Steckverbinder: Kein Löten vonnöten
Steckverbinder

Kein Löten vonnöten

Leiterplatten und Anschluss-Komponenten haben einen hohen Einfluss auf die Leistungs- und Anpassungsfähigkeit elektrischer Geräte. Je anpassungsfähiger ein Gerät ist, desto weniger Varianten müssen produziert und vorgehalten werden – und desto geringer sind die Gesamtstückkosten. Eine Direktstecktechnik bringt frischen Wind in die Leiterplatten-Anschlusstechnik.

 (Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH)

(Bild: Phoenix Contact Deutschland GmbH)

Die Direktstecktechnik SKEDD – schwedisch ‘es ist geschehen’ – ermöglicht direkt steck- und lösbare Leiteranschlüsse an beliebiger Position auf der Leiterplatte. Die SKEDD-Steckverbinder vom Typ SDDC 1,5 und SDC 2,5 von Phoenix Contact benötigen keine Grundleiste mehr – sie können von Hand in verzinnte, durchkontaktierte Bohrlöcher gesteckt werden. Der Vorteil: Bisher mussten die Elektronikhersteller applikationsspezifische Anschlusstechnik wie Leiterplattenklemmen oder Grundleisten in einem irreversiblen Lötprozess mit der Platine verbinden. Damit war die Funktionalität der Leiterplatte und des gesamten Gerätes weitgehend fixiert. Mit der neuen Direktstecktechnik wird dieser Prozess überflüssig; in der Leiterplatten-Fertigung müssen lediglich entsprechende Bohrlöcher vorgesehen werden. So wird die Leiterplatte nicht nochmals thermisch belastet. Aktuell werden viele Leiterplatten im ersten Schritt im SMD-Prozess verarbeitet, und im zweiten Schritt werden Leiterplattenklemmen oder Grundleisten im Wellenlötprozess aufgelötet. Entfällt der zweite Lötprozess, spart der Anwender Prozess- und Bauteilkosten. Außerdem erübrigen sich auch die komplette Logistik sowie die Disposition für die Grundleiste. Im SMD-Lötprozess werden zusätzlich die Rüstkosten und der Feeder-Platz eingespart. Entsprechend spart man beim Verzicht auf die Grundleiste in der SMD-Linie viel Platz für weitere Bauteile. So ist im Idealfall die Fertigung zusätzlicher Baugruppen ohne Umrüstung auf einer Anlage möglich.

Zuverlässige Verbindung

Von dieser Technologie profitieren deshalb sowohl Leiterplatten- als auch Gerätehersteller unmittelbar. Neben der Kostenersparnis können sie nun ein Leiterplatten-Layout für verschiedene Geräteausführungen nutzen – und dennoch flexibel applikationsspezifische Anschlüsse für die Signal-, Daten- oder Leistungsübertragung flexibel umsetzen. Die SKEDD-Kontakte sind eine Weiterentwicklung der Einpresstechnik, sie stellen keine speziellen Anforderungen an die Leiterplatte. Die Kontaktzone besteht aus zwei federnden und leicht nach außen gebogenen Kontaktschenkeln, die sich an die durchkontaktierten Bohrlöcher anpassen. Beim Einstecken des Kontaktes in die Bohrung werden die Kontaktschenkel zusammengedrückt – und sorgen so für eine sichere mechanische und elektrische Verbindung. Seitliche Spreizniete am Steckverbinder erhöhen die mechanische Stabilität zusätzlich. Die Verriegelung ist für Standard-Leiterplatten mit einer Stärke von 1,6 mm ausgelegt, sie erlaubt bis zu 25 Steckzyklen.

