Die Kombination innovativer Farbmöglichkeiten und Energieeffizienzklasse A findet vor allem in der Möbelindustrie Zuspruch. Lichtakzente in Schränken oder kreativ ausgeleuchtete, begehbare Kleiderschränke sind nur einige Einsatzbeispiele von LEDs. Im Automotive-Bereich wird die LED-Technik hauptsächlich bei Rücklichtern, Blinkern und als Standlicht eingesetzt, wodurch sich die Lebensdauer der Beleuchtung erhöht. Um den Haushalt der Städte in Zukunft zu schonen, rüsten diese ebenfalls auf diese energiesparende Technik um. Durch den geringen Verbrauch und die längere Lebensdauer profitieren Haushalt und Umwelt.

Die unterschiedlichen Ausführungen von Leiterkartensteckverbindern.

Die unterschiedlichen Ausführungen von Leiterkartensteckverbindern. Fischer Elektronik

In vielen Bereichen kommen Lichtleisten als LED-Line- oder als LED-Flex-Module zum Einsatz. Häufig werden zur Kontaktierung  der einzelnen Module kundenspezifische Steckverbinder eingesetzt. Dabei sind Leiterkartensteckverbinder oft ausreichend für die geforderte Kontaktierung. Sie sind eine hochwertige und kostengünstige Verbindungsalternative zu kundenspezifischen Steckverbindern und in unterschiedlichen Formen als Standard erhältlich.

Vorteile exklusiver Kundenlösungen

Weltweit werden Steckverbinder in unterschiedlichen Formen als Katalogwaren produziert und angeboten. Trotz der Vielfalt der verfügbaren Steckverbinder und deren Weiterentwicklungen sind in bestimmten Bereichen kundenspezifische Lösungen erforderlich. Exklusive und anwendungsspezifische Lösungen kommen für neue Einsatzgebiete oftmals eher in Betracht, als eine annähernd geeignete Steckverbindung aus dem Katalog. Allerdings haben kundenspezifische Lösungen auch die Bindung an einen Lieferanten zur Folge. Durch die Zusammenarbeit mit dem Lieferanten steigen jedoch auch Erfahrung und Kompetenz in der Verbindungstechnik.

Kundenspezifische Steckverbinder sind entsprechend der Standard-Leiterkartensteckverbinder aufgebaut. Sie bestehen aus einem oder mehreren Kontakten in einem Isolierkörper. Bei der Umsetzung der spezifischen Vorgaben kann auf Kundenwünsche hinsichtlich Technik und Design eingegangen werden. Zudem schützt die Exklusivität der Lösung vor Nachahmung.

Bei der Herstellung der Sondersteckverbinder muss ein gewisser Zeitraum eingeplant werden. Bis zur Verfügbarkeit der Stanz- und Spritzgusswerkzeuge vergehen einige Wochen. Erst dann können die ersten Bauteile gefertigt werden. Präzisionskontakte sind für Sonderanfertigung dagegen weniger schwierig zu realisieren. Die Kosten liegen deutlich niedriger, da keine teuren Werkzeuge gebaut werden müssen. Der Zeitraum für die Sonderanfertigung der Präzisionskontakte ist ebenfalls kürzer als bei gestanzten Kontakten.

Feste und lose Kontaktierungsmöglichkeiten

Sowohl bei kundenspezifischen als auch bei Standard-Steckverbindern sind unterschiedliche Verbindungsmöglichkeiten realisierbar. Bei einer lösbaren Verbindung kommt die Stift-Buchsenkombination zum Einsatz. Dadurch wird es möglich, die LED-Lichtleisten individuell nach Kundenwunsch zu erweitern oder zu reduzieren. Die offene Kontaktstelle kann am Ende des LED-Line-Modules durch einen Kunststoffverschluss abgedeckt und auf diese Weise geschützt werden. Je nach Steckzyklen sind Kontaktoberflächen in Gold, Zinn und selektiver (Gold–Zinn) Ausführung möglich. Bei einer hohen Anzahl an Steckzyklen ist eine Oberfläche in Gold empfehlenswert.

LED-Lichtleisten mit Standardsteckverbinder in der Stift-Buchse-Kombination.

LED-Lichtleisten mit Standardsteckverbinder in der Stift-Buchse-Kombination.Fischer Elektronik

Bei der festen oder nicht lösbaren Verbindung werden Leitungsbrücken als Kontaktierung für die einzelnen LED-Line-Module eingesetzt, die auf den LED- Lichtleisten fest verlötet werden. Dadurch ist die feste Verbindung gegenüber der lösbaren auf Zugbelastung deutlich stabiler. Die Leitungsbrücken sind ebenfalls mit unterschiedlichen Oberflächen erhältlich. Da diese jedoch auf den LED-Line- und LED-Flex-Modulen verlötet werden, ist eine verzinnte Kontaktoberfläche ausreichend. Diese ist einfacher zu verlöten und bei den heutigen Goldpreisen auch deutlich günstiger. Für beide Verbindungsarten gibt es unterschiedliche Ausführungen an Standard-Leiterkartensteckverbindern. Zudem stehen unterschiedliche Raster (2,54 mm, 2,00 mm und 1,27 mm) als gestanzte oder gedrehte Kontakte zur Verfügung. Für die lose Verbindung runden zusätzlich die unterschiedlichen Kontaktvariationen (gerade, 90° abgewinkelt oder für SMD-Technik) das Produktspektrum ab.

