Phoenix Contact Finepitch: Robuste Verbindungen für alle Dimensionen

Intelligente Lösungen für die intelligente Fabrik: Board-to-Board-Steckverbinder erlauben Verbindungen in neuen Dimensionen.

Ein Treiber dieser erhöhten Wettbewerbsfähigkeit sollen weiterentwickelte Produktionsmittel sein, die zu höherer Leistungsfähigkeit, flexibleren Produktionslinien und günstigeren Herstellungskosten führen. Für das Jahr 2020 prognostizieren unterschiedliche Analysen knapp 20 Milliarden (IDC, 2016), fast 30 Milliarden (Gartner Inc., 2017) oder sogar bis zu 50 Milliarden (Cisco IBSG, 2011) informationstechnisch vernetzte Dinge. Selbst die vorsichtigste Prognose bedeutet also, dass es in nur zwei Jahren fast dreimal mehr miteinander kommunizierende Dinge gibt als Menschen.

Zu diesen Dingen gehören neben den allgegenwärtigen Smart Devices auch die intelligenten Geräte der industriellen Produktion: Steuerungen, Stromversorgungen, I/Os, HMIs und viele mehr. Diese Geräte sind in den vergangenen Jahren selbst intelligenter geworden. Ihre elektronischen Bauteile, wie beispielsweise Prozessoren, konnten immer günstiger produziert werden und wurden immer leistungsfähiger und zahlreicher. Gemeinsam mit ihren Komponenten wurden folglich auch die industrieelektronischen Geräte selbst immer kleiner, leistungsfähiger und zahlreicher. Damit zog mehr Intelligenz aus einer ehemals zentralen und streng hierarchischen Einheit dezentral in das Feld ein.

Intelligent miniaturisiert, zuverlässig verbunden – Board-to-Board-Steckverbinder dienen der geräteinternen Verbindung von Leiterplatten.

Hohe Anforderungen

Mit der steigenden Anzahl an Feldteilnehmern wiederum steigt der Bedarf, diese informationstechnisch zu vernetzen, mit entsprechender Elektronik und Schnittstellen zur Signal-, Daten- und Leistungsübertragung auszustatten und gegenüber den rauen Umgebungsbedingungen abzuschirmen. Dabei kommt den elektromechanischen Schnittstellen durchaus eine bedeutende Rolle zu: Sie sind der Schlüssel, um weitere Miniaturisierungspotenziale auszuschöpfen und Geräte zuverlässiger und flexibler im industriellen Einsatz zu machen. Schmutz, Vibrationen, hohe Temperaturen und elektromagnetische Strahlung stellen jedoch hohe Anforderungen an die passiven Komponenten.

Horizontale und vertikale Federleisten erlauben mezzanine, orthogonale und koplanere Leiterplattenanordnungen.

Volle Flexibilität

Auf diese Anforderungen reagiert Phoenix Contact mit einer neu entwickelten Serie von Board-to-Board-Steckverbindern in den Rastern 0,8 und 1,27 mm. Beide Produktfamilien eignen sich ideal für die geräteinterne Verbindung mehrerer Leiterplatten. Dank horizontal und vertikal ausgeführter Varianten können Gerätehersteller mezzanine, orthogonale oder koplanare Leiterplattenanordnungen realisieren und so flexibel Elektroniklayouts für unterschiedliche Geräteanwendungen anbieten.

Alle Board-to-Board-Steckverbinder sind für Ströme bis zu 1,4 A und Spannungen bis 500 V AC ausgelegt und bieten Lösungen für 12 bis 80 Anschlusspole. In den kompakten Rastern ist ein Verpolschutz besonders wichtig, um eine Beschädigung der Kontaktmetalle beim Ineinanderstecken auszuschließen und langzeitstabile Verbindungen im Geräteinneren zu gewährleisten. Alle Board-to-Board-Steckverbinder sind daher entsprechend polarisiert – die spezielle Geometrie des Isoliergehäuses verhindert zuverlässig, dass Feder- und Messerleisten fehlerhaft ineinandergesteckt werden.

