Klassische Steckverbinder bestehen aus zwei einzelnen Elementen, wovon die Kabelseite meist eine weitere Bearbeitung und damit hohe Kosten erfordert. So lässt sich eine zweipolige Wire-to-Board-Lösung selten unter 15 Cent realisieren. Deshalb sind Technologien gefragt, mit denen die Kontaktierung von Leiterplatte und Kabel einfacher und preiswerter funktioniert. Querdenken ist hier erlaubt. Innovative Lösungen bietet zum Beispiel der stetig wachsende Lighting-Markt.
Hier benötigen Entwickler kostengünstige Anschlusstechniken, um auch bei Millionen Stückzahlen wettbewerbsfähig zu bleiben. Mittlerweile finden sich diese Varianten auch in anderen vertikalen Marktsegmenten wieder. Ganz ähnlich verläuft die Entwicklung im Bereich Automotive und Industrial sowie bei weißer Ware in der Elektronikfertigung – also überall dort, wo hohe Stückzahlen schnelle und wirtschaftliche Fertigungstechnologien verlangen. Interessante Lösungen stellen bewährte Technologien wie IDC (Insulation Displacement Connector), Federzugsystem oder Crimpen dar. Sie ermöglichen es, jede Art Kabel (Single- oder Standard-Wire) kostengünstig mit der Leiterplatte zu verbinden.
Für isolierte mehrpolige Kupferdrahtkabel eignet sich die Schneidklemmpresstechnik beziehungsweise IDC. In der Kommunikationstechnik kommt die löt-, schraub- und abisolierfreie Technik (LSA) bereits seit Anfang der 70-er Jahre zum Einsatz. Sie ermöglicht eine gasdichte Verbindung, die auch in rauer Umgebung einen zuverlässigen Anschluss garantiert und sogar als Endprodukt vergossen werden kann. Um Kosten zu sparen, sind zudem Versionen ohne Kunststoffumspritzung erhältlich.
Weniger Arbeitsschritte mit IDC
Dabei müssen Entwickler speziell auf den eingesetzten AWG (American Wire Gauge) achten, um ein Reißen der Drähte zu verhindern. Für die Massenfertigung werden die Einzeladern mit einem Bitwerkzeug oder mit einer Kniehebelpresse eingepresst, wodurch sich alle Adern auf einmal durch Schneidklemmen kontaktieren lassen.
Vorteil: Teure Arbeitsschritte wie Abisolieren, Vorverlöten und Crimpen sind nicht mehr notwendig. Die Schneid-Klemm-Zone lässt sich bis zu dreimal verwenden, wobei die im Datenblatt angegebenen Parameter eingehalten werden. Anwender, die Sensoren, Motoren, Lüfter, Zuleitungen sowie weiterer periphere Module einmalig anschließen möchten, sind mit IDC gut beraten.
Federzugsystem und Einsteckkontakte
Viel Zeit und damit Kosten spart die Wire-to-Board-Verbindung über Federzugsystem und Einsteckkontakte. Sie kommt im Bereich der Terminal Blocks (Reihenklemmen) als Stanz-/Biegeteil aus einem Stück zum Einsatz und punktet vor allem durch ihre schnelle Montagezeit. Vereinfachte Kontakte im Widerhakenprinzip ermöglichen die vertikale Kontaktierung eines Kabels bei Kosten von unter 5 Cent. In der Fertigung lassen sich die Kontakte im SMT-Prozess verlöten und bestücken.
Einziger zusätzlicher Arbeitsschritt im Vorfeld ist das Abisolieren der Ader. Das Lösen des Kontakts erfolgt meist mit Hilfe eines speziellen Werkzeugs. In vertikalen Systemen gibt es die Auswahl von Top- oder Bottom Entry, so dass der kontaktierte Draht weniger von der Leiterplatte absteht. Darüber hinaus gibt es auch Lösungen für flache Bauformen wie Solder Lug, die auf Schalter, Motoren und Module abzielen, oder Faston-Anschlüsse für weiße Ware und Automotive.
Platz sparen durch Crimpen ohne Housing
Als kostengünstiger Anschluss hat sich auch die Crimpverbindung bewährt. Beispielsweise verarbeitet die Automobilbranche jedes Jahr milliardenfach Kontakte mit dieser Technik, wobei zuerst die Verbindung die Freigabe erhält und zuletzt das Housing entwickelt wird. Fällt dieses Housing weg, lassen sich Kosten und Platz einsparen.
In LED-Anwendungen reduziert sich somit auch die Schattenbildung in den Leuchten. Zudem garantiert die schwer lösbare Verbindung zwischen Leiterplatte und Kabel eine hohe elektrische und mechanische Sicherheit. Crimpverbindungen finden sich vorwiegend in der Serienproduktion und eignen sich für das Verlöten und Bestücken im SMT-Prozess.
Unterstützung durch Distributor
Um aus der Reihe an Anschlusstechniken die kommerziell und technisch beste Lösung zu finden, ist die Beratung durch einen Experten entscheidend. Mit einem Team von Field Application Engineers für passive und elektromechanische Komponenten unterstützt Rutronik seine Kunden während des gesamten Entwicklungszyklus – von der Konzeptentwicklung über die Selektion und Prototypenphase bis hin zur Serienproduktion.
Kunden profitieren von Rutroniks langjähriger Erfahrung und einem umfangreichen Portfolio im Bereich der Wire-to-Board-Verbindungen. Zudem entwickelt der Distributor gemeinsam mit Herstellern auch kundenspezifische Produkte. So lassen sich kostengünstige Lösungen finden, um den vielfältigen Anforderungen im Bereich Wire-to-Board nachzukommen.