Prüfungen nach Bahn- und Hausgerätenorm

Über die geforderten Zulassungs- und Qualifizierungsprüfungen hinaus erfüllen die Direktsteckverbinder erhöhte Anforderungen an die mechanische und elektrische Sicherheit. Die Serien SDDC 1,5 und SDC 2,5 sind beispielsweise nach DIN EN60335-1 (‘Sicherheit elektrischer Geräte für den Hausgebrauch und ähnliche Zwecke’) für spezielle Brandschutzanforderungen qualifiziert. Unter diese Norm fallen Haushaltsgeräte wie Geschirrspüler, Waschmaschinen und tragbare Küchengeräte, Antriebe für Markisen und Jalousien, Heizungen, Klimaanlagen sowie Wärme- und Umwälzpumpen im privaten und gewerblichen Bereich. Zwei Prüfungen weisen die Tauglichkeit der elektrischen Komponenten beziehungsweise des verwendeten Isoliermaterials Polyamid nach. Zunächst wirkt ein Glühdraht mit einer Temperatur von 850°C für 30 Sekunden auf das Material ein. Die Prüfung der Glühdraht-Entflammbarkeitszahl (GWFI – Glow-Wire Flammability Index) gilt als bestanden, wenn die Prüfplatte weniger als 30 Sekunden nach Entfernen des Glühdrahts nachbrennt. Die zweite Prüfung weist die Glühdraht-Entzündungstemperatur (GWIT – Glow-Wire Ignition Temperature) nach. Dazu wird ein Glühdraht mit einer Temperatur von 775°C an die Kunststoff-Prüfplatte gehalten. Das Material darf kurz entflammen, und zwar weniger als 5 Sekunden, sich jedoch nicht entzünden. Die beiden Steckverbinder-Familien sind zudem nach DIN EN61373 (‘Bahnanwendungen – Betriebsmittel von Schienenfahrzeugen – Prüfungen für Schwingungen und Schock’) für Leiterplatten mit chemisch verzinnter und Hot Air Leveling-Oberfläche qualifiziert und freigegeben. Diese Norm stellt hohe Ansprüche an die Schwingungs- und Schocksicherheit der in Zügen eingesetzten Geräte und Komponenten. Die Steckverbinder wurden dazu unter anderem 15 Stunden – je fünf Stunden pro Raumachse – rauschförmigen Schwingungen mit einer Frequenz von 1 bis 150Hz und einer effektiven Beschleunigung von bis zu 5,72m/s² ausgesetzt. Die Kontaktunterbrechung darf dabei 1µs nicht überschreiten.

Vielfältige Lösungen

Die normkonformen Prüfungen belegen, wie zuverlässig die Direktstecktechnik auch unter anspruchsvollen Umgebungsbedingungen sowie bei erhöhten Sicherheitsanforderungen funktioniert. SKEDD-Direktsteckverbinder eignen sich damit sowohl für klassische Industrieanwendungen als auch für Applikationen der Gebäudeautomation und Bahntechnik. Mit den Produktserien SDDC 1,5 und SDC 2,5 bietet Phoenix Contact Lösungen für zahlreiche Applikationen wie Klimasteuerungen in Schienenfahrzeugen, Rauch- und Feuermelder oder Haushaltsgroßgeräte. Beide Serien verfügen über den werkzeuglosen Push-in-Federanschluss: Damit lassen sich starre Leiter sowie flexible Leiter mit Aderendhülse ohne Öffnen des Klemmraums anschließen. Die integrierten Prüfabgriffe ermöglichen eine komfortable Funktionskontrolle unter Last. Ausgelegt für Leiterquerschnitte bis 2,5mm² eignen sich die einreihigen Direktsteckverbinder SDC 2,5 für Ströme bis 320V. Die doppelreihigen Steckverbinder vom Typ SDDC 1,5 bieten speziell für die oft hohen Signaldichten der Mess-, Steuer- und Regeltechnik eine effiziente Anschlusslösung.

Fazit

Werkzeuglos, zuverlässig, prozesseffizient – die Kombination aus Push-in-Federanschluss und SKEDD-Direktstecktechnik bietet flexible Geräteverdrahtung. Die Steckverbinder benötigen keine Grundleiste und können direkt von Hand in verzinnte, durchkontaktierte Bohrlöcher gesteckt werden. So können Leiterplatten- und Gerätehersteller mit wenigen Leiterplatten-Layouts zahlreiche Geräteausführungen mit applikationsspezifischen Anschlüssen für Signale, Daten und Leistung realisieren.

Autor: Pia Horstmann,
Phoenix Contact Deutschland GmbH
www.phoenixcontact.de

Ausgabe:
Phoenix Contact Deutschland GmbH
www.phoenixcontact.de

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