Die doppelseitig ausgeführten Kontakte beider Produktfamilien kontaktieren auf den goldbeschichteten Walzflächen der Metalle und gewährleisten so eine stets optimale Kontaktkraft, selbst unter hohen Schockeinwirkungen von bis zu 50 g. Ein weiterer Vorteil der robusten Ausführung: Bis zu 500 Steck- und Ziehzyklen sind möglich, ohne dass die elektromechanische Stabilität beeinträchtigt wird.

Die ungeschirmte Serie Finepitch 1,27 eignet sich für Stapelhöhen von 8 bis 13,8 mm und ermöglicht dank konfektionierter Federleisten mit Flachbandleitung auch Wire-to-Board-Anwendungen, beispielsweise für größere Leiterplattenabstände.

ScaleX-Kontaktsystem: Die doppelseitig ausgeführten Kontakte sorgen für eine hohe Stabilität und erlauben bis zu 500 Steck- und Ziehzyklen.

Mechanisch robust dank ScaleX-Technologie

Die Serie Finepitch 0,8 mm bietet besonders kompakte Lösungen für die Highspeed-Datenübertragung mit bis zu 16 Gbit/s. Abhängig von der Anwendung und dem geforderten Schutzgrad stehen ungeschirmte Ausführungen sowie Varianten mit seitlichen Schirmmetallen für höchste Datenintegrität zur Verfügung.

Die hermaphroditisch ausgeführten Kontakte der kompakteren Produktserie ermöglichen Stapelhöhen von 6 bis 12 mm. Das neu entwickelte ScaleX-Kontaktsystem gewährleistet dabei nicht nur eine besonders hohe mechanische Stabilität. Es erlaubt auch hohe Toleranzen bei produktions- oder montagebedingt abweichend positionierten Messer- und Federleisten. Der Fangbereich der Serie Finepitch 0,8 liegt bei +/-0,7 mm je Achse, die Winkeltoleranzen beim Stecken bei bis zu +/-4° in Längsrichtung und +/-2° in Querrichtung. Dank dieser hohen Toleranzen wird nicht nur der mechanisch bedingte Versatz zwischen den Leiterplatten kompensiert.

Einfache Lösung für SMT-Prozesse

Die neuen Board-to-Board-Steckverbinder der Serie Finepitch eignen sich optimal zur Integration in den vollautomatisierten SMT-Prozess. Speziell geformte und verzinnte Gullwing-Flächen bieten eine hohe Auflagefläche auf den Lötpads und verbessern so die mechanische Stabilität zwischen Steckverbinder und Leiterplatten-Oberfläche. Die Lötflächen sind so konstruiert, dass sie dennoch die Verlötung „über Kopf“ zulassen. Dies ist immer dann notwendig, wenn die Leiterplatte beidseitig bestückt wird. Die ungeschirmten Ausführungen erlauben zudem die automatisch-optische Inspektion (AOI), sie werden prozessgerecht in Gurtverpackung ausgeliefert.

Modularisierung der Intelligenz im Feld

Board-to-Board-Steckverbinder der Serien Finepitch 0.8 mm und 1,27 mm bieten ideale Lösungen für die flexible Verbindung mehrerer Leiterplatten in industrieelektronischen Geräten. Die besonders robusten Kontaktsysteme erlauben unterschiedliche Leiterplattenanordnungen und Stapelhöhen und unterstützen so flexible und modulare Geräte-Designs. Damit folgt Phoenix Contact dem Trend zur Miniaturisierung und Modularisierung der Intelligenz im Feld. Der große Vorteil für Gerätehersteller liegt darin, geprüfte und zuverlässige Geräteschnittstellen zur Übertragung von Signalen, Daten und Leistungen aus einer Hand zu erhalten und so – unabhängig vom Einsatzort und den lokalen Marktbedingungen – hochadaptive Geräte für die intelligente Fabrik anbieten zu können.