Checkliste zur Steckverbinderauswahl: Passende HF-, Leiterplatten- und Draht-zu-Leiterplatten-Steckverbinderfamilien für Ihr Design

Der Großteil der Arbeit bei der Auswahl eines Steckverbinders für das Leiterplattendesign ist bereits abgeschlossen, bevor man überhaupt einen Steckverbinderkatalog öffnet. Deshalb beginnt eine Checkliste zur Steckverbinderauswahl mit dem Design und nicht mit einer Teilenummer. Drei Punkte sind in der Regel schon festgelegt, wenn das Layout endgültig ist: die Impedanz und Frequenz des HF-Pfads, die Stapelhöhe und die vom Gehäuse vorgegebene Leiterplattenabmessung sowie die Frage, ob das Gerät nach dem Versand geöffnet werden muss.

Behandeln Sie diese drei Faktoren als Vorgaben, nicht als Optionen. Ein 50-Ω-Pfad von DC bis 6 GHz deutet auf Koaxialschnittstellen hin und schließt Flachbandkabel, Stiftleisten und Klemmenblöcke unabhängig vom Stückpreis aus. Ein Abstand von 1.2 mm zwischen zwei parallelen Platinen ist keine Frage der Präferenz; er bestimmt, welche Platinenabstände realistisch sind. Muss die Baugruppe vor Ort gewartet werden, scheidet eine fest verlötete Platinenverbindung lange vor einer Kostendiskussion aus.

Die Checkliste ist deshalb wiederverwendbar, weil sie alle Antworten an einem Ort speichert. Sie hält fest, was im Designprozess bereits entschieden wurde, sodass die Kandidatenliste klein genug bleibt, um einen aussagekräftigen Vergleich zu ermöglichen.

Auswahlkriterien für Steckverbinder, die Familien ausschließen, in der Reihenfolge

Sobald diese Eingangsgrößen festgelegt sind, wird die Auswahl der passenden Steckverbinder nacheinander durch die entsprechenden Kriterien eingeschränkt. Werden die drei folgenden Fragen in falscher Reihenfolge gestellt, entstehen problematische Fälle: Ein Bauteil erfüllt zwar die elektrischen Anforderungen, lässt sich aber nicht problemlos in eine Bestellung aufnehmen und die mitgelieferten Zeichnungen stimmen nicht mit dem Footprint überein.

Signal, Strom oder beides.
Die erste Frage ist, welche Daten tatsächlich über den Kontakt übertragen werden. Reine Signalwege mit kontrollierter Impedanz führen zu Koaxialkabeln; reine Stromwege zu Klemmenblöcken und dickeren Stiftleisten; gemischte Wege erfordern meist Kompromisse bei der Pinanzahl oder der Beschichtung. Diese Antwort reduziert die Auswahl in der Regel um die Hälfte.

Von Platine zu Platine oder von Platine zu Kabel.
Eine Verbindung, die über die gesamte Lebensdauer des Produkts zwischen zwei Platinen feststeht, gehört zu den Platinen-zu-Platine- und FFC/FPC-Verbindungen. Eine Verbindung, die um ein Scharnier herumgeführt, durch eine Gehäusewand geführt oder für Wartungsarbeiten abgezogen werden muss, fällt unter die Kategorie der Draht-zu-Platine- oder Kabelkonfektionen. Diese Frage bis zum Schluss aufzuschieben, ist kostspielig, denn ein Design, das von einem steckbaren Kabelbaum ausgeht, aber eine Lötverbindung vorsieht, wird in der Produktion und nicht auf dem Papier überarbeitet.

Die aktuelle Strömung und wie häufig sie sich paart.
Der Strom bestimmt die minimale Kontaktgröße und indirekt den Rasterabstand. Die Steckfrequenz bestimmt die Kontaktgeometrie. Ein Steckverbinder, der einmal während der Montage gesteckt wird, und ein solcher, der bei jedem Modulwechsel durch einen Techniker gesteckt wird, sind unterschiedliche Produkte, selbst wenn sie einen Rasterabstand von 1.27 mm und die gleiche Grundfläche aufweisen.

Die Reihenfolge ist wichtig, da jede Antwort die nächste einschränkt. Wenn man beispielsweise zuerst die Steigung auswählt und dann rückwärts zur Stromstärke geht, wird ein 0.5 mm dickes Bauteil letztendlich für eine Last spezifiziert, die es nicht tragen kann.

Was bleibt: Auswahl des Steckverbinders nach Anwendung

Nach diesen drei Fragen bleibt in der Regel eine Familie übrig, gelegentlich zwei. Die folgende Tabelle dient als Vergleichsübersicht für die Auswahl der passenden Steckverbinder. Die letzte Spalte enthält alle Informationen, die vor der Bestellung schriftlich vorliegen müssen.

