Anbieter zum Thema

ACTRON AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

ept GmbH

Leiterplattensteckverbinder: Miniaturisierung und Highspeed

Das Thema Kunststoffe und Steckverbinder wurde am dritten Veranstaltungstag auch in mehreren Vorträgen aufgegriffen. Zunächst jedoch ging es in dem Vortrag von Silas Dobler und Thilo Maier, Metz Connect, um die Anforderungen an miniaturisierte Leiterplattensteckverbinder. Klemmenhersteller und Geräteentwickler kooperieren, um universelle Lösungen für die wichtigsten Herausforderungen hinsichtlich Leistungsfähigkeit (Funktionsvielfalt), Benutzerfreundlichkeit (z. B. bei Überkopf-Montage,) und elektrischer Spezifikationen (Rastermaß und Leiterquerschnitt) zu entwerfen. Die Referenten zeigten Maßnahmen zur Miniaturisierung auf: Anpassung von Klemmkörper, Gehäuse und Materialien. Anhand platzsparender Push-in-Einzelklemmen wurde gezeigt, wie sich viele Anforderungen umsetzen lassen ohne Vorteilseinbußen, u. a. geringe Bauhöhe (6,6 mm), Optik (Farbkodierung), flexible Platzierung und kürzeste Anschlusszeit.

Thomas Schulze und Arndt Schafmeister, Phoenix Contact, beschrieben in ihrem Vortrag, welche besonderen Anforderungen an die zu verwendenden Board-to-Board-Steckverbinder die Übertragung von hochfrequenten Datensignalen innerhalb eines Gerätes zwischen den Leiterplatten stellt.

Sie zeigten auf, wie mit impedanzoptimierten Board-to-Board-Steckverbindern sowie deren Pinbelegung und dem korrespondierenden PCB-Layer-Aufbau eine hohe Datenintegrität erreicht werden kann. Entsprechende Simulationen und Messungen wurden vorgestellt und deren Ergebnisse und Parameter erläutert. Hierzu zählen neben dem Impedanzverlauf auch das Dämpfungs- und Reflektionsverhalten sowie Nebensprecheffekte durch benachbarte differentielle Signalpaare bzw. Single-Ended-Signale.

Herausforderung Einpresstechnik

Welche Herausforderung die Einpresstechnik als Alternative zur Löttechnik mit sich bringt, beleuchtete Hermann Eicher, ept, in seinem Referat: Die Einpresszone hat sich in der Automobilindustrie als alternative Lösung zur Löttechnik seit Jahrzehnten bewährt und wird bevorzugt bei sicherheitskritischen Anwendungen wie Airbag, ABS und Motorsteuerungen eingesetzt. Um eine optimale Robustheit und eine möglichst geringe Ausfallquote in der Anwendung zu erzielen muss schon im Design In Prozess die Geometrie- und Materialwahl der Einpresszone, der Durchkontaktierung in der Leiterplatte und der geeignete Prozess bei der Leiterplattenbestückung definiert werden. In dem Vortrag ging Eicher auf die Grundlagen und Vorteile der Einpresszone, die Reparaturfähigkeit und Nachhaltigkeit ein.

Andreas Zitz und Dr. Felix Greiner, TE Connectivity, gaben in ihrer Präsentation einen Einblick in die Anforderungen an die technische Sauberkeit in der Automobilindustrie im Zusammenhang mit Steckverbindungen. Im Automobilbereich hat der Stellenwert der Bauteilsauberkeit seit dem Erscheinen der VDA 19.1 im Jahre 2005 und später der ISO 16 232 stetig zugenommen, insbesondere für elektrotechnische Bauteile, Baugruppen und Aggregate.

Diese Spezifikationen geben keine konkreten Sauberkeitsgrenzwerte vor. Durch die eingeführte Analyse- Systematik werden Kontaminationen jedoch ersichtlich, welche zuvor unbemerkt blieben. Ein Arbeitskreis des ZVEI hat sich gebildet, um im Elektrotechnikbereich den Istzustand zu erfassen, Quellen der Verunreinigungen und mögliche Verbesserungen aufzuzeigen. Eine der Untersuchungen beschäftigte sich mit dem Vergleich unterschiedlicher Reinigungsverfahren und deren Leistungsfähigkeit.

Ferner wurden Messreihen durchgeführt für ein Rechenmodell, welches eine Möglichkeit bietet, das Risiko eines elektrischen Potentialschlusses näherungsweise zu ermitteln und die erforderlichen Sauberkeitsgrenzwerte pragmatischer zu definieren.

