Board-to-Cabel-Verbindungen Kleiner Kabelstecker mit hoher Stromtragfähigkeit

Viele moderne Elektroniksysteme verlangen nach einer rationellen, Platz sparenden und dennoch leistungsfähigen Verbindung zwischen Board und weiterführenden Kabeln. Die einreihigen Kabelsteckersysteme MaxiBridge im Raster 2,54 mm und MiniBridge im Raster 1,27 mm bieten hier kompakte Lösungen mit hoher Stromtragfähigkeit.

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ACTRON AG

MES Electronic Connect GmbH & Co. KG

ept GmbH

ERNI Electronics GmbH & Co. KG

Mit dem MiniBridge-Steckverbinder im 1,27-mm-Raster hat ERNI Electronics ein einreihiges Kabelsteckersystem (SRC – Single Row Connector) für kompakte und flexible Board-to-Cable-Verbindungen entwickelt. Die Steckverbinder sind prädestiniert für Sensor-, Aktor-, Stromversorgungs- oder Daten-Anwendungen in der Industrieelektronik, Computertechnik, Konsum-Elektronik oder Medizintechnik. Beispiele dafür sind Ventilanschlusstechnik, Lüfter, LCD/TFT/LED-Anzeigen, Programmierschnittstellen, Handheldgeräte, Motoren, Schalttafelbedienelemente, Stromversorgungen oder die internen Verbindungen bei Geräten der weißen Ware.

In der Automobilelektronik finden sich zuverlässige und kostensensitive Applikationen wie LED-Front- oder Rückleuchten, IR-Abstandssensoren, Head-up-Displays oder Schalterelemente. Vor allem in Verbindung mit temperaturfesten Kabeln ist der Einsatz in der Beleuchtungstechnik ein weiterer Zielmarkt für dieses Produkt.

Die wesentlichen Kennzeichen des Kabelsteckersystems sind die Kompaktheit bei hoher Leistung und Zuverlässigkeit. Bei Abmessungen von 10 mm × 10 mm × 3 mm (4-polige Variante) wird eine sehr hohe Strombelastbarkeit (bei Verwenden entsprechender Kabel) über einen Temperaturbereich von – 55 bis 125 °C erreicht. Entsprechend dem spezifizierten Derating-Verhalten (4-polige Version) sind es pro Kontakt bis zu 4 A bei 20 °C und 2,5 A bei 70 °C.

Durch das Weglassen von Kontakten (Erhöhen der Luft- und Kriechstrecke) sind die Steckverbinder auch für höhere Spannungen geeignet. Die Lebensdauer beträgt mindestens 500 Steckzyklen. Mit geraden und abgewinkelten Messerleisten sowie Federleisten mit abgewinkeltem und geraden (90° und 180°) Kabelabgang lassen sich zahlreiche Applikationen adressieren.

Für hohe und normale Vibrationsbelastungen

Die Konnektoren sind in den Polzahlen 2, 3, 4, 6, und 8 verfügbar. Die Messerleisten haben SMT-Anschlüsse, während die Federleisten in Schneidklemmtechnik (IDC) ausgeführt sind. Darüber hinaus sind die Federleisten mit verschiedenen Verriegelungsarten für normale Vibrations-/Schock-Belastung (Bauform schwarz) als auch für hohe Vibrations-/Schock-Belastungen (Bauform rot) erhältlich. Bei der robusteren Ausführung (in rot) ist die Verriegelung nur mit einem entsprechenden Werkzeug lösbar.

Das Steckverbindungssystem bietet die Leistungsmerkmale der SMC-Familie und ist für die vollautomatische Bestückung bzw. Verarbeitung in SMT-Prozesslinien ausgelegt. Dafür stehen die Messerleisten in Gurtverpackung (Tape on Reel) zur Verfügung und sind mit ihrem hochtemperaturfähigen Kunststoffgehäuse für die Verarbeitung mit bleifreien Reflow-Lötprozessen geeignet (RoHS-konform).

Durch die speziell konstruierte Kabelführung wird bei den Federleisten das Anschlagen des Flachband-Kabels oder auch von Einzeladern gewährleistet. Es kommen Kabel gemäß AWG 26 (Draht oder 7 drahtige Litze) zum Einsatz. Auch Lösungen mit AWG 24 sind möglich. Die Kabelkonfektionen werden „Made in Germany“ auf einer vollautomatischen Maschine hergestellt und geprüft.

