Meilensteine der Elektronik

Die chaotische Evolution der Steckverbinder

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Mostek hatte bereits früher seinen hauseigenen Computerbus für Europa auf Europakarten mit DIN-41612-Steckverbindern migriert. Zur damaligen Zeit hatte fast jede Firma in Europa mit Industriesteuerungen ihren hauseigenen Bus auf Europakarten meist mit DIN-41612-Steckverbindern.

Amerikanische „Experten“ prognostizierten den Misserfolg des VMEbus auf Europakarten, weil diese Technik viel zu teuer sei. Das Gegenteil trat ein. Die robuste, zuverlässige und langzeitstabile Technik siegte bei Industrieanwendungen. Bis heute ist diese Technik führend in dem anspruchsvollsten oberen Marktsegment, wenn es um Robustheit, Langlebigkeit, Zuverlässigkeit und Umweltstabilität geht.

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VME war von Anfang an „Open Source“, viele Jahre bevor dieser Begriff durch Linux bekannt wurde. VMEbus-Systeme sind auch im Weltraum (ISS, Mars, Mond) oder in sehr großen Stückzahlen am CERN aktuell im LHC im Einsatz. In den USA gab es eine Welle von Nachahmern für Europakarten mit indirektem „DIN Connector“ oder 2-mm-Steckverbindern (Multibus II, CompactPCI u.a.).Beim DIN-41612-Steckverbinder gibt es eine gigantische Zahl an Familien und Unterarten. Derzeit übernimmt der serielle Nachfolger VPX mit Multigig-RT2-Steckverbindern die führende Stellung. Tabelle 3 listet weitere Steckverbinderarten aus den letzten 50 Jahren auf.

Die parallelen Speicherkarten mit unterschiedlichen Steckverbindern (CF, MC, SM) wurden durch das serielle USB abgelöst. Die seriellen Speicherkarten (MMC im Inneren von Mobilgeräten, SD-Varianten in digitalen Kameras) sind weiterhin in großen Stückzahlen im Einsatz.

Sonderformen und exotische Varianten von Steckverbindern

CPU- und andere vielpolige Chips werden oft in entsprechend vielpolige, meist quadratische Sockel gesteckt. BGA-Testsockel werden ebenfalls oft als Steckverbinder genutzt. Weitere anwendungsbedingte Sonderformen passen sich den geometrischen Formen der zu verbindenden Geräte an.

Steckverbinder werden zunehmend „intelligent“. Dazu werden RFIDs oder Sensoren in das Steckverbindergehäuse eingebaut und über Funk oder Draht mit dem System verbunden.

Elastische Steckverbinder: In einer sehr großen Anzahl von Massenartikeln mit Display (Smartphones, Taschenrechner) wer-den elastische Steckverbinder genutzt. Die Rückseite der Display-Glasfläche wird über Leitgummi mit der steuernden Platine kontaktiert. In der Miniature Card (MC) wurde diese Verbindungsart ab ca. 1996 eingesetzt.

Für die Signalübergabe von einer metallisch-leitenden Fläche zu einer anderen wird eine Zwischenlage aus elastischem Silikonkunststoff verwendet (Leitgummi, elastomeric connector). Dieser Kunststoffblock besteht abwechselnd aus leitenden und nicht leitenden Siliziumschichten. Diese Schichten sind so dünn, dass bis zu 20 Schichten je Millimeter zur Verfügung stehen. Die Schichten stehen senkrecht zur Kontaktfläche. So hat man also viele parallele leitende Verbindungsschichten zwischen den Kontaktflächen.

Wo eine Stirnseite der leitenden Kunststoffschicht auf eine Metallfläche trifft, wird der Strom weitergeleitet. Die Feinheit des Rasters bestimmt den minimalen Abstand der Kontaktflächen. Es müssen immer mehrere Schichten des Kunststoffblocks im Niemandsland zwischen benachbarten Kontaktflächen vorhanden sein, damit bei geringfügiger Verschiebung der beiden Bauteile nicht eine Diagonalverbindung zum benachbarten Kontakt möglich wird.

Nano-Steckverbinder :Ein Beispiel für kleinste Steckverbinder, z.B. in Weltraumanwendungen, sind die Nano-Steckverbinder nach der MIL-DTL-32139-Norm. Der Stiftdurchmesser beträgt etwa 0,325 mm, der Kontaktabstand etwa 0,64 mm. Temperaturbereich z.B. –60 °C bis +125 °C. Die Nano-Steckverbinder gibt es in runder oder rechteckiger Ausführung.

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