Automatische Montage mit Floating Board-to-Board-Verbindern

Anbieter zum Thema

Precoplat Präzisions-Leiterplatten-Technik GmbH

So verursachen zum Beispiel Vibrationen Bewegungen der Kontaktflächen und damit Verschleiß (Abrieb), der zu Widerstands bzw. Impedanzänderungen führt.

Der Iriso-Ansatz: Ein umfangreicher Lösungsbaukasten für in einer oder mehreren Achsen gefederte („Floating“) Board-to Board Verbinder ermöglicht individuelle, an die spezielle Aufgabenstellung angepasste Lösungen. Idealerweise beginnt der Design-Support bereits in der Konzept-Phase.

Langjährige Erfahrung mit verschiedenen Anwendungen ermöglichte es, Prozesse und Infrastrukturen aufzubauen, mit denen für fast alle Verbindungsanforderungen technisch hochwertige, wirtschaftliche Lösungen realisiert werden können.

Für viele Fälle sind preiswerte, skalierbare Standardlösungen verfügbar, die nach Bedarf kostengünstig modifiziert werden können. Das Prinzip ist hierbei immer dasselbe: Meist patentierte Federkonstruktionen können Fügekräfte einzeln für jeden Kontakt und in mehreren Richtungen aufnehmen und ggf. ableiten. Dabei kann je nach Anforderung der Einbausituation wahlweise entweder der Stecker (Plug) oder die Buchse gefedert sein bzw. frei schwingen.

Kleinere Einfügeverkantungen und Winkelversätze können vollständig kompensiert werden und zwar sowohl während des Einfügevorgangs (Montage) als auch bei dauerhaftem Versatz durch Fertigungstoleranzen. Aufwändige und damit teure Montagehilfen können dadurch vereinfacht werden oder auch ganz wegfallen.

Die Königsklasse der Steckverbinder ist in allen drei Achsen gefedert (Z-Move), also auch in der Einsteckrichtung (z-Achse): Die extrem stabilen Kontaktverbindungen sorgen dafür, dass sich auch bei stärkeren Vibrationen/Schlägen die einmal etablierte Kontaktfläche nicht bewegt bzw. verändert. Dies wird dadurch erreicht, dass die Verbindung/Kontaktfläche in alle Richtungen gefedert ist und somit selbst keine zusätzlichen Kräfte aufnehmen muss.

Daher treten an der Kontaktfläche selbst kein Verschleiß und keine Widerstands- bzw. Impedanzänderungen auf, weil sich die elektrischen Kontaktflächen selbst zueinander nicht bewegen. Somit sind auch kostenoptimierte, dünnere Beschichtungen ohne Einbußen bei der Qualität möglich.

Die Einschubkräfte innerhalb des Linearitätsbereiches der z-Bewegung sind dabei absolut konstant: Es ist kein Herausdrücken einzelner Pins durch lokale Überlastung von Lötstellen auf der Platine möglich.

Vorteile (mehrfach) gefederter Verbinder

Gefederte Board-to-Board-Verbinder sind automatisch mit Robotern bestückbar, blind steckbar, selbst fügend bei Offsets und ermöglichen dünnere Platinen ohne aufwändige Hilfsmittel.

Eigentlich starre Verbindungen sind „im Gerät“ schwimmend gelagert; durch Toleranzen/Versatz entstehende Belastungskräfte werden dezentral innerhalb des Steckers abgeleitet und nicht punktuell auf einzelne Pins bzw. Lötstellen. Daher kann keine Überlastung der Lötstellen einzelner Kontakte erfolgen.

Zusätzliche Vorteile der auch in der z-Achse gefederten bei z-Move Verbindern sind Schlag- und Vibrationsfestigkeit, praktisch kein Verschleiß und damit langzeitkonstante Widerstands- und Impedanzwerte. Somit ist auch ein Driften dieser Werte „gegeneinander“ nicht möglich.

Typische Anwendungen der Floating-Verbinder

Toleranzausgleichende Verbinder werden überall eingesetzt, wo Maschinen und Geräte und Elektronikplatinen selbst einfach und zuverlässig mit einer oder mehreren Elektronikplatinen verbunden werden und dies automatisch bzw. durch einen Roboter geschehen soll.

Anwendungsbeispiele umfassen Motorsteuerungen wie etwa Inverterplatinen, Sensorplatinen, Steuer- und Regelelektronik. Die z-Move Technologie eignet sich besonders für stoß- und vibrationsgefährdete Einsatzszenarien, wenn auf teure starr-flexible Technologie verzichtet werden soll und/oder die Elektronikplatine direkt auf ein mechanisch unruhiges Gerät gesteckt oder geschraubt werden soll.

Typische Anwendungen sind alle Arten von Elektromotoren bei denen Lastwechsel und Unwuchten im Betrieb auftreten können und Geräte, die starken Beschleunigungen unterliegen können wie etwa Roboterarme, Linearsteuerungen oder ähnliches. Industriebranchen mit Bedarf für Floating Verbinder sind Industrieautomation, Automotive (insbesondere Elektrofahrzeuge), Elektrische Antriebstechnik, Medizintechnik sowie alle modularen Anwendungen mit dem Bedarf für höchste Zuverlässigkeit und Langzeitstabilität.

Fazit: Toleranzausgleichende Board-to-Board Verbinder ermöglichen eine automatische Bestückung bzw. Montage für viele Anwendungen. Aufgrund der vielen Möglichkeiten und Anwendungen ist für einen wirtschaftlichen Einsatz Beratung und bei höheren Stückzahlen auch ein Design-In erforderlich.

Der Lieferant muss hierfür sowohl das Knowhow wie auch die entsprechende Infrastruktur bereitstellen können. Das Z-move-Prinzip ermöglicht darüber hinaus durch die hohe, langzeitstabile Qualität und Vibrationssicherheit eine kostengünstige Modularisierung und den Einsatz von Board-to-Board Verbindern in Bereichen, wo dies bisher nicht oder nur mit großen Kompromissen möglich war.

Kontakte für die Medizintechnik: Drahtfederkontakte sind der Garant für die Zuverlässigkeit von Magnetresonanztomographie-Geräten im Krankenhaus. (ODU)

Millimeterwellen: 3-D-Modell eines  M8-Rundsteckverbinders mit Platinenstecker für Datenraten von 10 GBit/s. (TE Connectivity)

* Ernst Vavrinek ist Global Key Account Manager bei Iriso in Stuttgart.

(ID:45048082)