Familie	Typischer Pitch / Schnittstelle	Aktuell	Typisches Paarungsleben	Bitte vor der Bestellung bestätigen.
HF / Koaxial	50-Ω-Schnittstelle (SMA, SMB, IPEX, FAKRA), DC bis 6 GHz	Signalweg, bis zu 1 A	~500 Zyklen (typisch)	Impedanz, obere Grenzfrequenz und Kontaktbeschichtung. KH-SMA-K513-G
Platte-zu-Platte	0.5 mm (2.5 mm XH werden hier ebenfalls mitgezählt)	~0.5 A pro Kontakt	~20 bis 30 Zyklen (typisch)	Stapelhöhe und Ausrichtungstoleranz. KH-WB105-F20E-04L, KH-XH-11A-Z
Wire-to-Board	2.54mm	3 A / 250 V.	~30 Zyklen (typisch)	Drahtstärke und Verriegelungssicherung. KH-A2504-10AW
FFC / FPC	0.5 mm / 1.0 mm	~0.5 A pro Kontakt	~20 bis 30 Zyklen (typisch)	Einfügerichtung und Biegeradius. KH-FFC-A0.5-10P, KH-FFC-V0.5-10P
Stift- und Buchsenleiste	1.27 mm (2.0 / 2.54 mm in derselben Familie)	1.0 A / AC 500 V	~50 Zyklen (typisch)	Stapelhöhe und selektive Goldplattierung. KH-1.27FH-1X10P-H4.3
Klemmenblock / Industrie	3.81mm	8 A / 300 V, Wechselstrom 2000 V/min	~50 Zyklen (typisch)	Kriechstrecke und Enddrehmoment. KH-15EDGRC-3.81-10PG

Die oben genannten Werte für Steigung, Stromstärke, Spannungsfestigkeit, Temperaturbereich sowie Kontakt- und Isolationswiderstand stammen aus veröffentlichten Quellen. Kinghelm Datenblätter. Die Steckzeit ist ein branchenüblicher Referenzbereich und keine garantierte Spezifikation; es empfiehlt sich, sie für jede Teilenummer zu überprüfen.

Checkliste zur Auswahl der Steckverbinder vor dem Versand von Mustern oder einer Bestellung

Eine Vorauswahl ist keine Bestellung. Die untenstehende Checkliste zur Auswahl der Anschlüsse sollte anhand von Lieferantendokumenten und nicht aus einem Gespräch beantwortet werden können, damit die Wareneingangsprüfung eine Grundlage für die Überprüfung hat.

Einblick in das	Beweismittel, die es wert sind, eingereicht zu werden
Pitch, Position Count und Land Pattern	Datenblattzeichnung plus eine 3D- oder Footprint-Datei, die auf Ihr Layout abgestimmt ist
Stapelhöhe und Ausrichtungstoleranz	Maßzeichnung mit Toleranzen und ein zusammengehöriges Probenpaar, bei dem der Stapel kritisch ist
Stromreduzierung	Belastbarkeit des Stromanschlusses bei Ihrer Betriebsumgebung, nicht bei 25 °C.
Kontaktwiderstand, Isolationswiderstand, Spannungsfestigkeit	Nennwerte aus dem Datenblatt oder einem Prüfbericht
Beschichtungs- und Kontaktmaterial	Die Schichtdicke und das Grundmetall wurden schriftlich angegeben.
Betriebstemperatur und Reflow-Profil	Nennbereich plus die empfohlene Reflow-Kurve
Paarungsleben und Schlüssel	Bewertete Zyklen und die Funktion zur Vermeidung von Fehlpaarungen für Ihre Positionsanzahl
Rückhaltung und Vibration	Einsteck- und Entnahmekraft sowie jegliche Verriegelungsdetails
RoHS und REACH	Eine aktuelle Erklärung, keine allgemeine Aussage.
Konsistenz von Proben und Chargen	Eine Stichprobe aus dem Produktionsprozess und die Kriterien der Wareneingangsprüfung

Wenn die Zusammenarbeit zwischen den Vorständen das ist, was überlebt hat

Die Leiterplattenverbindung erfordert einen zusätzlichen Schritt, da hier die elektrischen und mechanischen Eigenschaften gemeinsam festgelegt werden. Die Größe, die die meisten späteren Änderungen verursacht, ist nicht der Rasterabstand, sondern die Toleranz der Leiterbahnhöhe. Ein 0.5-mm-Steckverbinder, der für einen festen 0.9-mm-Leiterbahnstapel ausgelegt ist, kann keine 0.3 mm an kumulierter Leiterplattendicke und Lötstopplackabweichungen über ein Panel hinweg ausgleichen. Die Ausrichtung folgt der gleichen Regel: Bei 20 bis 40 Positionen mit einem Rasterabstand von 0.5 mm genügt eine Fehlausrichtung von Bruchteilen eines Millimeters, um die Kontakte beim ersten Einstecken zu verbiegen.

Falls die Board-to-Board-Verbindung die einzige Option ist, die in die engere Auswahl gekommen ist, behandelt der Leitfaden zur Auswahl des richtigen Board-to-Board-Verbinders die Stapelhöhe, koplanare und rechtwinklige Optionen detaillierter.

Falls vor der endgültigen Festlegung des Layouts eine zweite Meinung zu einer Vorauswahl erforderlich ist, überprüfen unsere Ingenieure die Stapelhöhe, die aktuelle Leistungsreduzierung und die Stecklebensdauer anhand Ihrer Zeichnung. Muster für alle oben genannten Produktfamilien können Sie über die Musteranforderungsseite anfordern. Technische Fragen erreichen Sie uns am schnellsten über das Kontaktformular.