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SKEDD Die Evolution der Einpresstechnik

Redakteur: Kristin Rinortner

Würth Elektronik ICS hat mit SKEDD eine elektrische Verbindung auf den Markt gebracht, die Maßstäbe für die Kontaktierung auf der Leiterplatte setzt und das Potenzial haben könnte, die Steckverbinder-Branche nachhaltig zu verändern.

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SKEDD: Beispiel für eine Wire-to-Board-Verbindung
SKEDD: Beispiel für eine Wire-to-Board-Verbindung
(Bild: Würth)

„Es sind immer die einfachsten Ideen, die außergewöhnliche Erfolge haben“, sagte der russische Schriftsteller Lew Nikolajewitsch Tolstoi vor mehr als 100 Jahren. Auch die Idee von Würth ICS ist einfach: man stanzt aus einem Kontakt die Mitte heraus, erzeugt so eine federnde Gabel, die ein reversibles Federkraft-Kontaktsystem bildet (Bilder 1 und 2).

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Bei der Technologie mit dem Namen SKEDD handelt es sich um eine lötfreie Direktsteckverbindung für Leiterplatten. Mit ihr lassen sich Einzelkabel, Steckverbinder und andere Komponenten direkt, das heißt ohne einen Adapter, mit der Leiterplatte verbinden. Die spezielle Form des Kontaktes und der Verriegelungsmechanismus des Gehäuses gewährleisten eine sichere elektrische und mechanische Verbindung. Somit wird laut Hersteller eine Systemvereinfachung durch Weglassen einer Verbindungsebene bei mindestens gleicher Funktionalität, mindestens gleicher Qualität und einfacherer Handhabung erreicht.

Einfachere und robustere Verbindungslösung

„Angesichts der enormen wirtschaftlichen und technischen Bedeutung der Verbindungstechnik haben wir uns das Ziel gesetzt, eine einfachere und damit robustere Verbindungslösung bereitzustellen. Da wir durch unser Geschäftsmodell seit vielen Jahren leiterplattenbasierte Verbindungslösungen entwickeln und deren Schwachstellen kennen, war die Maßgabe: Vereinfachen durch Weglassen“, erläutert Dr. Klaus Wittig, Geschäftsführer der Würth Elektronik ICS. SKEDD sei die Evolution der Einpressverbindung, führt er weiter aus.

„Unser Ziel bis zum Jahr 2025 ist es, dass SKEDD als erste Wahl bei der Kontaktierung von Neu-Designs eingesetzt wird“, erklärt Stephan Christ, Leiter des Unternehmensbereiches SKEDD bei Würth ICS, die Intention bei der Entwicklung des Steckverbinders.

Bei Einsatz der Steckverbinder entfällt eine komplette Verbindungsebene – die des Adapters. Bis zu 50% Materialkosten und bis zu 30% Prozesskosten können durch die Konstruktion eingespart werden. Die Bauhöhe und das Gewicht der Gesamtlösung werden geringer und die Montage wesentlich einfacher, da die Steckverbinder von Hand mit der Leiterplatte verbunden und wieder gelöst werden können. Der Steckverbinder passt aufgrund seiner federnden Konstruktion in jedes Loch oder Raster.

Auch Board-to-Board-Verbindungen möglich

Auch Board-to-Board Steckverbindungen (Bilder 4 und 5) seien möglich und würden bereits in diversen Applikationen praktiziert, so Christ. Das Reduktionspotenzial von Material und Prozessen ermöglicht zudem Lösungen, die bisher auf konventionellem Weg nicht realisierbar waren.

Mit der Adapterebene entfällt ebenfalls eine elektrische Schnittstelle. Damit reduziert sich der elektrische Übergangswiderstand. Die Erwärmung des Gesamtsystems ist geringer und durch Eliminierung einer potenziellen Fehlerquelle sicherer.

Schlussendlich sei SKEDD eine grüne Technologie: Die Steckverbinder sind wiederverwendbar, einfach zu recyceln und kommen ohne Chemikalien und geringen Energieverbrauch im Herstellungsprozess aus.

