Die Baugruppenfertigung ist geprägt durch eine anhaltende Miniaturisierung, die auch vor dem Leiterplattenanschluss nicht haltmacht. Seit Jahrzehnten nimmt die Dichte an Schaltkreisen pro Fläche zu; alle Bauelemente schrumpfen demnach in der Baugrösse. Applikationsbedingte beengte Einbauverhältnisse bringen immer kompaktere Gerätegenera-tionen hervor – was hohe Anforderungen an die Anschlusstechnik stellt. Häufig erhöht sich die Kontaktdichte durch doppelstöckige Stiftleisten und doppelreihige Stecker deutlich – immer mit dem Ziel, möglichst hohe Ströme und Spannungen zu übertragen.
Komfortabel und leicht bedienbar
Soll ein Leiterplattenanschluss komfortabel sein, kommt es auf einen einfachen Leiteranschluss und auf ein bedienerfreundliches Handling an. In der Praxis bewährt und leicht bedienbar ist der Leiteranschluss mit Schraube. Kommt hier eine Klemmhülse mit Fahrstuhlprinzip, eine Leiternullklemmung sowie eine Verdreh- und Rüttelsicherung für die Schraube hinzu, lässt diese Anschlussart kaum etwas zu wünschen übrig.
Neben dem Schraubanschluss ist der Leiteranschluss per Federkraft in der Geräteanschlusstechnik unverzichtbar – und seine Bedeutung wächst stetig. Als komfortabel erweist sich hier das Push-in-Prinzip für starre Leiter oder Leiter mit Aderendhülse. Der Anschluss erfolgt durch einfaches und zeitsparendes Einschieben des Leiters in die Klemmstelle: Der Leiter wird nur eingeschoben, und schon steht die Verbindung. Das Lösen des Leiters erfolgt ebenso einfach durch Drücken eines Federöffners. Unabhängig von der Anschlusstechnik lassen sich beide Stecker mit den gleichen Stiftleisten kombinieren – so haben Anwender beim gleichen Gerätetyp die freie Wahl bei der Anschlusstechnik.
Einfache Verriegelung auch bei hohen Vibrationen
Für einen bequemen Leiteranschluss stellt sich als nächstes die Frage, wie sich der Bedienkomfort beim Stecken und Ziehen des Steckers erhöhen kann. Je nach Applikation erfordert die Anzahl der Pole oder die Vibrationsfestigkeit höhere Kräfte – die einfache Bedienbarkeit soll aber erhalten bleiben. Moderne Steckverbinder sind hier mit dem Lock-and-Release-System ausgestattet. Ein seitlicher Hebel rastet in Endstellung in der zugehörigen Stiftleiste ein und sichert den Stecker gegen Lösen bei Vibrationen. Will man die Steckverbindung wieder trennen, drückt man den Hebel herunter. Damit schiebt man den Stecker aus der Stiftleiste und überbrückt die anfänglich stärkeren Klemm- und Kontaktkräfte. Der Stecker wird sanft aus der Stiftleiste geschoben – hochpolige Anordnungen profitieren besonders von diesem System.
Günstig im Fertigungsprozess
Eine Komponente wird nicht allein durch ihren Preis günstig, sondern erst dadurch, dass sie sich im Hinblick auf die Fertigungsprozesse einer Baugruppe optimal in den Prozessablauf einfügt und der Aufwand dadurch insgesamt geringer wird. Mög- lich wird dies durch die Integration von THR-(Through Hole Reflow-)Komponenten in die SMD-Montage, die heute den Herstellungsprozess einer Baugruppe dominiert. So wird aktuell keine Stiftleiste oder Printklemme mehr entwickelt, die nicht den Anforderungen der THR-Fähigkeit genügt.
Lediglich dort, wo Baugrösse oder zu erwartendes Wärmemanagement einen Einsatz im Reflow-Prozess unwahrscheinlich machen, müssen Hersteller auf das klassische Wellenlöten zurückgreifen. Durch prozessgerechte Materialien und Designs sowie durch automatengerechte Verpackung erübrigt sich der sonst notwendige zweite Arbeitsgang des Wellenlötens. Dies reduziert die Herstellungskosten der Baugruppe erheblich.
Individuell und kundenspezifisch
Für viele wird ein Handy erst durch die richtigen Apps zum individuellen, nutzeroptimierten Gerät. Genau so verhält es sich bei der modernen Anschlusstechnik – immer häufiger steht auch die Anpassung an die Hausstandards der Anwender im Fokus.
Ein Beispiel: Ein Elektronikhersteller findet im Katalog des Zulieferers einen passenden 10-poligen Steckverbinder – in Grün. Seine Hausfarbe ist aber Grau. Die einzelnen Pole muss er durchnummeriert bedrucken. Das verzinnte Kontaktsystem will er gegen Kontakte mit vergoldeter Oberfläche tauschen. In der Gerätefront befinden sich mehrere Stecker, die nur dann nicht vertauscht werden können, wenn jede Kombination durch Codierungen fehlsteckgeschützt ausgelegt wird. Auch die Spannungen müssen berücksichtigt werden. Die ersten zwei Pole sollten eine höhere Isolationsstrecke haben. Vielleicht kann man ja sogar auf den dritten Pol verzichten und den Steckverbinder teilbestücken. Dieses Beispiel ist keineswegs übertrieben – es spiegelt durchaus die Realität wider. Die Varianz eines einzigen Steckverbinders kommt bei etablierten Systemen durchaus auf eine Breite von über 400 Varianten.
Kompromissbereitschaft ist gefragt
Ein Tablet-PC bietet wenig Komfort beim Telefonieren, dafür sehen Internet-Inhalte auf dem Smartphone nicht besonders gut aus. Hier zeigen sich die Grenzen vieler Trends. Auch beim Design von Anschlusskomponenten stossen Trends an Grenzen – da ist Kompromissbereitschaft gefragt. Die oben genannten Trends verhalten sich zueinander bisweilen sogar kontraproduktiv, was fol- gendes Beispiel zeigt: Eine individuelle Farbgebung kann unter Umständen ungünstig sein – kostenoptimierte THR-Produktion bedingt den Einsatz hochtemperaturfähiger Materialien. Wenn Farbton und Material nicht zum Standard gehören, müssen sie zu zusätzlichen Kosten beschafft werden.
Entwicklungen für den Leiterplattenanschluss müssen also Kompromisse zwischen allen Anforderungen finden. Wo es gilt, eine oder mehrere Anforderungen für eine Produktgruppe über ein abgestimmtes Paket hinaus neu zu definieren, wird man wieder eine neue Produktgruppe mit entsprechenden Merkmalen entwickeln. So und nicht anders ist das heute breit gestreute Produktprogramm entstanden.
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