Praxishandbuch Steckverbinder

 
 
Vogel Communications Group GmbH & Co. KG (Verlag)
  • 2. Auflage
  • |
  • erschienen im August 2021
  • |
  • 528 Seiten
 
E-Book | PDF mit Wasserzeichen-DRM | Systemvoraussetzungen
978-3-8343-6282-7 (ISBN)
 
Das Praxishandbuch Steckverbinder ist ein Nachschlagewerk für die Geräteentwicklung und für den Einsatz von Steckverbindern. Entwickler und Anwender erhalten umfassende Informa-tionen zu Ausführung, Materialien, physikalischen Grundlagen, Kontaktoberflächen, Ab-schirmmaßnahmen, Gehäusemechanik, Verriegelungssystemen und der Weiterverarbeitung im Fertigungsprozess elektronischer Baugruppen.
Darüber hinaus widmet sich das Buch in einem eigenen Kapitel der optimalen Auswahl von Steckverbindern, denn der Steckverbinder muss eine kostengünstige und technisch intelligen-te Lösung für ein spezifisches Problem liefern. Neben praktischen Auswahlkriterien und einer Checkliste steht eine umfangreiche Steckverbinderdatenbank im buchbegleitenden Online-Service zum kostenfreien Download bereit.
Mit der zweiten Auflage wird das Werk um folgende aktuelle Themen erweitert: Whisker-Wachstum, Oberflächen zur Whisker-Reduzierung, Steckverbinder für E-Mobilität und Single-Pair-Ethernet. Zudem enthält das Buch ein Deutsch-Englisches Fachglossar mit rund 600 Fachbegriffen.

Aus dem Inhalt:
Was ist ein Steckverbinder
Die Steckverbinder Bestandteile
Unterschiedliche Anschlusstechniken
Die Isolatormaterialien
Die Kontaktmaterialien
Der Kontaktpunkt
Verschiedene Kontaktoberflächen
Der Kontaktwiderstand
Abschirmmaßnahmen
Die Verriegelung der Steckverbinder
Gehäuse und Mechanik
Warum werden neue Steckverbinder entwickelt?
Steckverbinder in der Leistungselektronik
Steckverbinder für hohe Datenraten
Weiterverarbeitung der Steckverbinder im Fertigungsprozess
Die Steckverbinderauswahl
weitere Ausgaben werden ermittelt
1 - Copyright / Impressum [Seite 6]
2 - Vorwort [Seite 7]
3 - Inhaltsverzeichnis [Seite 9]
4 - 1 Was ist ein Steckverbinder? [Seite 19]
5 - 2 Steckverbinder-Bestandteile [Seite 21]
6 - 3 Unterschiedliche Anschlusstechniken [Seite 23]
6.1 - 3.1 Einlöten [Seite 23]
6.2 - 3.2 Durchlöten [Seite 23]
6.3 - 3.3 Auflöten [Seite 23]
6.4 - 3.4 Einpresstechnik [Seite 24]
6.5 - 3.5 Anlöten [Seite 24]
6.6 - 3.6 Anschweißen [Seite 25]
6.7 - 3.7 Anschrauben [Seite 25]
6.8 - 3.8 Crimpen [Seite 25]
6.9 - 3.9 Schneidklemmtechnik [Seite 26]
7 - 4 Isolatormaterialien [Seite 27]
7.1 - 4.1 PBT [Seite 32]
7.2 - 4.2 PA [Seite 32]
7.3 - 4.3 LCP [Seite 33]
7.4 - 4.4 PPS [Seite 33]
7.5 - 4.5 PC [Seite 33]
7.6 - 4.6 Produktion von Steckverbindergehäusen [Seite 33]
7.7 - 4.7 Reel-to-Reel-Verarbeitung [Seite 33]
7.8 - 4.8 Krematoriumseffekte [Seite 34]
8 - 5 Kontaktmaterialien [Seite 35]
8.1 - 5.1 Kupfer [Seite 36]
8.2 - 5.2 Messing [Seite 36]
8.3 - 5.3 Federnde Legierungen [Seite 36]
