Praxishandbuch Steckverbinder

Praxishandbuch Steckverbinder

von: Herbert Endres

Vogel Communications Group GmbH & Co. KG, 2018

ISBN: 9783834362384 , 396 Seiten

Format: PDF, OL

Kopierschutz: Wasserzeichen

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Preis: 79,80 EUR

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Praxishandbuch Steckverbinder


 

Titel

2

Copyright / Impressum

3

Vorwort

5

Inhaltsverzeichnis

7

1 Was ist ein Steckverbinder?

17

2 Steckverbinder-Bestandteile

19

3 Unterschiedliche Anschlusstechniken

21

3.1 Einlöten

21

3.2 Durchlöten

21

3.3 Auflöten

21

3.4 Einpresstechnik

22

3.5 Anlöten

22

3.6 Anschweißen

23

3.7 Anschrauben

23

3.8 Crimpen

23

4 Isolatormaterialien

25

4.1 PBT

30

4.2 PA

30

4.3 LCP

31

Unbenannt

31

4.5 PC

31

4.6 Produktion von Steckverbindergehäusen

31

4.7 Reel-to-Reel-Verarbeitung

31

4.8 Krematoriumseffekte

32

5 Kontaktmaterialien

33

5.1 Kupfer

34

5.2 Messing

34

5.3 Federnde Legierungen

34

5.4 Relaxation der Federkräfte

34

5.5 Kontakte

36

6 Kontaktpunkt

37

7 Verschiedene Kontaktoberflächen

39

7.1 Nickel

39

7.2 Gold

40

7.3 Palladium

40

7.4 Silber

40

7.5 Zinn

40

7.6 Multilayer

41

7.7 Nickel-Sperrschicht

41

7.8 Kontakte aus vorveredelten Bandmaterialien

41

7.9 Kontaktgabe zwischen unterschiedlichen Kontaktoberflächen

42

8 Kontaktwiderstand

43

8.1 Kontaktwiderstand und Temperatur

47

8.2 Kontaktwiderstand und Korrosion

48

8.3 Kontaktwiderstand und Reibkorrosion

48

8.4 Kontaktwiderstand und Steckzyklen

49

8.5 Filme auf den Kontaktoberflächen

50

8.6 Ein niedriger Kontaktwiderstand ist wichtig

50

9 Abschirmmaßnahmen

53

9.1 Elektromagnetische Verträglichkeit

54

9.2 Der EMV-Schirmfaktor

56

9.3 Pseudo-Koaxial-Pinbelegung zur Optimierung der Signalintegrität

58

10 Verriegelung der Steckverbinder

63

11 Gehäuse und Mechanik

67

11.1 Positionscodierungen

67

11.2 Vorzentrierungen

68

11.3 Steckkompatibilität

69

11.4 Inverse Stecksysteme

70

11.5 Soft- und hartmetrische Rückwand-Leiterplattensysteme

70

11.6 Wasserdichte Ausführungen

71

11.7 Explosionsgeschützte Steckverbinder

73

12 Warum werden neue Steckverbinder entwickelt?

75

13 Steckverbinder in der Leistungselektronik

77

13.1 Beispiel Kühlung durch Anschlussleitungen

78

13.2 Beispiel Kühlung durch Kupfer in der Leiterplatte

78

13.3 Thermische Simulation für den Extremfall

79

13.4 Hot Plugging in der Leistungselektronik

80

13.5 Stromverträglichkeit im Grenzbereich

81

14 Steckverbinder für hohe Datenraten

85

14.1 Warum werden diese Signale als differenzielles Paar übertragen?

85

14.2 Wie überträgt man digitale Signale?

85

14.3 Was muss bei den Übertragungsstrecken beachtetwerden?

88

14.4 Warum sind Impedanz-Stoßstellen kritisch?

89

14.5 Neben- oder Übersprechen bei hohen Datenraten

90

14.6 Signal-Störabstand – Warum ist Nebensprechenso kritisch?

91

14.7 Simulation in der Steckverbinderindustrie

93

14.8 Signalübertragung bei hohen Datenraten

95

14.9 S-Parameter

99

14.10 S-Parameter im unsymmetrischen Betrieb(single ended)

99

14.11 S-Parameter im Mischbetrieb

100

14.12 Verifikation von S-Parametern nach der Simulation

103

14.13 Was sind Augendiagramme?

104

14.14 Einfluss der Leiterplatte

106

15 Weiterverarbeitung von Steckverbindern imFertigungsprozess

109

