Direktkontaktierung PCB
FVA 1019 I | Gefördert durch die FVA
Direktkontaktierung von Kontaktstiften und Leiterplatte
Gestiegene Anforderungen an die Zuverlässigkeit, Effizienz und Nachhaltigkeit der Signal- und Leistungsvernetzung mechatronischer Systeme setzen Anbieter von Kontaktierungstechnologien vor ganz neue Herausforderungen. Besonders im Hinblick auf künftige automatisierte Fahrfunktionen ist eine Ausfallsicherheit funktionskritischer E/E-Komponenten sowie eine verlässliche Übertragung der Daten von elementarer Bedeutung.
Dies betrifft in einem hohen Maße auch die Ausführung von elektrischen Verbindungen zwischen Leiterplatten sowie der Peripherie und Leiterplatten. Die Entwicklung solcher Verbindungssysteme ist besonders getrieben durch zunehmend geringere Bauräume, steigende Umweltanforderungen (Temperatur, Vibration, etc.) sowie steigenden Kostendruck.
Um insbesondere den hohen Bauraum-Anforderungen gerecht zu werden, kommen vermehrt sogenannte Direktkontaktierungs-systeme zum Einsatz. Diese Systeme zeichnen sich dadurch aus, dass die Leiterplatte nicht nur als Schaltungsträger, sondern auch selbst als Kontaktpartner dient. Beispiele hierfür sind Durchsteckverbindungen oder Kontaktpads der Leiterplatte. Dadurch können komplexe Gehäuse und Kontaktelemente sowie Montageschritte potenziell vermieden werden. Es sind verschiedene lösbare Direktkontaktierungssysteme kommerziell erhältlich. Jedoch fehlt ein umfassender Vergleich sowie eine Bewertung der Systeme hinsichtlich ihrer Eignung für Anwendungen im Bereich der Mechatronik und der Antriebstechnik.
Das Forschungsthema zielt darauf ab, die Eignung solcher Direktkontaktierungssysteme für Anwendungen im Bereich der Mechatronik und Antriebstechnik systematisch zu bewerten und eine fundierte Entscheidungsgrundlage für deren Einsatz in industriellen Produkten zu schaffen. Im Fokus stehen dabei nicht nur technische Leistungsmerkmale wie elektrische Leitfähigkeit, mechanische Stabilität und Umweltresistenz, sondern auch Aspekte der Fertigung, Integration und Wirtschaftlichkeit.
Durch die strukturierte Erfassung und Bewertung kommerziell verfügbarer Lösungen soll das Projekt einen praxisnahen Überblick über den aktuellen Stand der Technik liefern.
Die gewonnenen Ergebnisse wurden in einer Nutzwertanalyse zusammengeführt, die technische Leistungsmerkmale wie Stromtragfähigkeit, Kontaktwiderstand und mechanische Stabilität mit wirtschaftlichen Kriterien wie Montageaufwand, Automatisierbarkeit und Bauraumbedarf verknüpft. Diese Analyse bildet die Grundlage für einen praxisorientierten Auswahl- und Anwenderleitfaden, der Unternehmen bei der Entscheidung für geeignete Kontaktierungslösungen unterstützt.
Das Projekt 1019 I der Forschungsvereinigung Antriebstechnik e.V. (FVA) wurde über Eigenmittel finanziert.