8.4 - 5.4 Relaxation der Federkräfte [Seite 36]
8.5 - 5.5 Kontakte [Seite 38]
9 - 6 Kontaktpunkt [Seite 39]
10 - 7 Verschiedene Kontaktoberflächen [Seite 41]
10.1 - 7.1 Nickel [Seite 41]
10.2 - 7.2 Gold [Seite 42]
10.3 - 7.3 Palladium [Seite 42]
10.4 - 7.4 Silber [Seite 42]
10.5 - 7.5 Zinn [Seite 42]
10.6 - 7.6 Multilayer [Seite 43]
10.7 - 7.7 Nickel-Sperrschicht [Seite 43]
10.8 - 7.8 Kontakte aus vorveredelten Bandmaterialien [Seite 43]
10.9 - 7.9 Kontaktgabe zwischen unterschiedlichenKontaktoberflächen [Seite 44]
11 - 8 Kontaktwiderstand [Seite 51]
11.1 - 8.1 Kontaktwiderstand und Temperatur [Seite 55]
11.2 - 8.2 Kontaktwiderstand und Korrosion [Seite 56]
11.3 - 8.3 Kontaktwiderstand und Reibkorrosion [Seite 56]
11.4 - 8.4 Kontaktwiderstand und Steckzyklen [Seite 57]
11.5 - 8.5 Filme auf den Kontaktoberflächen [Seite 58]
11.6 - 8.6 Ein niedriger Kontaktwiderstand ist wichtig [Seite 58]
12 - 9 Abschirmmaßnahmen [Seite 61]
12.1 - 9.1 Elektromagnetische Verträglichkeit [Seite 62]
12.2 - 9.2 Der EMV-Schirmfaktor [Seite 64]
12.3 - 9.3 Pseudo-Koaxial-Pinbelegung zur Optimierung der Signalintegrität [Seite 66]
13 - 10 Verriegelung der Steckverbinder [Seite 71]
14 - 11 Gehäuse und Mechanik [Seite 75]
14.1 - 11.1 Positionscodierungen [Seite 75]
14.2 - 11.2 Vorzentrierungen [Seite 76]
14.3 - 11.3 Steckkompatibilität [Seite 77]
14.4 - 11.4 Inverse Stecksysteme [Seite 78]
14.5 - 11.5 Soft- und hartmetrische Rückwand-Leiterplattensysteme [Seite 78]
14.6 - 11.6 Wasserdichte Ausführungen [Seite 79]
14.7 - 11.7 Explosionsgeschützte Steckverbinder [Seite 81]
15 - 12 Warum werden neue Steckverbinder entwickelt? [Seite 83]
16 - 13 Steckverbinder in der Leistungselektronik [Seite 85]
16.1 - 13.1 Beispiel Kühlung durch Anschlussleitungen [Seite 86]
16.2 - 13.2 Beispiel Kühlung durch Kupfer in der Leiterplatte [Seite 86]
16.3 - 13.3 Thermische Simulation für den Extremfall [Seite 87]
16.4 - 13.4 Hot Plugging in der Leistungselektronik [Seite 88]
16.5 - 13.5 Stromverträglichkeit im Grenzbereich [Seite 89]
17 - 14 Steckverbinder für hohe Datenraten [Seite 93]
17.1 - 14.1 Warum werden diese Signale als differenzielles Paar übertragen? [Seite 93]
17.2 - 14.2 Wie überträgt man digitale Signale? [Seite 93]
17.3 - 14.3 Was muss bei den Übertragungsstrecken beachtetwerden? [Seite 96]
17.4 - 14.4 Warum sind Impedanz-Stoßstellen kritisch? [Seite 97]
17.5 - 14.5 Neben- oder Übersprechen bei hohen Datenraten [Seite 98]
17.6 - 14.6 Signal-Störabstand - Warum ist Nebensprechenso kritisch? [Seite 99]
17.7 - 14.7 Simulation in der Steckverbinderindustrie [Seite 101]
17.8 - 14.8 Signalübertragung bei hohen Datenraten [Seite 103]
17.9 - 14.9 S-Parameter [Seite 107]
17.10 - 14.10 S-Parameter im unsymmetrischen Betrieb(single ended) [Seite 107]
17.11 - 14.11 S-Parameter im Mischbetrieb [Seite 108]
17.12 - 14.12 Verifikation von S-Parametern nach der Simulation [Seite 111]
