PCB Steckverbinder: Grundlegende Übersicht und Auswahlhilfe

Die Elektronik ist ein Bereich, in dem die Produkte eng miteinander verwoben sind. Diese Tatsache unterstreicht nicht nur die Integration zahlreicher Komponenten auf engstem Raum, sondern auch die zentrale Rolle, die der Überbrückung von Verbindungen zwischen verschiedenen Modulen mit Hilfe von Medium-PCB-Verbindern zukommt. Diese Komponenten, die sich auf Leiterplatten befinden, erleichtern die Übertragung von Signalen, Strom und Daten zwischen verschiedenen Platinen, Modulen oder Geräten und sorgen so für eine nahtlose Verbindung aller Module untereinander. In diesem Artikel taucht FS Technology tief in das Reich der Leiterplattensteckverbinder ein, um Ihnen ein besseres Verständnis für deren Bedeutung und Funktionalität zu vermitteln.

Obwohl FS Technology ein PCBA-Unternehmen ist, verfügen wir nach vielen Jahren schlüsselfertiger Dienstleistungen über professionelles Komponentenwissen und bieten unseren Kunden Komponentenbeschaffungsdienste. Wenn Sie einen solchen Bedarf haben, kontaktieren Sie uns bitte.

Was ist PCB Connector

Leiterplattensteckverbinder, die auch als Sockel oder Klemmen bezeichnet werden, spielen eine zentrale Rolle in elektronischen Systemen. Diese Komponenten umfassen ein breites Spektrum an Elementen, von integrierten Schaltkreisen und Sensoren bis hin zu Schaltern und Stromversorgungen. Je nach dem spezifischen Kontext, PCBA-Unternehmen verschiedene Verbindungstechniken wie SMT, THT oder Pin-Verbindungen für eine nahtlose Integration verwenden.

Im Bereich der Elektronik sind Steckverbinder grundlegende modulare Isoliergeräte, die sorgfältig entwickelt wurden, um sichere und zuverlässige Verbindungen zwischen mehreren Drähten herzustellen. Steckverbinder erleichtern nicht nur die Verbindung von Drähten innerhalb eines einzelnen elektronischen Systems, sondern verringern auch die Abhängigkeit von traditionellen Lötmethoden, Lötkolben und Isolierband, was zu einer höheren Effizienz der Verbindungen insgesamt führt.

Steckverbinder zeichnen sich durch eine sorgfältige Konstruktion aus, die eine optimale Signalübertragung gewährleistet und die nahtlose Übertragung von elektrischen Signalen vom Ausgangspunkt (A-Anschluss) zum Ziel (B-Anschluss) ermöglicht. Robuste Gehäuse, die oft aus isolierenden Materialien wie Kunststoff oder Keramik gefertigt sind, sorgen für eine effektive elektrische Trennung zwischen benachbarten Steckern. Das Innere der Steckverbinder ist so konzipiert, dass eine effiziente Signalleitung im Vordergrund steht. Dazu gehört die Verwendung von leitfähigen Materialien, wobei Kupfer eine gängige Wahl ist, ergänzt durch korrosionsbeständige Elemente. Typischerweise enthalten Steckverbinder stromführende Komponenten, wie z.B. Klemmleisten oder Metallstreifen, die sicher im Isolierkörper eingeschlossen sind. Dieses anpassungsfähige Design vereinfacht nicht nur den Aufbau und die Wartung elektronischer Systeme, sondern beschleunigt auch die modulare Installation oder den Ausbau auf der Leiterplatte.

PCB Steckertypen

Nach Verbindungsmethode

schraubbarer PCB-Stecker

schraubbarer PCB-Stecker

Schraubverbinder, auch bekannt als Schraubklemmen oder Klemmenkappen, sind eine gängige und vielseitige Kategorie von Drahtverbindern. Sie unterscheiden sich durch die Größe der Drähte und die Drahtstärke und umfassen verschiedene Spezifikationen, darunter P1, P2, P3, P4, P5 und P6. Mit ihrer robusten Zusammensetzung aus Isolatoren und Metallleitern, die mit Schrauben versehen sind, bieten diese Verbinder eine sichere und zuverlässige Lösung für die Drahtfixierung.

Die Auswahl eines schraubbaren Leiterplattensteckers erfordert eine sorgfältige Abwägung zentraler Faktoren wie Anzahl der Stifte, Abstände, Drahtstärke sowie Spannungs- und Stromwerte. Die Vorgehensweise ist kurz und bündig wie folgt skizziert:

  1. Führen Sie den Draht vorsichtig durch die untere Öffnung des Verbinders und stellen Sie sicher, dass das Ende des Drahtes einen stabilen Kontakt mit dem darunter liegenden Metallleiter herstellt.
  2. Sollte es notwendig sein, ein zusätzliches Kabel anzuschließen, führen Sie es durch den dafür vorgesehenen Schlitz im Stecker.
  3. Befestigen Sie den Draht präzise, indem Sie die Drehkappe auf dem Verbinder fest anziehen. So stellen Sie sicher, dass die in der Kappe eingebettete Schraube eine sichere und unnachgiebige Verbindung mit dem Metallleiter herstellt.

