Die einfache Verbindung für LED-Anwendungen

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Die richtigen Steck- und Ziehkräfte

Die Kontaktierung zwischen den LED LINE-Module selbst oder zur Stromquelle erfolgt über gestanzte oder gedrehte Kontakte. Die richtige Auswahl der zu steckenden Kontakte entscheidet über die Steck- und Ziehkräfte der Kontaktierung. Die Kontaktkraft hängt von der Ausführung der Feder und des Stiftes ab und sollte individuell geprüft werden. Gestanzte Gabelkontakte (Bild 3) in Verbindung mit Vierkantkontakten haben höhere Steck- und Ziehkräfte im Vergleich zu einer Verbindung zwischen Präzisionskontakten.

Bei den Präzisionsbuchsen ist die in der Hülse befindliche Feder auch ein Stanzteil, welches fest verpresst mit der Hülse ist. Das kraftbestimmende Bauteil bei den Präzisionsbuchsen ist die Feder. Die Schenkellänge und Schenkelanzahl der Feder sind ausschlaggebend für den Kraftverlauf beim Stecken. Man unterscheidet zwischen 3-Finger-, 4-Finger- und 6-Finger-Federn. Je mehr Finger eine Feder besitzt und je länger der Federschenkel ist, umso geringer ist die Steckkraft.

Kombinationen zwischen Vierkantkontakt und Präzisionsbuchsenkontakt sind möglich und werden ohne Probleme eingesetzt. Bei den unterschiedlichen Kontaktvarianten ist immer eine sichere Kontaktierung gewährleistet.

Funktionelle Steckverbinder-Eigenschaften

Im Laufe der Zeit hat sich die SMT (Surface Mount Technology), die Oberflächenmontage der Bauteile auf Leiterplatten, gegenüber der IMT (Insert Mount Technolgy) durchgestzt. Die Eigenschaften der Steckverbinder-Isolierkörper wurden an das SMT-Lötverfahren angepasst.

Die oberflächenmontierten Bauteile werden im bleifreien Lötprozess kurzeitig Temperaturen bis zu 260°C ausgesetzt. Durch diese hohe Temperatur würden die meisten technischen Kunststoffe ihre Erweichungstemperatur erreichen und schmelzen.

Die Standardmaterialien der technischen Kunststoffe wie z.B. PBT, PA 6 erfüllen diese Eigenschaften nicht. Dadurch kommen immer mehr Hochleistungskunststoffe z.B. PPS (Polyphenylensulfid) oder LCP (liquid crystal polymers) zum Einsatz.

Durch den Einsatz von hochtemperaturbeständigem Kunststoff als Isolierwerkstoff sind Löttemperaturen von 260°C über einen Zeitraum von 10 s möglich. Auch mit einer Betriebstemperatur von –40 bis teilweise 200°C liegen die Steckverbinder deutlich über den tatsächlich auftretenden Temperaturen bei LED LINE-Modulen. Je nach Anwendungsfall und Herstelleranforderung soll die Betriebtemperatur von –20 bis 85°C bei den LED-Steckverbindern liegen.

Die elektrischen Anforderung an den Leiterkartensteckverbindern muss individuell geprüft werden. Durchschnittlich liegen die geforderten Nennströme bei 60 mA und die Nennspannung bei 24 V.

Die Stift- und Buchsenleisten stehen in verschiedenen Ausführungen zur Verfügung. Je nach Kundenanforderung sind die Steckverbinder im Raster 2,54; 2,00 und 1,27 mm erhältlich. Die Kontaktvariationen gerade, 90° abgewinkelt oder in SMD abgewinkelt runden das Steckverbinderprogramm ab. Da es keinen genormten Anschluss bei den LED LINE-Modulen gibt, steht die ganze Vielfalt der Leiterkartensteckverbinder bei der Auswahl der Verbindung zur Verfügung.

Die Kontaktoberfläche der Steckverbinder vergoldet oder Zinn beschichtet lieferbar. Vielfach stehen auch Kontakte mit selektiver Oberfläche (Gold-Zinn) zur Verfügung. Durch die als Standard erhältliche hochwertige Goldauflage der Stift- und Buchsensteckverbinder sind hohe Steckzyklen möglich.

Bei der festen Verbindung mit den Leistungsbrücken ist es von Vorteil und auch ausreichend, dass die Kontakte eine Zinnoberfläche haben. Durch die Zinnschicht auf den Kontakten ist das Verlöten der Leitungsbrücken einfacher und bei den heutigen Goldpreisen auch deutlich günstiger.

Individuelle Steckverbinder nach Kundenvorgaben

Kundenspezifische Lösungen sind optimal für eine individuelle Kontaktierung. Mit der Umsetzung der spezifischen Vorgaben kann man auf das Design und die technischen Wünsche des Kunden eingehen. Diese Lösungen entsprechen den geforderten Anwendungen, rentabel sind diese allerdings nur für große Serien. Dabei wird die kundenspezifische Lösung vor Nachahmung geschützt und man setzt sich durch diese Lösung vom Wettbewerb ab.

Der Zeitraum für die Entwicklung von kundenspezifischen Lösungen ist deutlich größer, während Standard-Steckverbinder sofort verfügbar sind. Alternativ besteht die Möglichkeit, kleinere Änderungen an Steckverbindern schnell umzusetzen. Müssen aber Stanz- und Spritzgusswerkzeuge gebaut werden, vergehen Monate bis die ersten Serienteile gefertigt werden können.

Die Standardlösung zu modifizieren, ist eine weitere Möglichkeit einer individuellen Verbindung für sein Produkt. Besonders gut eignen sich gedrehte Kontakte für eine minimale Veränderung des Steckverbinders. Deutlich schneller und dadurch auch kostengünstiger lassen sich Präzisionskontakte herstellen. Für gestanzte Kontakte benötigt man ein separates Stanzwerkzeug. Bei den gedrehten Präzisionskontakten ist kein Werkzeug nötig und man kann dadurch auch kleinere Stückzahlen fertigen.

* * Valentin Razmovski... ist als Entwicklungsingenieur bei Fischer Elektronik in Lüdenscheid tätig.

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