Kontakttechnik

SKEDD – Die Evolution der Einpressverbindung

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Die Qualifizierung der Technologie

Das System ist neu auf dem Markt. Dementsprechend sind noch nicht alle denkbaren Grenzen ausgelotet worden. Bis dato erfolgte die Qualifikation des Systems anhand der einschlägigen Automotive-Normen. Die dort verankerten Anforderungen, etwa im Hinblick auf Temperaturzyklen, Lagerung in warmer und kalter Atmosphäre, Lagerung in Feuchtigkeit, Industriegas-Tauglichkeit, Vibrationsfestigkeit, sind so hoch, dass damit auch die Eignung in vielen anderen Branchen gewährleistet ist.

In Zusammenarbeit mit der SGS Germany GmbH CQE, einem unabhängigen und von DAkkS (Deutsche Akkreditierungsstelle GmbH) akkreditierten Prüf- und Labordienstleistungsunternehmen wurde die SKEDD Technologie verifiziert und validiert.

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Folgende Test wurden erfolgreich absolviert: IEC 60512-2-1: 2002-02, Steckverbinder für elektronische Einrichtungen, Prüfungen des elektrischen Durchgangs und Durchgangswiderstandes; Prüfung 2a: Millivoltmethode; IEC 60068-2-14: 2009-01 Umweltprüfungen: Temperaturwechsel; IEC 60068-2-30: 2005-08, Umweltprüfungen: Feuchte Wärme, zyklisch (12 + 12-Stunden-Zyklus); IEC 60068-2-60: 1995-12 Umweltprüfungen: Korrosionsprüfung mit strömendem Mischgas; IEC 60068-2-2: 2007-07, Umweltprüfungen: Trockene Wärme; IEC 60512-9-1: 2010-03, Umweltprüfungen: Steckzyklen und Stromtragfähigkeit; IEC 60068-2-6, -2-27, -2-57, Schock & Vibration.

Etwas detaillierter sollen de Ergebnisse der Korrosionsprüfung mit strömendem Mischgas nach IEC 60068-20-60: 1995-12 und die Ausdauertests nach IEC 60512-9-1: 2010-03 dargestellt werden.

Bei diesem Test wurde die Veränderung des Übergangswiderstandes Rc nach einem Aufenthalt im Schadgas über eine Periode von 10 Tagen infolge von aufgetretenen Veränderungen der Kontaktoberfläche getestet.

Das Ergebnis war: Über alle Kombinationen aus Kontaktmaterial (CuSn6, CuFe2P), Kontaktoberflächen (Ag, Au) und Enddurchmesser der Leiterplatten (Ø 2,35/2,40/2,45/2,50 mm) waren keine Veränderungen messbar (Tabelle 1, nur online).

Die Steckzyklen und die Stromtragfähigkeit

Bei diesem Test wurden die Veränderung des Übergangswiderstandes Rc nach 50 Steckzyklen und anschließender Einwirkung von feuchter Wärme (10 Zyklen, 25 bis 55°C bei 95%) sowie die Veränderung der Steck- und Ziehkräfte nach 50 Steckzyklen untersucht. Anschließend wurde eine visuelle Prüfung der Steckpartner (Pin und Hülse) durchgeführt. Untersucht wurden Kombinationen aus unterschiedlichen Kontaktmaterialien (CuSn6, CuFe2P), Kontaktoberflächen (Sn, Ag, Au) beim Durchmesser der Leiterplatte von 2,35 mm.

Wie die Tabelle 2 (nur online) am Beispiel des Kontaktes CuFe2P zeigt, erhöht sich nach dem Testdurchlauf der Übergangswiderstand bei den mit Sn beschichteten Kontakten im Durchschnitt um 0,18 mΩ. Ebenfalls zeigen die Ergebnisse der Untersuchung, dass sich die Steck- und Ziehkräfte nur geringfügig verändern (Bild 5).

Die visuelle Prüfung der Steckpartner hat ergeben, dass nach 50 Steckzyklen ein leichter Oberflächenabtrag festzustellen war. Dabei reagierten die Gold- und Silber-Kontaktoberflächen unempfindlicher als Blei.

Die Einsatzmöglichkeiten von SKEDD erstrecken sich über viele Branchen.

Marktchancen und Kunden-Feedback

Die Lösung bietet Substitutionspotenzial für viele gängige Verbindungslösungen verschiedener Anwendungskategorien wie

  • Hochstrom-Steckverbinder (Automotive/ Non-Automotive),
  • Signal-Steckverbinder (niedrigpolig / hochpolig),
  • Board-to-Board-Verbinder (vertikal / horizontal / gewinkelt),
  • Stecker für Flachbandkabel,
  • Direktes Stecken von Komponenten auf Leiterplatten (zum Beispiel Sicherungen, Relais, LEDs).

In allen bisherigen Projekten waren die Kunden von der Schlankheit und Einfachheit der Technologie beeindruckt. Der wahrgenommene Kundennutzen liegt neben den konkreten Kostenvorteilen vor allem in der Vereinfachung von Herstellungsprozessen – so etwa können Löt- oder Konfektionierungsprozesse komplett entfallen.

Vorteilhaft ist zudem, dass der Einsatz der alternativen Verbindungslösung keinerlei technische Zusatzanforderungen an die Leiterplatte oder die Kabelkonfektionierung (Crimpen, Schneid-Klemm-Prozess etc.) stellt. Der Anwender der Verbindungslösung muss also keine Kompromisse an anderer Stelle eingehen.

Die bisherigen Erfolge und Erfahrungen fließen gegenwärtig in die Entwicklung von Standard-Steckverbinder-Familien ein, um so in den Massenmarkt einzusteigen.

* Albrecht Faber ist Geschäftsführer der Würth Elektronik ICS in Niedernhall.

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