Verbindungstechnik Anwendungsspezifischer Steckverbinder versus Katalogware

Autor / Redakteur: Valentin Razmovski * / Kristin Rinortner

Für spezielle Einsatzgebiete sind anwendungsspezifische Leiterkartensteckverbinder besser geeignet als eine annähernd passende Lösung aus dem Katalog. Bei kundenspezifischen Applikationen erhält man nicht nur einen Steckverbinder, sondern auch die Erfahrung und die Kompetenz des Herstellers.

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Bild 1: Standard-Leiterkarten für SMD-Technik in verschieden Ausführungen. Unterschiedliche Verpackungsformen – Stangenmagazin und Tape & Reel.
Bild 1: Standard-Leiterkarten für SMD-Technik in verschieden Ausführungen. Unterschiedliche Verpackungsformen – Stangenmagazin und Tape & Reel.
(Bild: Fischer)

Stift- und Buchsenleisten (Bild 1) sind weltweit in verschiedenen Formen und Rastern als Standard erhältlich. Diese sind ungeachtet ihrer Vielfalt und Weiterentwicklung nicht immer ausreichend. Bei vielen Applikationen kommt man nicht um eine kundenspezifische Lösung herum.

Durch die Umsetzung signifikanter Vorgaben werden die technischen Anforderungen und die Konstruktion beim Steckverbinder modifiziert und auf Kundenwunsch zugeschnitten. Aufgrund der Exklusivität des Steckverbinders hebt sich diese innovative Lösung gegenüber dem Wettbewerb hervor. Dadurch wird das Produkt zusätzlich vor Nachahmung geschützt.

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Allgemein bei Baugruppen und vor allem bei der Fertigung von Stift- und Buchsenleisten unterscheidet man zwischen Standard-, modifizierten und kundenspezifischen Artikeln. Die Begriffe werden im Duden wie folgt definiert:

  • Standard: etwas, was als mustergültig, modellhaft gilt; im allgemeinen Qualitäts- und Leistungsniveau; normal.
  • modifiziert: in einer oder mehreren Einzelheiten anders gestalten, umgestalten, [ab]ändern, abwandeln.
  • spezifisch: für jemanden, etwas besonders Charakteristisches, typisch, eigentümlich, ganz in der jemandem eigenen Art.

Stiftleisten bestehen aus gezogenen, gestanzten oder gedrehten Stiftkontakten sowie gestanzten oder gedrehten Buchsenkontakten. Diese werden in einem formgebundenen Isolierkörper verbaut. Standard-Leiterkartensteckverbinder sind für unterschiedliche Anforderungen der Kunden ausgelegt. Nicht immer wird das geforderte Profil der Anwendung vom Leiterkartensteckverbinder erfüllt. Schnelle Lieferzeiten und günstige Preise sind die Vorteile der Katalogwaren.

Bei modifizierten Leiterkartensteckverbindern (Bild 2) wird der bestehende Standard-Artikel entsprechend den Vorgaben des Kunden angepasst. Die Änderungen weichen geringfügig vom Standard ab z.B. eine kundenspezifische Bestückung (Kundenvorgabe, welche Positionen bestückt werden sollen) oder eine andere Positionierung der Kontakte im Isolierkörper.

Weitere Änderungen basieren auf der Modifikation der Schichtdicke der Veredelung. Die Kontakte können entsprechend den Kundenangaben in Zinn, Gold, selektiv vergoldet oder anderen Oberflächen beschichtet werden. Die Anforderung des Steckverbinders im späteren Einsatzgebiet bestimmt die Oberfläche der Kontakte.

Kurzfristig und ohne lange Lieferzeiten ist eine Umsetzung von modifizierten Stift- und Buchsenleisten möglich. Dieses ist für große Serien und geringe Mengen ab einem Stück realisierbar. Wirtschaftlich betrachtet besteht die modifizierte Steckerleiste aus Standardartikeln, die entsprechend in gleichen oder zusätzlichen Arbeitsgängen an die Anforderungen des Kunden angepasst werden.

Kundenspezifische Stift- und Buchsenleisten werden zu 100% auf die Anforderungen der Verbindung abgestimmt. Ein entsprechender Zeitraum muss von der Planung bis zur Herstellung für die auf den Kunden abgestimmte Lösung vorgesehen werden. Für die Entwicklungsphase, Realisierung und Freigabeprüfung muss ein gewisser Zeitrahmen eingeplant werden. Entsprechend den Anforderungen des Kunden ist der Zeitraum zur Umsetzung des Projektes von Steckverbinder zu Steckverbinder unterschiedlich. Ein Pflichtenheft mit allen Kriterien für den Steckverbinder ist für die Aufgabenstellung an den Entwicklungsingenieur unabdingbar.

Die Anwendungsbedingungen für die Isolierkörper von Leiterkartensteckverbindern werden immer anspruchsvoller. Der Kunde muss im Vorfeld klären, wie der Steckverbinder weiter verarbeitet wird. Oberflächenmontierte Stift- und Buchsenleisten werden im automatisierten Prozess auf die Leiterkarte bestückt. Leiterkarten werden dann im bleifreien Lötprozess kurzzeitig Temperaturen von 260°C ausgesetzt.

Technische Kunststoffe wie PBT (Polybutylenterephthalat) oder PA 6 (Polyamid 6) erreichen beim Reflow-Lötprozess ihre Erweichungstemperatur. Die Isolierkörper von Stift- und Buchsenleisten schmelzen bei diesen hohen Temperaturen. Diese Kunststoffmaterialien erfüllen daher die hohen Anforderungen durch den Lötprozess (Heißdampf- oder Reflow-Löten) nicht. Entsprechend des Einsatzgebietes werden Hochleistungsthermoplaste als Isolierwerkstoffe ausgewählt. Polyamid 4.6 (PA 4.6) und flüssigkristalline Polymere (LCP) eignen sich hervorragend als Isolierkörper für Leiterkartensteckverbinder. Hochleistungsthermoplaste zeichnen sich durch eine Dimensionsstabilität, gute Wärmeformbeständigkeit und gute mechanische Eigenschaften aus.

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