Qualifiziert nach Automotive-Standards

Die Technologie wurde umfassend in akkreditierten Labors qualifiziert. Dabei standen vor allem die hohe elektrische Zuverlässigkeit, die einfache Handhabung sowie die mechanisch sichere Verbindung zwischen Steckverbinder und Leiterplatte im Fokus. Die Technologie wurde nach Automotive-Standards geprüft, da diese die höchsten Anforderungen darstellen.

Parallel dazu wurden durch Kunden Benchmark-Tests durchgeführt, um objektive und glaubwürdige Resultate zu erhalten. Die bisher erbrachten Nachweise und Erfahrungen bestätigen, dass der Steckverbinder alle technischen Anforderungen an eine industrietaugliche Steckverbindung erfüllt, und in Einzelfällen sogar übertrifft.

Dies bestätigt auch René F. Oberhänsli, Geschäftsführer der S-Tec electronics, eines Schweizer Herstellers von LED Beleuchtungen und Steuerungen: „Zusammen mit Würth Elektronik ICS haben wir die SKEDD-Technologie für die Verbindung von LED-Leiterplatten entwickelt. Die herausragenden Merkmale in der Anwendung sind die minimale Höhe, die schlanke Abmessung, die hohe Stromtragfähigkeit und die lötfreie Verbindungstechnik. So werden LED-Streifen ohne störende Schatten miteinander verbunden. In den Beleuchtungsprodukten von eigerLight hat sich die neue Technologie schon bestens bewährt.“

Anwendungen von Automotive über Kommunikation bis Industrie

Das Anwendungsspektrum für den Steckverbinder ist groß. Es reicht vom Automotive-Bereich über die breiten Felder in der Industrieelektronik – hier vor allem in der Automatisierung oder in der Solarindustrie – bis hin zur Telekommunikation, bei Haushalts- und Küchengeräten oder in der Unterhaltungselektronik.

Er bietet eine Alternative für viele gängige Verbindungslösungen verschiedener Anwendungskategorien wie Hochstrom-Steckverbinder (Automotive und Non-Automotive), Signal-Steckverbinder (niedrig- und hochpolig), Board-to-Board-Verbinder (vertikal, horizontal, gewinkelt), Flachbandkabel oder sogar der Montage von Komponenten auf Leiterplatten (z.B. Sicherungen, Relais, LED – direktes Stecken der Komponenten anstatt Löten). Der Stecker ist geeignet für Ströme von 12 bis 18 A.

Aktuelle Entwicklung und Zukunftspotenzial

Stephan Christ, Würth: „Die Technologie birgt hohe Einsparungspotenziale und eliminiert mögliche Fehlerquellen.“
Stephan Christ, Würth: „Die Technologie birgt hohe Einsparungspotenziale und eliminiert mögliche Fehlerquellen.“
(Bild: Würth)
„Seit Anfang 2012 sind wir mit unserer Technologie systematisch auf den Markt gegangen, um Referenzprojekte bei meinungsbildenden Kunden zu gewinnen. Mittlerweile haben wir mehr als 50 aktive Entwicklungsprojekte und sind bei führenden Herstellern unserer Fokusbranchen in der realen Felderprobung. Ebenso laufen bereits Serienanwendungen bei Kunden in den Branchen Automotive und Industrieelektronik“, erzählt Christ.

Die bisherigen Erfolge und Erfahrungen fließen gegenwärtig in die Entwicklung von Standard-Steckverbinder-Familien ein, mit denen das Unternehmen den Einstieg in den Massenmarkt beabsichtigt. Dieser Vermarktungsschritt erfordert jedoch die strategische Kooperation mit den etablierten Steckverbinder-Herstellern. „Durch meinungsbildende Kunden sowie eine flankierende Lizenzierungsstrategie möchten wir den Marktzugang beschleunigen. Der Steckverbinder kann von jedem gekauft und vermarktet werden. „SKEDD braucht jeder“ – da wolle man hin, resumiert Christ. //

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