Wenn`s etwas mehr sein soll

Die MaxiBridge-Steckverbinder im 2,54-mm-Raster sind – wie ihre MiniBridge-Pendants – prädestiniert für Sensor-, Aktor-, Stromversorgungs- oder Daten-Anwendungen. Bei immer noch kompakten Abmessungen bieten die Miniatur-Steckerkomponenten eine hohe Strombelastbarkeit von z.B. 8,3 A (AWG 20) pro Kontakt bei einer Umgebungstemperatur von 20 °C und 125 °C Grenztemperatur.

Mit geraden und abgewinkelten Messerleisten sowie geraden Federleisten mit 180°-Kabelabgang ist dieses Kabelsteckersystem für unterschiedliche räumliche Vorgaben geeignet. Durch den erweiterten Temperaturbereich von –55 bis 125 °C sowie spezielle Merkmale wird der Stecker auch anspruchsvollen Applikationen – wie in der Automobilelektronik – gerecht. Er ist in 2-, 3-, 5-, und 8-poligen Ausführungen erhältlich.

Bei den geraden und abgewinkelten SMT-Messerleisten sorgen Metallclips für hohe Halte- und Zugentlastungskräfte. Zwei separat wirkende Kontakt-Verriegelungsarten (Primär- und Sekundärverriegelung) erfüllen anspruchsvolle Anforderungen bezüglich Schwing- und Schockbelastungen und nehmen kabelseitig hohe Zugkräfte auf.

Ohne Werkzeug lösbar

Die Messer-Feder-Rastverriegelung lässt sich ohne Werkzeug lösen. Es sind vier farblich (rot, grün, schwarz, blau) und mechanisch verschiedene Kodierungen möglich. Die Messerleisten haben SMT-Anschlüsse, während die Federleisten in Crimptechnik ausgeführt sind. Die Federleiste CSI (Crimp Snap In ) ist ausgelegt für Litzenleiter der Querschnitte AWG 22, 20, und 18. Auch eine Teilbestückung ist möglich.

Für eine zuverlässige Verarbeitung bieten die Komponenten neben den seitlichen Lötclips auch eine selektive Vergoldung im Kontaktbereich, voll beschichtete Kontakte (keine blanken Stanzkontakte mit Korrosionsgefahr), doppelseitige zuverlässige Federkontakte und minimale garantierte Kontaktkräfte. Ein stabiler umlaufender Rahmen an der Messerleiste sorgt für eine optimale Führung der Kabelstecker.

Die Kabel lassen sich mit handelsüblichen Werkzeugen einfach ancrimpen. Durch zwei Kunststoffzapfen (rund und oval) ist eine genaue Platzierung auf der Leiterplatte möglich. Befettung und Verriegelung des Systems verhindern Reibkorrosion (Fretting) verursacht durch Mikrobewegungen am Kontaktpunkt z.B. durch Vibrationen oder Bewegungen durch unterschiedliche thermische Ausdehnung.

Anwendungsmöglichkeiten von Kfz bis Medizin

Entsprechend der kompakten Bauweise und der hohen Stromtragfähigkeit gestaltet sich das Anwendungsspektrum für das MaxiBridge-System sehr vielfältig. Typische Applikationen sind Kfz-Komponenten, Sensoren, Aktoren, Ventiltechnik, Ventilatoren, Konsolen, LCDs, TFTs, LED-Displays, Programmierschnittstellen, Handbediengeräte, Studiokopfhörer, Motoren für Fensterschließanlagen, Alarmsensoren, Schalttafelelemente, medizinische Diagnostik u.v.m.

Das Steckverbindungssystem ist für die vollautomatische Bestückung bzw. Verarbeitung in SMT-Prozesslinien ausgelegt. Dafür stehen die Messerleisten in Gurtverpackung (Tape on Reel) zur Verfügung und sind mit ihrem hochtemperaturfähigen Kunststoffgehäuse für die Verarbeitung mit bleifreien Reflow-Lötprozessen geeignet (RoHS-konform).

Zunächst stehen Kontakte für die Kabelgröße AWG 20 zur Verfügung. Die aktuell lieferbaren Typen und Polzahlen findet man auf der ERNI Website (siehe InfoClick-Service).

*Magnus Henzler ist Leiter des Produkt-Marketings bei ERNI in Adelberg.

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