Signal meets Power meets Data

Der Steckverbinderspezialist HARTING will dem Megatrend der Miniaturisierung nicht nur gerecht werden, sondern dem Trend mit cleveren Lösungen vorausgehen. Dazu gehören vor allem miniaturisierte und flexible PCB Verbindungen. Denn nirgendwo sonst kommt die Miniaturisierung mehr zum Tragen als im Gerät. Die har-flex® Serie steht dabei schon länger für flexible und kompakte Verbindungslösungen. Nun erhält sie, zusätzlich zum ohnehin schon anpassungsfähigen Konzept, zwei weitere wichtige Bausteine für umfassende Möglichkeiten in der Geräteentwicklung – har-flex® Hybrid & Power für kompakte Anwendungen mit Power und die har-flex® HD-Card Edge im 0,8mm Raster für die Übertragung von hohen Datenraten.

Auch in der Industrie ist die Miniaturisierung von Geräten ein stetiger Prozess. So müssen Komponenten wie Steckverbinder immer weiter mit schrumpfen. Um aber nicht nur mitzuhalten, sondern auch Lösungen für Ansprüche von morgen und übermorgen abdecken zu können, hat der Connectivity Spezialist HARTING die har-flex® Steckverbinder entwickelt. Flexibel in der Polzahl von 6-100 und in der Steckhöhe von 8 - 20 mm können Entwickler alle Freiheiten in der Entwicklung ihres Gerätes nutzen.

Dieser Faktor wird immer wichtiger, denn im Bau von Industriegeräten ist jeder Fall einzigartig. Jedes Gehäuse muss andere Größen, Formen und Anforderungen bedienen. So müssen auch die Leiterkarten im Geräteinneren stets andere Platzverhältnisse ausgleichen. Jede Platine muss für Schnittstellen zur Gehäusewand oder für andere elektronische Bauteile eine fest definierte Position einnehmen. Diese variieren je nach Gerät und Einsatz. Um hier die notwendige Miniaturisierung zu schaffen, bietet die har-flex Schnittstelle mit einem Rastermaß von 1,27 mm eine besonders platzsparende Option.

Signal meets Power

Um gleichzeitig Signale und Power von einer PCB zur anderen übertragen zu können, erweitert HARTING die har-flex® Familie um die neue Hybrid Variante. Der Claim Small, Flexible, Robust gilt hier mehr als je zuvor. har-flex® Hybrid ermöglicht die Verbindung von Signal- und Power-Kontakten in einem Isolierkörper. Eine Stromtragfähigkeit von 18 A ermöglicht es die gewünschte Leistung platzsparend über wenige Kontakte zu übertragen. Bisher mussten dafür mehrere Signalkontakte zur Stromübertragung kombiniert werden, was mit einem höheren Platzbedarf verbunden war, ebenso wie der Einsatz eines getrennten Steckverbinders nur für die Power-Versorgung. Auch die Durchlaufzeiten in der Fertigung verbessern sich, da das Setzen eines zusätzlichen Power Steckverbinders vermieden werden kann.

Um zu verhindern, dass zu übertragende Daten induktiv vom Strom gestört werden, können angrenzende Pins geerdet werden. Wer den Platz hat und trotzdem noch auf kleinem Raum Strom übertragen möchte, kann auf den separaten har-flex® Power Steckverbinder setzen. Dieser hat die gleiche Bauform wie die bereits bekannten har-flex® Signal Steckverbinder und bietet so die ideale Ergänzung.

Je nach Art der Anwendung kann der Anwender neben der Polzahl in Hybrid- oder Power-Variante auswählen, ob die Befestigung über SMT oder mit zusätzlichen Einlötpfosten geschehen soll. Die Powerpins sind jeweils als THR oder SMT Kontakt verfügbar. Während die SMT Kontakte die Board-Rückseite nahezu unberührt lassen, bieten die THR Kontakte eine bessere Wärmeabführung und eine höhere Stabilität. Die neuen har-flex® Hybrid & Power Varianten wurden in bereits bekannten Ausführungen angelegt und bieten so Lösungen für Mezzanine, Motherboard-to-Daughtercard und Extender-card Verbindungen.

har-flex® HD-Card Edge für hohe Datenraten

Advanced Ethernet für IIoT Applikationen ist auch auf der Leiterkarte ein wichtiges Thema. Mit der Einführung des har-flex® HD-Card Edge (HD - High Density) dringt man ab Herbst 2020 in noch kleinere Bereiche der Board-Connectivity vor und bringt GBit Ethernet auf die PCB. Den Start bildet die Serie har-flex® HD - Card Edge im Rastermaß 0,8mm, die bis zu 25 Gbit/s von Board zu Board überträgt. Die Serie ist als one-piece-connector mit Polzahlen von 20 bis 140 Kontakten ausgelegt, was bedeutet, dass die Gegenkontakte direkt ins Leiterplatten-Layout integriert sind und kein zweiter Steckverbinder notwendig wird. Für die in der Industrie notwendige Stabilität gibt es die Lösung mit zusätzlichen Hold-Downs in SMT und THR. Diese erhöhen die mechanische Robustheit im Allgemeinen und speziell gegenüber Querkräften.

Qualität und Präzision immer im Blick

Im Rahmen der immer stärker automatisierten Fertigung sind alle har-flex® Steckverbinder Pick & Place tauglich und können im Reflow-Lötverfahren kontaktiert werden. Um Anwender auch in der Verarbeitung zu unterstützen, legt HARTING bei seinen Komponenten Wert auf absolute Präzision.

In diesem Zusammenhang gilt es die Koplanarität zu nennen. Sie beschreibt wie parallel und gleichmäßig Signalkontakte und Haltepins bei einem SMD Steckverbinder zueinander ausgerichtet sind, was für die spätere Qualität der Lötverbindung entscheidend ist. Weichen Verbindungspins zu stark voneinander ab, kann die Verbindung qualitativ schlecht bis fehlerhaft sein. Um eine gute Lötbarkeit zu gewährleisten, wird die Koplanarität aller Kontakte schon durchgehend während der Fertigung überprüft. Dies sichert die hohe Qualität und HARTINGs eigenen Anspruch an zuverlässige Schnittstellen. Neben einer optischen Kontrolle nach den Standards der IPC-A-610 Klasse 3, die sich auf äußerlich sichtbare Kriterien wie Benetzungswinkel und Füllgrad stützen, nutzen HARTING Labore auch Schliffe und Röntgentechnik, um die Qualität von Lötverbindungen zu prüfen.

Neben der korrekten Position der Kontaktpins ist auch ihre Beschichtung für eine gute Verbindung relevant. har-flex® Kontakte sind mit einer Zinnbeschichtung versehen, die im Reflowprozesses eine zuverlässige Verbindung mit dem Lötpad eingeht.

Die große Varianz, neue Bauhöhen und eine stetige Überwachung der hohen Qualitätsstandards machen har-flex®  von HARTING zur idealen Schnittstelle für Leiterkarten im Gerät.