Oberflächenbeschichtungen: Silber und Schmierstoffe

„Overcoming Cold-Welding in Silver Contact Finish“ war das Thema von Dr. Adolphe Foyet, DuPont Electronic and Industrial: Leistungsstarke elektronische Bauteile erfordern von modernen elektrischen Kontakten eine hohe Leitfähigkeit, einen niedrigen Reibungskoeffizienten (COF), eine hohe Haltbarkeit und thermische Stabilität für eine einfache und zuverlässige Signal- und Stromübertragung.

Die hohe Korrosions- und Verschleißfestigkeit von Hartgold hat dazu geführt, dass es als Industriestandard für wiedereinsetzbare Kontaktoberflächen verwendet wird, aber es wird eine kostengünstigere Alternative gewünscht. Foyet präsentierte eine verschleißfeste Silberkontaktschicht, die aus einem cyanidfreien, sauren Elektrolyten hergestellt wird. Diese Beschichtung weist einen außergewöhnlich niedrigen COF über 10.000 Verschleißzyklen ohne externe Schmierung auf und behält den niedrigen Kontaktwiderstand bei, der für eine effiziente Energie- und Signalübertragung erforderlich ist.

Die Oberfläche weist außerdem eine ausgezeichnete thermische Stabilität auf, die auch bei längerer thermischer Alterung eine gleichbleibende Abnutzung und elektrische Leistung gewährleistet und einen zuverlässigen Betrieb in Umgebungen mit hohen Temperaturen ermöglicht.

Bernd Schneemann, Fuchs Lubricants, stellte einen Auswahlleitfaden für Schmierstoffe für elektrische Kontakte vor. Schmierstoffe sind eine wesentliches Konstruktionselement, um die Funktionsfähigkeit von elektrischen Verbindern aufrechtzuerhalten und zu verbessern. Um den technischen Anforderungen gerecht zu werden, ist die Auswahl des passenden Schmierstoffes unter Beachtung der anwendungsspezifischen Umgebungsbedingungen, chemischen Zusammensetzung sowie der gewünschten Applikationsweise essenziell.

Aus den Rahmenbedingungen der Applikation leiten sich Charakteristiken des Schmierstoffes ab. Korrekt ausgewählt, erhöhen Schmierstoffe die Lebensdauer, verbessern die Performance und reduzieren die Ausfallquote von elektrischen Kontakten.

Kunststoffe für Steckverbinder

Pierre Martin von Würth Elektronik France ging in seinem Vortrag „Plastic material in connector industry” auf die Konsequenzen bei Störungen in der Rohstofflieferkette ein, und wie Akteure in der Steckverbinderindustrie zuverlässige Alternativen für kritische Kunststoffe finden können, ohne die technischen Spezifikationen des Endprodukts in Bezug auf die elektrischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften sowie die Umweltanforderungen zu verringern. Anhand von Beispielen zeigte Martin, welches Isoliermaterial für jede Art von Steckverbinder (SMT-Lötung, THT-Lötung, GW-konform, mit Verriegelungsfunktionen, etc) am besten geeignet ist.

In der abschließenden Präsentation auf dem Kongress erläuterte Andreas Nixdorf, BASF SE, die Anforderungen an Kunststoffe für Hochvolt-Steckverbinder: „Ultramid und Ultradur in farbstabilem Orange für Hochvolt-Steckverbinder”. Denn bei batterieangetriebenen Fahrzeugen werden neue Komponenten im elektrischen Antriebsstrang benötigt. Hochvoltsteckverbinder (HV) sind dabei essentiell, um Batterie und Elektromotor zu koppeln. Aus sicherheitstechnischen Gründen sind die meisten dieser Bauteile orange voreingefärbt (in Europa RAL 2003).

Für HV-Steckverbinder wird häufig der sogenannte CTI (Comparative Tracking Index) von 600 gefordert. In Bezug auf die Flammwidrigkeit sind verschiedene UL-Prüfungen unerlässlich (z. B. UL94 V0-Einstufung). Außerdem sind Hydrolysebeständigkeit, gute mechanische Leistung und Farbstabilität wichtige Produkteigenschaften. Neueste Trends zeigen eine Nachfrage nach laserbeschriftbaren Produkten. Ziel ist es, das ideal auf jede Anforderung abgestimmte Bauteil abzubilden.