De moderne elektrotechniek ondergaat meer dan ooit een trend: miniaturisatie. Assemblages en hun componenten moeten daarbij niet alleen steeds krachtiger, maar ook steeds kleiner worden. Toch worden ze vaak onder zware praktijkomstandigheden ingezet. Componenten en connector worden daarom bij een gelijkblijvende belasting steeds filigraaner. Een hoogwaardige connector weerstaat deze belasting echter niet alleen net zo goed als zijn oudere en grotere broer, maar zelfs beter. De reden hiervoor zijn verdere ontwikkelingen in de materiaalsamenstelling en in het productontwerp, bijvoorbeeld in de geometrie van het isolerende lichaam (afb. 1).

 Een groot aantal factoren is van invloed op de robuustheid van een contactoppervlak. Een daarvan is het contactoppervlak. Dit bepaalt in belangrijke mate de levensduur van de stekker, die doorgaans wordt gemeten in steekcycli. Bij gebruik in de praktijk wordt de connector blootgesteld aan bepaalde microbewegingen. Deze leiden tot oppervlakte-slijtage en bijgevolg tot oxidatie (afb. 2).

De contacten van een connector worden gestanst of gedraaid. Bij het stansen ontstaat er echter aan de onderzijde van het gestanste band een onder de microscoop zichtbaar, ongelijkmatig oppervlak met scherpe randen. Traditionele systemen maken contact op deze stanskant, wat gepaard gaat met verhoogde oppervlakte-slijtage en daardoor met een hogere contactweerstand. Dit kan worden vermeden door de veertulp in het zogenaamde stans-buigproces 90 graden te buigen, zodat deze met het gladde, gewalste oppervlak in contact komt met het mannelijk contact (afb. 3).
 
Maar niet alleen het ontwerp van de ‘vrouwelijke connector’, maar ook dat van de ‘mannelijke connector’ is bepalend voor de levensduur van de connector. Ook deze laatste moeten namelijk netjes gestanst en verder verwerkt worden om beschadigde, scherpe geometrieën te voorkomen.

Nog robuuster zijn daarentegen connector met een zogenaamd „hermafrodiet“ contactsysteem. Het bijzondere hieraan is de identieke contactgeometrie van de connectorhelften, Plug en Socket. Beide beschikken dus zowel over een veer als over een mes. Zo wordt elke pin door twee veren gecontacteerd; Plug en Socket zijn daarbij in elkaar verweven en kunnen niet van elkaar loskomen. Terwijl een dubbelzijdige ‘vrouwelijke connector’ bij mechanische belasting altijd minimaal één contactpunt garandeert, zorgen de in elkaar vergrendelde geometrieën bij genderneutrale contactsystemen ervoor dat de signaaloverdracht altijd via twee contactpunten verloopt. Deze hoge redundantie zorgt dus voor maximale contactzekerheid (afb. 5).

  De inpress-fit-pen heeft daarbij een grotere diagonaal dan de gatdiameter van de printplaat. De stekkerpen is flexibel in de inpress-fit-zone, zodat de printplaat niet wordt vervormd door de fysieke krachten tijdens het inpersproces. De vervorming blijft daarom beperkt tot de press-fit-zone (afb. 8). Er ontstaat een koudlassen-verbinding tussen de contactpen en het gemetalliseerde gat in de printplaat: een gasdichte, corrosiebestendige, laagohmige en elektrisch goed geleidende mechanische verbinding, die ook geschikt is voor ingieten. Deze verbinding wordt bovendien gespecificeerd in DIN EN 60352-5 en blijft ook bij zeer hoge mechanische en thermische belastingen, zoals trillingen, buiging en sterke temperatuurschommelingen, contactvast en is zelfs bestand tegen schokbelastingen tot 200 g.
 
Vanwege de uitstekende robuustheid en de tien keer betere uitvalfrequentie (FIT-waarde) dan geautomatiseerd gesoldeerde connector, wordt de press-fit-technologie graag toegepast in hoogbeveiligde toepassingen waarbij de signaaloverdracht onder geen enkele omstandigheid mag worden onderbroken, bijvoorbeeld in airbagsystemen of ABS- en ESP-modules.

 De geometrie van het isolatielichaam van een connector helpt bovendien om de contacten te beschermen tegen beschadiging tijdens het gebruik of bij de installatie. Deze moet zo zijn ontworpen dat de kwetsbare contacten binnenin de connector beschermd liggen.

 Door middel van inbrengschuinevlakken kan bovendien beschadiging tijdens de montage worden voorkomen. Ze helpen om een verschuiving van de printplaten in elke richting tijdens het aansluiten te compenseren. Met behulp van een extra vanggebied kunnen de twee connectorhelften ook in geval van een verschuiving in het midden of in de hoek zonder beschadiging in elkaar worden gestoken (afb. 10).

Sommige connector beschikken bovendien over boardlocks. Hiermee worden metalen beugels bedoeld die aan het isolatielichaam zijn bevestigd en eveneens op de printplaat worden gesoldeerd (afb. 11). Zo zorgen ze voor extra stabiliteit – ook onder ongunstige omstandigheden zoals trillingen en schokken.

Het tolerantiebereik van een connector speelt een doorslaggevende rol bij de beoordeling van de robuustheid ervan. Als de connector bepaalde toleranties niet kan compenseren, leiden mechanische bewegingen tot slijtage of zelfs tot beschadiging van de connectorverbinding. Bij de installatie bieden invoerafschuiningen hier ondersteuning om het schadevrij aansluiten van mes- en vrouwelijke connector mogelijk te maken. Maar ook in aangesloten toestand moeten microbewegingen worden opgevangen. Dit lukt dankzij de geometrie van de contacten en de isolatielichamen. Beschikt een connector over een floating-functie, dan kan deze ook tijdens het gebruik tot ±0,4 mm compenseren. Deze functie wint steeds meer aan belang, omdat ze een doorslaggevende rol speelt bij het bestukken van een printplaat met meerdere connectors. In de praktijk ontstaan er echter niet alleen belastingen in de x- en y-richting, maar ook in de z-richting (afb. 12).

 Om connector grondig te testen op hun robuustheid, bestaan er verschillende testprocedures. Daarbij worden variabelen zoals de spanningsvastheid en de contactweerstand telkens voor en na een belastingstest bekeken en wordt de toestand van de contacten visueel geïnspecteerd. Zo kunnen bijvoorbeeld de effecten van 500 steekcycli op de spanningsvastheid worden gecontroleerd, of kan in het klimaattest worden vastgesteld of blootstelling gedurende meerdere uren aan eerst -55 °C en vervolgens 125 °C een negatief effect heeft op de contactweerstand van de connector. Bij de temperatuurschoktest moet de connector 100 keer, telkens gedurende 30 minuten, de snelle wisseling tussen deze extreme temperaturen doorstaan. Ook de midden- en hoekafwijking bij het aansluiten, evenals het tolerantiebereik in aangesloten toestand, moeten niet alleen theoretisch op het CAD-model worden gecontroleerd, maar ook in de praktijk uitgebreid worden getest en de belastbaarheid empirisch worden bevestigd. Het is eveneens belangrijk dat verschillende tests die cruciaal zijn voor het contactcontactoppervlak, ook gecombineerd worden uitgevoerd om reële omstandigheden te simuleren. Zo zouden bijvoorbeeld steekcycli- en corrosieve-gastests in combinatie kunnen plaatsvinden om te waarborgen dat de prestaties van de connector wat betreft contactweerstand en spanningsvastheid niet zijn verslechterd en dat de contacten geen schade hebben opgelopen (afb. 14).