Feder PCB Stecker

Feder PCB Stecker

Im Gegensatz zu den drehbaren Steckverbindern nutzen die federbelasteten Steckverbinder die mechanische Energie von Federn, um Verbindungen herzustellen. Diese Kategorie umfasst verschiedene Konfigurationen, die von Board-to-Board-Verbindern über Zielverbindungen bis hin zu Klemmenblöcken reichen, was sie zu einer vielseitigen Wahl für verschiedene Industriezweige macht.

Der Installationsprozess zeichnet sich durch eine benutzerfreundliche Einfachheit aus, die den Einsatz von Spezialwerkzeugen oder -geräten überflüssig macht. Das Verfahren lässt sich kurz und bündig wie folgt zusammenfassen:

  1. Beginnen Sie mit der Identifizierung der Potenzialmarkierungen auf den Anschlüssen, die üblicherweise durch "+" und "-" symbolisiert werden und eine präzise Ausrichtung der positiven und negativen Pole garantieren.
  2. Drücken Sie die federbelastete Lasche mit einem Schraubendreher vorsichtig herunter. Dadurch entsteht ein Spalt, in den der Draht eingelegt werden kann. Wenn Sie die Lasche loslassen, wird der Draht durch den Rückstoßeffekt der Feder fest an seinem Platz gehalten.
  3. Sollte der Stecker Schraublöcher oder Befestigungspunkte aufweisen, verwenden Sie Schrauben oder einen Schraubendreher zur sicheren Befestigung.

Steckbarer PCB-Anschluss

Steckverbinder stellen Verbindungen durch einfaches Stecken und Ziehen her. Diese Steckverbinder haben in der Regel eine Stift- oder Buchsenstruktur. Bemerkenswerte Beispiele sind Stiftleisten, Buchsenleisten und elektronische Buchsen. Es sind sowohl männliche als auch weibliche steckbare Steckverbinder erhältlich. Normalerweise werden die Drähte an der männlichen Seite der Verbindung angebracht. Anschließend können sowohl das männliche als auch das weibliche Ende mühelos Drähte anschließen oder abziehen, indem das männliche Ende in das weibliche Ende der Anschlussleiste gesteckt wird. Diese Konstruktion erleichtert das Verbinden und Trennen verschiedener Segmente innerhalb eines elektronischen Geräts, ohne dass Lötarbeiten erforderlich sind. Diese Steckverbinder sind von großem Nutzen bei Anwendungen, die häufige Verbindungen und Trennungen von Komponenten erfordern.

IDC-Stecker

Ein "Isolationsverdrängungs-Steckverbinder" ist eine spezielle Untergruppe im Bereich der Leiterplatten-Steckverbinder. Dieser Steckertyp ermöglicht das direkte Einstecken in einen Steckverbinder durch Verdrängung der Isolierung, wodurch das Abisolieren der Isolierschicht des Drahtes überflüssig wird. Dieser innovative Verbindungsansatz erhöht die Geschwindigkeit und Effizienz der Verbindung und reduziert gleichzeitig den manuellen Abisoliervorgang. Dies ist besonders vorteilhaft für Anwendungen wie das autonome Fahren, die eine große Anzahl von Kabelverbindungen erfordern.

Gebrauchsanweisung: Die Isolierung muss vor dem Einstecken nicht entfernt werden. In der Anschlussdose entfernen zwei präzisionsgeschliffene Klingen geschickt die Isolierung und sorgen so für die gewünschte Kabelverbindung.

Nach Verbindungsobjekt

Board-to-Board-Anschluss

Board-to-Board PCB Steckverbinder

Wie der Name schon sagt, dient der Board-to-Board-Steckverbinder als wichtiges Bindeglied zwischen zwei oder mehr elektronischen Leiterplatten. Diese Steckverbinderlösung umgeht effektiv die räumlichen Beschränkungen, die durch Kabelverbindungen entstehen, und erweist sich als besonders vorteilhaft für Designs, die eine hohe Packungsdichte erfordern. Board-to-Board-PCB-Steckverbinder sind vielseitig einsetzbar, z.B. in verschiedenen Anwendungen:

  • Multi-Board-Systeme: Bei der Verwendung mehrerer Platinen innerhalb komplexer Designs erleichtern Board-to-Board-Verbindungen den nahtlosen Austausch von Daten und Signalen zwischen den miteinander verbundenen Platinen.
  • Modularer Aufbau: Um den Herstellungsprozess zu rationalisieren, werden bei modularen Designansätzen verschiedene Funktionsmodule entwickelt, die unabhängig voneinander hergestellt, getestet und anschließend über Board-to-Board-Verbindungen zusammengesetzt werden können.
  • Signal Expansion: Ein anschaulicher Fall sind Hochleistungs-Grafikkarten, deren Ausgangssignale mit der Hauptplatine verbunden werden müssen, um große Displays oder mehrere Bildschirme zu ermöglichen.