15.1 Lötvorgänge bei unterschiedlichen Leiterplatten-Löttechniken

109

15.2 Steckverbinder auf Leiterplatten in Einpresstechnik setzen

110

15.3 Anschluss von Drähten, Litzen und Kabeln an Steckverbinder

111

16 Steckverbinderauswahl

113

16.1 Einsatzfall

113

16.2 Checkliste

117

Expertenbeiträge - 1 Steckverbinder qualifizieren und bewerten

121

2 Einpresstechnik

139

2.1 Reparaturfähigkeit

140

2.2 Leiterplattenoberflächen

140

2.3 Lochaufbau

141

2.4 Oberflächenbeschichtung der Kontakte undder Einpresszone

141

2.5 Leiterplattendesign: Mindestabstand und Leiterbahnenverlauf

142

2.6 Einpressprozess

142

2.7 Pressen

144

2.8 Zuverlässigkeit der Einpresstechnik

144

2.9 Anwendungsbeispiele

145

3 Komponentendesign für die automatisierte Kabelsatzfertigung

147

3.1 In Zukunft gibt es keine Alternative mehr zurautomatisierten Fertigung

147

3.2 Neue Herausforderungen und Chancen für Entwickler von Kabelsätzen und Komponenten

147

3.3 Die große Herausforderung ist die Geschwindigkeitder Automaten

148

3.4 Die heute noch gültigen Prüfnormen sind unzeitgemäß

148

3.5 Fasungen und Rundungen erleichtern den Einführprozess

148

3.6 Generelle Anforderungen an die Stecker

149

3.7 Flächen für die optische Vermessung

150

3.8 Vorsicht mit vor- und rückversetzten Kammereingängen!

151

3.9 Zusätzliche Fixierung für Einzeladerabdichtungen

152

3.2 Neue Herausforderungen und Chancen für Entwicklervon Kabelsätzen und Komponenten

147

3.3 Die große Herausforderung ist die Geschwindigkeitder Automaten

148

3.4 Die heute noch gültigen Prüfnormen sind unzeitgemäß

148

3.5 Fasungen und Rundungen erleichtern den Einführprozess

148

3.6 Generelle Anforderungen an die Stecker

149

3.7 Flächen für die optische Vermessung

150

3.8 Vorsicht mit vor- und rückversetzten Kammereingängen!

151

3.9 Zusätzliche Fixierung für Einzeladerabdichtungen

152

3.10 Tipps für Kammereinläufe und Übergänge in den Stecker

153

3.11 Empfehlungen für Konstruktionen von Steckern mit Dichtmatten

154

3.12 Keine Kunst, sobald man das Prinzip kennt

156

4 Werkstoffe für Steckverbinderkontakte

157

4.1 Warum Kupferlegierungen?

157

4.2 Applikationsspezifische Eigenschaften

159

4.3 Kupferwerkstoffe für Stanz-Biegekontakte

167

4.4 Kupferwerkstoffe für spanend hergestellte Kontakte

179

4.5 Ausblick

179

5 Kontaktphysik

181

5.1 Einleitung

181

5.2 Der Engewiderstand nach HOLM

181

5.3 Reale versus scheinbare Kontaktfläche

185

5.4 Morphologie des Kontaktpunktes und elektrische Leitvorgänge

187

5.5 Simulation der realen Kontaktfläche

190

5.6 Verschleiß

201

6 Oberflächen für Steckverbinderkontakte

205

6.1 Anforderungen an die Oberflächen für Steckverbinder

205

6.2 Kontaktmaterialien für Steckverbinder

206

6.3 Hartgold-Oberflächen für Steckverbinder

208

6.4 Palladium oder Palladium-Nickel mit Flashgold

213

6.5 Nickel-Phosphor-Flashgold

216

6.6 Silber

217

6.7 Sn-basierte Oberflächen für Steckverbinderkontakte

223

6.8 Zusammenfassung und Einsatzempfehlungen

241

7 Neue hochleistungsfähige Beschichtungen für Steckverbindersysteme – Es muss nicht immer«edel» sein

245

7.1 Einleitung

245

7.2 Experimentelles

246

7.3 Ergebnisse und Diskussion

247

7.4 Ausblick

265

8 Technologische Herausforderungen bei der Anwendung von Koaxialsteckverbindern beihohen Datenraten

267

8.1 Einleitung