17.13 - 14.13 Was sind Augendiagramme? [Seite 112]
17.14 - 14.14 Einfluss der Leiterplatte [Seite 114]
18 - 15 Weiterverarbeitung von Steckverbindern imFertigungsprozess [Seite 117]
18.1 - 15.1 Lötvorgänge bei unterschiedlichen Leiterplatten-Löttechniken [Seite 117]
18.2 - 15.2 Steckverbinder auf Leiterplatten in Einpresstechniksetzen [Seite 118]
18.3 - 15.3 Anschluss von Drähten, Litzen und Kabeln an Steckverbinder [Seite 119]
19 - 16 Steckverbinderauswahl [Seite 121]
19.1 - 16.1 Einsatzfall [Seite 121]
19.2 - 16.2 Checkliste [Seite 125]
20 - Expertenbeiträge [Seite 129]
20.1 - 1 Steckverbinder qualifizieren und bewerten [Seite 131]
20.1.1 - 1.1 Anforderungen an Steckverbinder [Seite 131]
20.1.2 - 1.2 Anforderungen an das Prüflabor [Seite 131]
20.1.3 - 1.3 Normen, Standards, Prüfprogramme [Seite 132]
20.1.4 - 1.4 Bewertungskriterien und Prüfmethoden [Seite 133]
20.1.5 - 1.5 Fehler- und Schadensanalyse an Stecksystemen [Seite 137]
20.2 - 2 Einpresstechnik [Seite 147]
20.2.1 - 2.1 Reparaturfähigkeit [Seite 148]
20.2.2 - 2.2 Leiterplattenoberflächen [Seite 148]
20.2.3 - 2.3 Lochaufbau [Seite 149]
20.2.4 - 2.4 Oberflächenbeschichtung der Kontakte und der Einpresszone [Seite 149]
20.2.5 - 2.5 Leiterplattendesign: Mindestabstand und Leiterbahnenverlauf [Seite 150]
20.2.6 - 2.6 Einpressprozess [Seite 150]
20.2.7 - 2.7 Pressen [Seite 152]
20.2.8 - 2.8 Zuverlässigkeit der Einpresstechnik [Seite 152]
20.2.9 - 2.9 Anwendungsbeispiele [Seite 153]
20.3 - 3 Whisker in der Einpresstechnik [Seite 155]
20.3.1 - 3.1 Whisker [Seite 155]
20.3.2 - 3.2 Historie der Zinn-Whisker [Seite 156]
20.3.3 - 3.3 Whisker-Wachstumstheorie & Wachstums-Mechanismen [Seite 157]
20.3.4 - 3.4 Whisker-Wachstum bei Einpress-Verbindungen [Seite 159]
20.3.5 - 3.5 Whisker-Risikobewertung [Seite 163]
20.3.6 - 3.6 Standards / Normen [Seite 166]
20.4 - 4 Oberflächen für Einpresspins [Seite 171]
20.4.1 - 4.1 Sn-haltige Oberflächen [Seite 172]
20.4.2 - 4.2 Sn-freie Einpresstechnik [Seite 178]
20.4.3 - 4.3 Zusammenfassung [Seite 183]
20.5 - 5 Komponentendesign für die automatisierte Kabelsatzfertigung [Seite 185]
20.5.1 - 5.1 In Zukunft gibt es keine Alternative mehr zurautomatisierten Fertigung [Seite 185]
20.5.2 - 5.2 Neue Herausforderungen und Chancen für Entwickler von Kabelsätzen und Komponenten [Seite 185]
20.5.3 - 5.3 Die große Herausforderung ist die Geschwindigkeit der Automaten [Seite 186]
20.5.4 - 5.4 Die heute noch gültigen Prüfnormen sind unzeitgemäß [Seite 186]
20.5.5 - 5.5 Fasungen und Rundungen erleichtern den Einführprozess [Seite 186]
20.5.6 - 5.6 Generelle Anforderungen an die Stecker [Seite 187]
20.5.7 - 5.7 Flächen für die optische Vermessung [Seite 188]
20.5.8 - 5.8 Vorsicht mit vor- und rückversetzten Kammereingängen! [Seite 189]
20.5.9 - 5.9 Zusätzliche Fixierung für Einzeladerabdichtungen [Seite 190]
