Miniatur-Steckverbinder Mikro-Parallelboardverbinder – Kleiner, feiner und schneller

Autor / Redakteur: Herbert Endres * / Kristin Rinortner

Moderne Geräte erfordern ein Konzept mit wenig Baugruppen und einfachen Montageschritten. Steckverbinder-Anbieter müssen dazu die Herstellung von Miniatur-Bauelementen beherrschen.

Firmen zum Thema

Mikrominiatur Parallelboard-Verbinder: Die leichtgewichtigen Steckverbinder konnektieren Geräte auf Platz sparende Art und Weise. Um diese Steckverbinder zu entwickeln benötigt man viel Knowhow bei Fertigung und Prozesstechnik von miniaturisierten Bauteilen.
Mikrominiatur Parallelboard-Verbinder: Die leichtgewichtigen Steckverbinder konnektieren Geräte auf Platz sparende Art und Weise. Um diese Steckverbinder zu entwickeln benötigt man viel Knowhow bei Fertigung und Prozesstechnik von miniaturisierten Bauteilen.
(Bild: Molex)

Die Zukunft der Mikroelektronik liegt nicht nur in noch leistungsfähigeren Mobiltelefonen, die wir früher einmal als Handys, dann als Smartphones bezeichneten und schließlich beim Namen nennen. Diesen Namen setzen wir jetzt auch unter jedes Email (von meinem … gesendet), damit auch wirklich jeder unseren Status erkennen kann. Diese Geräte werden in Stückzahlen gebaut, bei denen sich Integration auf Chipebene rechnet und wenig Risiko für die Halbleiterindustrie birgt.

Mikroelektronik ist aber viel mehr: Die kleinen Helferlein im Medizinbereich, bei den Mediageräten wie Kameras und Playern, aber auch bei Sensoren und Aktoren verlangen alle höchste Packungsdichte bei möglichst einfacher Fertigungstechnologie.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 6 Bildern

In der Medizintechnik werden die mobilen Überwachungs- und Alarmtechniken auch von den Krankenkassen befürwortet, weil Vorsorgen billiger ist als Heilen. So werden Körperfunktionen überwacht und vor dem kritischen Zustand der Arzt oder die Ambulanz alarmiert. Diese winzigen Geräte erfordern neben den medizinischen Sensoren Konnektivität zu Netzwerken (WiFi, GSM, LTE) – eine Aufgabenstellung, die selten als Einplatinenlösung realisiert werden kann.

Kameras und Camcorder waren schon immer auf den neuesten Stand der Technik. Spezielle flexible Leiterplatten schaffen die Verbindungen innerhalb der Geräte, um Platz und Gewicht einzusparen und an den Schnittstellen sorgen miniaturisierte Steckverbinder dafür, dass kostengünstig gefertigt werden kann.

Sensoren und Aktoren müssen sich oft in die vorhandenen Platzverhältnisse einpassen, sodass die Anschlusstechnik mit flexiblen Leiterplatten realisiert werden muss.

Diese Gerätetechniken erfordern ein gegliedertes Konzept mit möglichst wenig Baugruppen und einfachen Montageschritten zum fertigen Produkt. Dabei wird von den Schnittstellen der Baugruppen – also den Steckverbindern – folgendes gefordert:

  • Einfache Verarbeitbarkeit bei kleinstmöglichem Rastermaß (Grenze Fine Pitch 0,3 bis 0,4 mm, darunter Ultra Fine Pitch).
  • Geringe Bauhöhe, um optimale Packungsdichte zu erreichen.
  • Hohe Zuverlässigkeit durch Mehrfachkontakte und gute Kontaktverrastung.
  • Signalintegrität bei hohen Datenraten.
  • Stromversorgung über denselben Verbinder.
  • Fügesicherheit beim Kontaktieren.

Man muss die entsprechende Erfahrung in Herstellung und Verarbeitung von Mikro-Bauelementen mitbringen, um Steckverbinder zu entwickeln, die diesen Anforderungen gerecht werden.

Rastermaße bis 0,2 mm und Höhen unter 1 mm

Molex ist seit Jahrzehnten führend in der Produktion von FFC und Board-zu-Board SMT-Verbindern in Rastermaßen bis zu 0,2 mm und Bauhöhen unter 1 mm und hat diese Erfahrungen in die Serie SlimStack Armor (Bild 1) einfließen lassen. Mit einem Rastermaß von 0,35 mm einer Breite von 2,3 mm auf der Leiterplatte und einer gesteckten Bauhöhe von 0,6 mm passt das Steckverbinderpärchen unter den Fingernagel und benötigt nur einen Platz von 11 mm Länge und 2,3 mm Breite auf dem Board für 48 Signalkontakte und für die Stromversorgung zwei Kontakte in den armierten Endstücken mit jeweils 3 A.

Eine (25-polige) D-Sub Funktionalität kann so auf einer Leiterplattenfläche von 7,8 mm x 2,3 mm (30-poliger Armor plus zwei Leistungskontakte) abgebildet werden. Das kleinste Familienmitglied benötigt für sechs Kontakte (plus zwei Leistungskontakte z.B. für eine abgesetzte USB Schnittstelle) eine Boardfläche von 3,5 mm x 2,0 mm. Um diese Mikrominiaturtechnik zu verarbeiten hat man das Rastermaß 0,35 mm gewählt, die Grenze der derzeit üblichen Feinstleitertechnik auf dem Board.

Die Eigenschaften des SlimStack Armor im Detail:

  • Doppelte Kontaktgabe bei jedem Signalkontakt und bei den Leistungskontakten.
  • Versetzte Kontaktpunkte reduzieren die Steckkräfte und erzeugen hör- und spürbare Rückmeldung. „Armierte“ Enden schützen beide Steckverbinderhälften vor Beschädigungen beim Blindstecken.
  • Ein in die Buchse integrierter Mittelblock verhindert versehentliches Öffnen beim Schrägziehen.
  • Große Angriffsflächen für den Vakuumsauger erleichtern den Pick-and-Place-Prozess (Bild 2).
  • Großzügige Einführschrägen, unterstützt von den „armierten“ Endstücken, erleichtern das Blindstecken (Bild 3).

(ID:43678021)