Bei den LED-Line- und LED-Flex-Modulen werden grundsätzlich eine Nennspannung von 24 V und Nennströme von 60 mA gefordert. Die elektrischen Eigenschaften der Kontaktierung müssen individuell für jede Verbindung ausgewählt und geprüft werden. In den letzten Jahren hat sich der Werkstoff vom Isolierkörper den Eigenschaften für das bleifreie Löten angepasst. Bei diesem Lötprozess werden SMD-Steckverbinder kurzzeitig Temperaturen von 260 °C ausgesetzt. Das hat zur Folge, dass sich das SMD-Lötverfahren gegenüber dem THT-(Through Hole Technology) Verfahren mehr und mehr durchsetzt.

Bei Temperaturen von 260 °C über einen Zeitraum von 10 s würden die meisten technischen Kunststoffe ihre Erweichungstemperatur erreichen und schmelzen. Aus diesem Grund werden Isolierkörpermaterialien, wie zum Beispiel PBT und PA 6, für dieses Lötverfahren nicht mehr eingesetzt. Liquid crystal polymers LCP und Polyphenylensulfid-PPS sind Hochleistungskunststoffe und bestens für das SMD-Lötverfahren geeignet. Diese und andere Materialien, die auch kurzzeitig hochtemperaturbeständig sind, haben sich in der Steckverbinderbranche als Isolierwerkstoff durchgesetzt. Die Isolierkörper von Leiterkartensteckverbindern sind bei Betriebstemperaturen von -40 bis teilweise 200 °C einsetzbar. Die Temperatur bei LED-Lichtleisten liegt je nach Anwendungsfall und Herstellerangaben zwischen -20 bis 85 °C und damit deutlich unter der möglichen Betriebstemperatur vom Isolierwerkstoff.

Unterschiedliche Ausführungen von Stift- und Buchsenkontakten

Häufig werden als Stifte gedrehte oder gestanzte Kontakte eingesetzt. Bei den Präzisionskontakten werden die Kontakte auf die geforderte Länge gedreht. Die Vierkantkontakte lassen sich durch unterschiedliche Möglichkeiten in der Fertigung auf die geforderte Kontaktlänge trennen. Die Kontaktspitze ist je nach Herstellungsprozess übergangslos verjüngt oder geprägt. Beim Schneiden auf die geforderte Länge wird die Kontaktspitze durch den Stanzvorgang geprägt, beim thermischen Reißen übergangslos verjüngt. Die unterschiedlichen Ausführungen der Kontaktspitze spielen keine große Rolle für die eigentliche Verbindung. Sie dienen zur besseren Einführung in den Gegenstecker oder in die Leiterplatte. Bei Stiften ohne Kontaktspitze kommt es beim Steckvorgang zu höheren Steckkräften, welches zu einem erhöhten Verschleiß oder Defekt von Stift und Buchse führen kann.

Präzisionsstift- und Buchsenleisten mit einem Isolierkörper niedriger Bauhöhe und unterschiedlichen Oberflächen.

Präzisionsstift- und Buchsenleisten mit einem Isolierkörper niedriger Bauhöhe und unterschiedlichen Oberflächen.Fischer Elektronik

Zwischen gedrehten und gestanzten Kontakten wird auch bei den Buchsen unterschieden. Am Markt vertreten sind Gabel-, Feder- oder Präzisionsbuchsenkontakte. Gedrehte Kontakte gibt es noch in zwei unterschiedlichen Varianten. Dabei wird zwischen Präzisionsbuchsen mit und ohne Innenfeder unterschieden. Bei den Präzisionsbuchsen ohne Innenfeder hat der Steckbereich zwei Schlitze. Dadurch entstehen zwei Schenkel, die sich beim Stecken über den Stift legen und damit kontaktieren. Die andere Variante der Präzisionsbuchsen besteht aus einer Hülse mit einer Innenfeder. Die gestanzte Innenfeder wird mit der Hülse fest verpresst. Die Kontaktierung mit dem Stift erfolgt über die Innenfeder.

Präzisionsbuchsenleiste ausgeführt in SMD-Technik im Raster 2,00 mm.

Präzisionsbuchsenleiste ausgeführt in SMD-Technik im Raster 2,00 mm. Fischer Elektronik

Die Steckkräfte, die beim Steckprozess zwischen Stift und Buchse entstehen, unterscheiden sich in den Kontaktierungsmöglichkeiten und sind von der Wahl der Buchse und des Stiftes abhängig. Die Kontakte werden je nach Anforderung der Steckkraft ausgewählt. Der Querschnitt des gewählten Stiftes, der Werkstoff der Buchse und die Variante (zum Beispiel Gabel- oder Präzisonsbuchsenkontakt) der Buchse sind ausschlaggebend für die Kraft.

Kundenspezifische Steckverbindungen

Die Variantenvielfalt, der auf dem Markt erhältlichen Stift- und Buchseneinheiten, die zur Kontaktierung für LED-Line- und LED-Flex-Module in Betracht kommen, ist sehr hoch. Dabei kommen dann Steckverbinder zum Einsatz, die sich in anderen Gebieten bereits durchgesetzt und bewährt haben. Sind diese Möglichkeiten dennoch nicht ausreichend, besteht die Alternative kundenspezifischer Steckverbindungen.