10. Anwenderkongress Steckverbinder Was neue Kupferwerkstoffe für Einpresskontakte bringen

Einpresskontakte für Leiterplatten unterliegen vielfältigen Anforderungen von Seiten des Käufers des Bandmaterials. Dr. Robert Zauter zeigt den Stand der Technik auf dem Steckverbinderkongress.

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Herr Doktor Zauter, was muss man bei Einpress-Werkstoffen beachten?

Zauter: Das Besondere am Einpresskontakt, insbesondere dem mit flexibler Einpresszone, ist, dass die Zone, die später den elektrischen Kontakt überträgt, zuvor zweimal eine plastische Umformung erfährt. Die erste Umformung findet bei der Herstellung der flexiblen Einpresszone statt, dem sogenannten Prägen.

Die zweite Umformung findet beim Einsteck-Vorgang selbst statt. „Einpress-Werkstoffe“ im eigentlichen Sinne gibt es nicht. Es werden die gleichen Werkstoffe verwendet, die auch bei anderen Steckverbindern eingesetzt werden. Egal welcher Werkstoff auch ausgewählt wird, beachten muss man den auszuwählenden Festigkeitszustand. Dieser muss die zweimalige folgende Umformung für Herstellen und Einstecken der flexiblen Einpresszone zulassen. Es muss also ein Zustand mit ausreichend Umformreserve ausgewählt werden.

Wo liegen werkstofftechnisch die Herausforderungen?

Zauter: Gewünscht werden ja meist alle guten Eigenschaften auf einmal: hohe Leitfähigkeit, hohe Federkräfte und eine möglichst gute Temperaturbeständigkeit. Hohe Leitfähigkeit und hohe Federkräfte sind gegenläufige Anforderungen. Das bedeutet, dass man eine der beiden Eigenschaften priorisieren muss. Sind die zu übertragenden Ströme hoch, muss man die Leitfähigkeit priorisieren, damit es nicht zu einer Stromerwärmung und damit auch nicht zu einer Relaxation der Federkräfte kommt. Die Temperaturbeständigkeit erreicht man nur über die Verwendung ausscheidungshärtender Legierungen, die eine hohe Beständigkeit gegenüber thermischer Relaxation aufweisen.

Die Herausforderungen an die Einpressverbinder – und das betrifft die Konstruktion genauso wie die Werkstoffe – ist nun, dass sowohl die Ströme als auch die Einsatztemperaturen höher werden. Die Werkstoffe werden also zunehmend ausgereizt. Es gilt mit entsprechenden Werkstoffkonzepten – Grundwerkstoff und Beschichtung – den erhöhten Beanspruchungen Rechnung zu tragen.

Wo werden Entwicklungen hingehen? Gibt es eine Roadmap für die Zukunft?

Zauter: Wir sehen hier mehrere Trends: Zum einen gibt es einen Trend zur Miniaturisierung. Dieser fordert vom Grundwerkstoff eine besonders gute Kombination von Umformbarkeit und hoher Festigkeit. Die werkstofftechnische Antwort darauf lautet: Verwendung eines feinkörnigen und hochfesten Bronzewerkstoffs. Zum anderen werden die Ströme und Umgebungstemperaturen höher. Dies äußert sich sowohl in der konstruktiven Maßnahme, dem „Nutzen dickerer Band-Abmessungen“, als auch werkstofftechnisch durch die Verwendung von hochleitfähigen, temperaturbeständigen Werkstoffen, also hochleitfähigen und relaxationsbeständigen ausscheidungshärtenden Legierungen. Hier sind noch Entwicklungen denkbar.

Vielen Dank für das Gespräch.

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