señaló que se requiere cierta preparación. “Deberá recortar parte del aislamiento para exponer el cable plano desnudo para la terminación del conector, y también será necesario cortar el blindaje y, a veces, unirlo a la carcasa metálica del conector para poner a tierra adecuadamente la terminación si se trata de un conector blindado. se está utilizando el sistema. De lo contrario, puede permanecer oculto debajo de la chaqueta si sólo se conecta a un conector IDC estándar”.
Una opción muy interesante que lleva el concepto un paso más allá es el cable plano con revestimiento redondo. “Algunos clientes quieren un cable redondeado pero aún quieren los beneficios de terminación masiva de IDC, por lo que ofrecemos cables en los que se pueden dividir los conductores en ciertos puntos y luego agruparlos en una bonita construcción redonda (fig. 5)”, indicó Gregg.. “Tenemos algunos conectores que se usarían específicamente en este tipo de entorno donde aún se puede usar terminación masiva. Podría ser un D-Sub o un tipo diferente de conector de E/S”.
Figura 5. Cables IDC redondeados (foto cortesía de 3M)
3M también tiene una serie llamada MDR (Mini Delta Ribbon), Gregg explicó sus virtudes. “Es un conector blindado de alta velocidad que se utiliza para entornos resistentes y de mayor velocidad”. Mencionó su popularidad en visión artificial, señalización diferencial de bajo voltaje (LVDS), aplicaciones médicas y de sistemas de imágenes. “La mayor parte del mercado utiliza soldadura para estas aplicaciones; pero aquí puedes usar IDC. Luego puede unir el blindaje metálico al blindaje del cable. Si está utilizando un D-Sub de 50 posiciones, serían 50 terminaciones de soldadura individuales versus un sello de prensa, por lo que esa es un área donde la tecnología ayuda con el costo de mano de obra”. Y el resultado, insistió, es una conexión segura, confiable y repetible sin que se rompan los pines.
Subiendo en la escala de durabilidad, 3M ofrece sus conjuntos moldeados. “Estos son en realidad intrínsecos a 3M”, reveló Gregg. “Moldamos el cable en el conector a nivel de fábrica (fig. 6).
Figura 6. Conjuntos moldeados. (foto cortesía de 3M)
Encapsula el cable dentro del conector y ofrece el conjunto de cinta más resistente y robusto disponible en la actualidad”. Advirtió que los ensamblajes estándar pueden dañarse en aplicaciones donde el conector puede necesitar acoplarse y desacoplarse periódicamente. “A veces, si intentas sacar el conector de tu placa, especialmente cuando no tienes un sistema de expulsión de pestillo, puedes romper la cubierta y arruinar el ensamblaje”, detalló. Aunque estos cables no tienen clasificación de protección de ingreso, ofrecen una mejor protección ambiental y son una buena opción para muchos de sus clientes en los mercados de equipos para exteriores.
Gregg completó la discusión con su Serie 451/452 para aplicaciones donde se necesita control de señal pero el espacio es escaso. “Ofrecemos uno de los conectores de cable plano más pequeños del mundo. Las aplicaciones son cada vez más pequeñas y esta serie de conectores y cables tiene literalmente la mitad de tamaño con un paso de 0,050”. Explicó que sigue siendo el mismo tipo de terminación que su oferta de productos estándar y tiene una versión de diseño de conector de perfil más bajo de la que carecen sus competidores. “El diseño de su conector es más grande y eso frustra la idea de hacerlo más pequeño para ahorrar espacio”. Mencionó que una versión moldeada de la serie en miniatura debería estar en el mercado en el segundo trimestre de 2024.
Muchas gracias a Gregg Couture y su equipo de marketing de 3M por tomarse el tiempo para compilar este artículo. Un agradecimiento especial a la gente de TTI, específicamente a Cathy Walensky, Bobbie Warner, John Sandy y Emily King, quienes nos pusieron en contacto con Gregg. Todos estos productos están disponibles en TTI.com.
