Bildergalerie
Bild 1: Wireclip in gewinkelter Bauform mit Rastclips.
Bild 2: Wireclip im Vergleich zu anderen Komponenten.
Bild 3: Automotive-Applikation: Board-to-Board- und Wire-to-Board-Lösungen im Lenkrad.
Bild 4a: Low-Profile-Wireclips mit Klemmstift.
Bild 5: Miniatur-Wireclip HCL 224-18R.
Bild 6: Technologiestudie Provertha Wireclip-SMT.
Bild 4b: Low-Profile-Wireclips ohne Klemmstift.

Um Kabel oder einzelne Leitungen mit einer Baugruppe zu verbinden, steht eine Vielzahl von Steckverbindungen in unterschiedlichen Bauformen und mit diversen mechanischen und elektrischen Eigenschaften zur Verfügung. Allen Lösungen gemein ist jedoch, dass sie auch bei sehr hohem Miniaturisierungsgrad relativ viel Raum benötigen. Je nach Verriegelungskonzept besteht die Möglichkeit des unbeabsichtigten Lösens durch mechanische Beanspruchung oder Vibration. Dazu ist es oft schwierig, unterschiedliche Leiterquerschnitte, etwa für Signal- und Versorgungsleitungen, zu mischen. Schließlich sind Steckverbindungen prinzipiell mit einem Übergangswiderstand behaftet, dessen Verhalten über die Zeit vom verwendeten Kontaktmaterial abhängt.

Ist die leichte Lösbarkeit der Verbindung keine Grundvoraussetzung, lassen sich Drähte oder Litzen direkt mit der Leiterplatte verlöten. Der Wireclip ist eine Wire-to-Board-Lösung einschließlich einer Endkonfektionierung der ankommenden Leitungen. Die Adern werden mit Hilfe einer speziellen Vorrichtung in einem Kunststoffkörper gefasst, wahlweise gerade durchgeführt oder um 90 Grad abgewinkelt, abisoliert und verzinnt. Damit ergibt sich kabelseitig ähnlich wie beim Steckverbinder eine Kontaktreihe mit definiertem Rastermaß von üblicherweise 2,54 mm, aber auch 1,8; 2; 3 oder 4 mm sind möglich. Diese Kontaktreihe lässt sich getrennt von der Platine auf Richtigkeit der Bestückung prüfen.

Stabil durch Rastclip

Clou der Lösung ist eine Haltevorrichtung als Einlöthilfe und mechanische Stabilisierung. Der Kunststoffkörper weist platinenseitig einen Rastclip mit einer Schnapphaken-Rastgeometrie auf, der in Bohrungen in der Leiterplatte einrastet. Das fixiert gleichzeitig die Aderenden in der richtigen Position auf der Platine und bietet sowohl die geforderte Zugentlastung der Lötstellen als auch Schutz gegen Vibration.

Durch die Befestigungselemente lässt sich die Platine problemlos auf der Welle verlöten. Mit der Pin-in-paste-Technologie ist abhängig vom Temperaturprofil und der Adernisolation auch eine Verarbeitung im Reflowverfahren möglich. Wireclip selbst besteht aus einem bis 290 Grad spezifizierten Kunststoff.

Bis zu einem Leiterdurchmesser von 0,76 mm beträgt die Bauhöhe der Wireclip-Standardversionen über der Platinenoberfläche nur 4,5 mm, das gesamte Einbaumaß ist mit lediglich 8,5 mm sehr kompakt.

Standard oder Kundenspezifikation

Konfektionierte Wireclip-Verbindungen sind in diversen Standardausführungen lieferbar und ermöglichen die kurzfristige Realisierung vieler Applikationen. Tabelle 1 zeigt die wichtigsten mechanischen Kenndaten. Darüber hinaus sind auch kundenspezifische Entwicklungen möglich.

Tabelle 1: Wireclip-Standardausführungen.

Tabelle 1: Wireclip-Standardausführungen.Provertha

Die Automobilindustrie erkannte als erste die Vorzüge von Wireclip und so befinden sich die Verbindungen beispielsweise in der Lenkradelektronik deutscher Autohersteller. Bild 3 zeigt eine solche Baugruppe. Provertha ist selbstverständlich nach ISO/TS 16949 zertifiziert. Weitere Anwendungen finden sich in der Nachrichtentechnik und der Industrie-Elektronik, etwa in Drehwinkelgebern.

Miniaturisierte Wireclip-Lösungen

Für Applikationen mit sehr begrenzter Einbauhöhe und wenig Einbauraum ist die Low-Profile-Wireclip-Version die Lösung der Wahl. Auch hier ist eine Kombination von Signal- und Power-Leitungen in sehr kompakten Abmessungen realisierbar. Aus Platzgründen haben diese Versionen anstelle des Rastclips einen Klemmstift, der auf Wunsch auch ganz entfallen kann.

Als Beispiel für die erreichbare Miniaturisierung dient hier das Modell HCL 224-18R, das in zwei- und vierpoliger Ausführung verfügbar ist. Bild 5 zeigt die Dimensionen. Der Isolierkörper der vierpoligen Version belegt eine Platinenfläche von lediglich 8 x 4 mm2 und ist 2,5 mm hoch. Die Mitten der Adern mit Querschnitt AWG 22 entsprechend 0,35 mm2 und liegen nur 1,25 mm über der Oberfläche.

Auf einen Blick

Bei SMT-Baugruppen soll aus Platz- und Kostengründen oft direkt auf SMT-Lötpads kontaktiert werden; durchkontaktierte Bohrungen entfallen. Povertha hat ein Ultra-Low-Profile-SMT-Design entwickelt, das die Vorteile des Wireclip-Konzepts auch für SMT-bestückte Baugruppen nutzbar machen könnte. Der Entwurf nutzt das Prinzip der Heißverstemmung. Angedacht ist eine siebenpolige Version mit 180°-geradem Leiterabgang. Adern und Lötpads sind im Raster 2,54 mm angeordnet und der Lochabstand der seitlich angeordneten Rastclips beträgt 20 mm. Der Kunststoffkörper ist dabei mit kundenspezifischen Leitungen vorkonfektioniert. Die Höhe über der Platinenoberfläche beträgt 2,5 mm. In der Fertigungslinie erfolgt die Montage des Wireclip-SMT nach dem Reflowprozess mittels Bügel- oder Laserlöten. Bügellöten erlaubt rationelles Löten mehrerer Litzen auf SMT-Pads mit hoher Positioniergenauigkeit in einem Arbeitsgang und wird auch hohen Ansprüchen an Prozesssicherheit und Qualität der Lötstellen gerecht.