Mit der Through-Hole-Reflow-Technologie (THR) ist es möglich, die mechanische Festigkeit des verlöteten THR-Steckverbinders gegenüber dem reinen SMT-Steckverbinders deutlich zu erhöhen. Diese Tatsache hätte nun auch bei Fischer Elektronik dafür gesorgt, dass immer mehr Kunden deutlich in den letzten ein bis zwei Jahren die THR-Technologie nachgefragt haben, erklärt Gerhard Brüser, leitender Entwicklungsingenieur für Steckverbinder bei Fischer Elektronik in Lüdenscheid. Dem wachsenden Bedarf nach einer rationellen Bestückung der Steckverbinder will Fischer entsprechend Rechnung tragen und bietet nun einige Steckverbinderfamilien zusätzlich als THR-Varianten an.
Anforderungen an THR-Steckverbinder und Leiterplatte
Entsprechend der verschiedenen Lötverfahren sind die Ansprüche an die Steckverbinder recht unterschiedlich. Während beim Wellenlötverfahren die Steckverbinder kaum einer höheren thermischen Belastung als der üblichen maximalen Dauertemperaturbelastung ausgesetzt sind, müssen die Steckverbinder bei der SMT-Löttechnik gemäß dem Temperaturprofil DIN EN 61760-1 beim Lötpeak Temperaturen von mindestens 260 °C (mit einer Belastungsdauer von mindestens 10 s) standhalten. Deshalb haben Steckverbinder-Hersteller vor allem an der Beschaffenheit der Isolierkörperwerkstoffe gearbeitet: Die Hochleistungskunststoffe zeichnen sich durch eine sehr hohe Wärmeformbeständigkeit, Dimensionsstabilität und gute mechanische Eigenschaften aus. Ihr Schmelzbereich liegt bei über 290 °C, sodass sie den Reflowprozess problemlos überstehen können. Praktischerweise sind die Hochleistungskunststoffe zudem fest, steif, zäh und wiederstandfähig gegenüber Chemikalien.
Im Produktportfolio von Fischer sind auch Steckverbinder für THR-Löttechnik enthalten.Fischer Elektronik
Eine zweite wichtige Anforderung an den THR-Steckverbinder ist die Stiftlänge auf der Lötseite. Sie sollte kürzer als beim Wellenlöten sein, damit das auf der Leiterplatte eingebrachte Lot beim Einsetzen des Steckverbinders nicht mit herausgedrückt wird und es so zu einem unbefriedigenden Ergebnis kommt. Als Richtlinie sollte die Lötseite des Kontaktes nicht länger als die Dicke der Leiterplatte plus 0,5 mm sein. Gegenüber konventionellen Steckverbinder-Lötstiften fallen die THR-Varianten um etwa ein Drittel kürzer aus.
Auch seitens der Leiterplatten gibt es einiges zu berücksichtigen. So ist eine Abstimmung der Leiterplattenbohrungen für die THR-Steckverbinder erforderlich. Die entsprechenden Bohrungen sollten einen nur etwa 0,2 mm größeren Durchmesser als der zu verlötende Stiftdurchmesser aufweisen. Darüber hinaus müssen die Bohrungen in der Leiterplatte durchkontaktiert sein. Beim Löten füllt das Lot die Leiterplattenbohrung zu mindestens 75 % aus.
Der Haken
Mit dem THR-Verfahren wird zwar eine gute und sichere Verlötung sichergestellt, die auch eine visuelle Kontrolle der durchgesteckten Kontakte nach dem Verlöten ermöglicht. Der Umstand aber, dass es sich letzten Endes um eine durchkontaktierte Verbindung handelt, zeigt die Limitierungen der THR-Verbindung auf: An der Stelle, wo eine THR-Verbindung besteht, ist es nicht möglich, auf der gegenüberliegenden Seite ein SMT-Bauteil zu positionieren und zu verlöten, da die Leiste ja – wie bei allen Durchsteckbauteile üblich – auf der Gegenseite die Stellen frei bleiben müssen.
Eine zweite wichtige Anforderung an den THR-Steckverbinder ist die Stiftlänge auf der Lötseite. Sie sollte kürzer als beim Wellenlöten sein, damit das auf der Leiterplatte eingebrachte Lot beim Einsetzen des Steckverbinders nicht mit herausgedrückt wird und es so zu einem unbefriedigenden Ergebnis kommt. Als Richtlinie sollte die Lötseite des Kontaktes nicht länger als die Dicke der Leiterplatte plus 0,5 mm sein. Gegenüber konventionellen Steckverbinder-Lötstiften fallen die THR-Varianten um etwa ein Drittel kürzer aus.
Jennifer Kallweit
(mrc)