267

8.2 Stand der Technik heute

268

8.3 Neue koaxiale Steckverbinder für Mobilfunk-Anwendungen

270

8.4 Koaxiale Steckverbinder Board-to-board «blind mate»

271

8.5 Integrierte Lösungen von Koaxialsteckverbindern im Automobil FAKRA

275

8.6 Koax-Verbindung für Übergang von Glasfaser auf elektrische Leitung

276

8.7 Zusammenfassung: Die Grenzen der Koaxialtechnik

277

9 USB 3.1 C – Eine Steckverbindung, nicht nur für USB-Anwendungen!

279

9.1 Typische Anwendungen

279

9.2 Image vs. Fakten

281

9.3 Lowcost: Nein danke!

281

9.4 Mechanische Performance

282

9.5 EMV

283

9.6 SuperSpeedþ USB 10 Gbit/s

283

9.7 Die Schirmung der Steckverbindung

288

9.8 Bei der Auswahl des Steckers zu beachten

289

10 Qualitätsabsicherung der Dichtheit von Steckverbindern im Produktionsprozess

291

10.1 Steckverbinder

291

10.2 Dichtheitsprüfung im Labor

292

10.3 Dichtheitsprüfung im Produktionsprozess

294

10.4 Dichtheitsprüfung von Steckverbindern

298

10.5 Optimierungen

301

10.6 Typprüfung versus Stückprüfung

301

11 Entwicklungen für Spezialanwendungen

303

12 Thermische Charakteristik eines Steckverbinders

311

13 CAE-Simulation als unterstützen des Werkzeug im Entwicklungsprozess für Steckverbinder

315

13.1 Einsatz der CAE-Simulation im Entwicklungsprozess

315

13.2 Die Verfahren der CAE-Simulation zur Steckverbinderentwicklung

315

13.3 Durchführung einer CAE-Simulation am Beispiel der elektromagnetischen Feldsimulation von Steckverbindern

320

13.4 Potenzial der parametrischen Simulation in der Produktentwicklung

325

14 Modulare Steckverbinder: Kompakte und flexible Schnittstellen für Produktionsanlagen

329

14.1 Entstehung modularer Steckverbinder

330

14.2 Aufbau modularer Steckverbinder-Programme

330

14.3 Modulare Verbindungen für modulare Maschinen

330

14.4 Vielfältige Optionen für eine Schnittstelle

331

14.5 Platz sparen bei der Lichtwellenleiter-Übertragung

331

14.6 Einfache Anschlusstechnik für schnelle Installationen

331

14.7 Modular und smart für die Netzwerkkommunikation

332

14.8 Empfindliche Elektronik schützen, Anlagenverfügbarkeit verbessern

332

15 Optische Steckverbindungen für die Kommunikationsnetze

335

15.1 Definition

335

15.2 Struktur und Funktion eines optischen Steckverbinders,Parameter

335

15.3 Struktur und Funktion eines Mittelstücks / Adapters

339

15.4 Struktur und Funktion optischer Steckverbindungen,Parameter der Einfügedämpfung

340

15.5 Grenzwerte und Qualitäten der optischen Steckverbindungen

344

15.6 Steckverbinder und Kabel

345

15.7 Simplex-, Duplex- und Mehrfasersteckverbinder,Anwendungsbereiche

346

15.8 Patchkabel und Pigtails

347

15.9 Standards

348

16 Die Steckverbinderauswahl in der digitalen Welt

349

16.1 Produktinformationen in Textform

349

16.2 Produktinformationen, visuell dargestellt

350

16.3 Produktinformationen suchen und finden

352

16.4 Die Zukunft

354

17 Die etwas andere Verbindung – Kabellose Übertragung

355

17.1 Die elektrische Zahnbürste – Das erste kabellose Ladesystem mit Massenverbreitung

355

17.2 Was zeichnet induktive kabellose Übertragungssystemeaus?

360

17.3 Praxisbeispiel Elektromobilität

360

17.4 Megatrends mit kabellosen Übertragungslösungenbegegnen

363

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Lebensläufe der Autoren

377

Stichwortverzeichnis

393