Draht-zu-Platine-Verbinder

Wire-to-Board PCB-Anschluss

Wire-to-Board-Steckverbinder spielen eine entscheidende Rolle bei der Herstellung nahtloser Verbindungen zwischen Kabeln und Leiterplatten. Diese Steckverbinder sind mit einem integrierten Verriegelungsmechanismus ausgestattet und gewährleisten eine stabile und zuverlässige Verbindung. Für Projekte, bei denen es auf erhöhte Sicherheit ankommt, werden Steckverbinder mit Verriegelungshebeln oder Riegeln empfohlen. Die Seite mit den Kabelanschlüssen entspricht dem Design von Draht-zu-Draht-Steckverbindern, während die Seite mit den Leiterplattenanschlüssen die Wahl zwischen Einpress-Steckverbindern und zweiteiligen Lötsteckern bietet.

Die in diesen Steckverbindern eingebettete interne Drahtanschlußmethode ist an die Drahtgröße und die Anzahl der Kontaktpunkte anpassbar. Steckverbinder, die für eine höhere Leistung ausgelegt sind, verfügen über Kompressionskontakte, die einen festen und sicheren Sitz zwischen dem Draht und den Kontaktpunkten gewährleisten, ohne übermäßige Hitze zu erzeugen. Wenn es um große Steckverbinder geht, die 20 oder mehr Drähte aufnehmen können, sind maßgeschneiderte Lösungen für automatisierte Lötprozesse machbar.

Ähnlich wie bei einer Vielzahl von elektronischen Steckverbindern hat der schrumpfende Platzbedarf auf Leiterplatten dazu geführt, dass die Wire-to-Board-Steckverbinder diesem Trend folgen. Dieser Wandel hat dazu geführt, dass ultrakompakte Steckverbinder mit einer Grundfläche von weniger als 1,5 Millimetern immer beliebter werden. Diese Steckverbinder fügen sich nahtlos ein in SMT-Bestückungsprozessebesonders in der Massenproduktion. Die vergoldeten Kontakte und die Spannungsentlastung erhöhen die Zuverlässigkeit dieser kleinen Steckverbinder zusätzlich.

Zuverlässigkeit von PCB-Steckverbindern

Steckverbinder für Leiterplatten sind oft aus Kunststoff gefertigt, was sie berührungssicher macht, da der Zugang zu spannungsführenden Anschlüssen eingeschränkt ist. Diese Steckverbinder spielen eine entscheidende Rolle beim Herstellen und Trennen von Drahtverbindungen innerhalb eines Schaltkreises und bieten Komfort und Leichtigkeit. Daher werden sie häufig in Schalttafeln, Erdungen, Motoranschlüssen und vielen anderen Bereichen eingesetzt. Neben ihrer Bequemlichkeit erhöhen Klemmenblöcke auch die allgemeine Sicherheit elektrischer Systeme. Dies wird durch Isolierung, Erdung und den Schutz anderer Komponenten innerhalb des Systems erreicht. Darüber hinaus ermöglichen diese Steckverbinder eine sichere Verbindung von stromführenden Klemmen und können als Testpunkte für die Messung von Spannung oder anderen elektrischen Parametern auf gesicherte Weise dienen. Diese doppelte Funktionalität erleichtert nicht nur das Testen, sondern erhöht auch die Sicherheit bei der Diagnose und Fehlersuche in elektrischen Systemen.

Der folgende Abschnitt gibt einen Überblick über die Materialien, die bei der Herstellung dieser Stecker verwendet werden:

  • Duroplast EP: Dieses Material zeichnet sich durch eine ausgezeichnete physikalische Stabilität und eine hohe Flammfestigkeit aus, auch wenn es ihm an Zähigkeit mangeln könnte.
  • Thermoplastisches Polycarbonat PC: Es ist bekannt für seine geometrische Stabilität, seine solide Zähigkeit und seine bemerkenswerte Hitzebeständigkeit und bietet außerdem eine verbesserte Isolierleistung. Sie sollten jedoch beachten, dass es bei übermäßiger Belastung zu Brüchen und Rissen neigt.
  • Thermoplastischer Polyester PBT: Es wird vor allem in Hochtemperaturszenarien eingesetzt und bietet in Verbindung mit FR-4 Leiterplatten einen erhöhten Flammschutz.
  • Glasfaserverstärktes Nylon PA-F: Dieses Material zeichnet sich durch eine geringe Wasseraufnahme und eine hohe Steifigkeit aus, wodurch es sich besonders für Anwendungen eignet, die einen Hochspannungsschutz erfordern.

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