20.5.10 - 5.10 Tipps für Kammereinläufe und Übergänge in den Stecker [Seite 191]
20.5.11 - 5.11 Empfehlungen für Konstruktionen von Steckern mit Dichtmatten [Seite 192]
20.5.12 - 5.12 Keine Kunst, sobald man das Prinzip kennt [Seite 194]
20.6 - 6 Werkstoffe für Steckverbinderkontakte [Seite 195]
20.6.1 - 6.1 Warum Kupferlegierungen? [Seite 195]
20.6.2 - 6.2 Applikationsspezifische Eigenschaften (Fokus auf Bandwerkstoffe) [Seite 197]
20.6.3 - 6.3 Kupferwerkstoffe für Stanz-Biegekontakte [Seite 205]
20.6.4 - 6.4 Kupferwerkstoffe für spanend hergestellte Kontakte [Seite 218]
20.7 - 7 Kontaktphysik [Seite 223]
20.7.1 - 7.1 Einleitung [Seite 223]
20.7.2 - 7.2 Der Engewiderstand nach HOLM [Seite 223]
20.7.3 - 7.3 Reale versus scheinbare Kontaktfläche [Seite 227]
20.7.4 - 7.4 Morphologie des Kontaktpunktes und elektrischeLeitvorgänge [Seite 229]
20.7.5 - 7.5 Simulation der realen Kontaktfläche [Seite 232]
20.7.6 - 7.6 Verschleiß [Seite 243]
20.8 - 8 Oberflächen für Steckverbinderkontakte [Seite 247]
20.8.1 - 8.1 Anforderungen an die Oberflächen für Steckverbinder [Seite 247]
20.8.2 - 8.2 Kontaktmaterialien für Steckverbinder [Seite 248]
20.8.3 - 8.3 Hartgold-Oberflächen für Steckverbinder [Seite 250]
20.8.4 - 8.4 Palladium oder Palladium-Nickel mit Goldflash [Seite 256]
20.8.5 - 8.5 Nickel-Phosphor-Goldflash [Seite 259]
20.8.6 - 8.6 Silber [Seite 260]
20.8.7 - 8.7 Zinnbasierte Beschichtungen [Seite 267]
20.8.8 - 8.8 Zusammenfassung und Einsatzempfehlungen [Seite 286]
20.9 - 9 Neue hochleistungsfähige Beschichtungen für Steckverbindersysteme - Es muss nicht immer«edel» sein [Seite 289]
20.9.1 - 9.1 Einleitung [Seite 289]
20.9.2 - 9.2 Experimentelles [Seite 290]
20.9.3 - 9.3 Ergebnisse und Diskussion [Seite 291]
20.9.4 - 9.4 Ausblick [Seite 309]
20.10 - 10 Technologische Herausforderungen bei der Anwendung von Koaxialsteckverbindern beihohen Datenraten [Seite 311]
20.10.1 - 10.1 Einleitung [Seite 311]
20.10.2 - 10.2 Stand der Technik heute [Seite 312]
20.10.3 - 10.3 Neue koaxiale Steckverbinder für Mobilfunk-Anwendungen [Seite 314]
20.10.4 - 10.4 Koaxiale Steckverbinder Board-to-board «blind mate» [Seite 315]
20.10.5 - 10.5 Integrierte Lösungen von Ko axialsteckverbindern im Automobil FAKRA [Seite 319]
20.10.6 - 10.6 Koax-Verbindung für Übergang von Glasfaser aufelektrische Leitung [Seite 320]
20.10.7 - 10.7 Zusammenfassung: Die Grenzen der Koaxialtechnik [Seite 321]
20.11 - 11 USB-C - Eine Steckverbindung, nicht nur fürUSB-Anwendungen! [Seite 323]
20.11.1 - 11.1 Typische Anwendungen [Seite 323]
20.11.2 - 11.2 Image vs. Fakten [Seite 325]
20.11.3 - 11.3 Lowcost: Nein danke! [Seite 325]
20.11.4 - 11.4 Mechanische Performance [Seite 326]
20.11.5 - 11.5 EMV [Seite 327]
20.11.6 - 11.6 SuperSpeed USB 20 GBit/s [Seite 327]
20.11.7 - 11.7 Die Schirmung der Steckverbindung [Seite 332]
20.11.8 - 11.8 Bei der Auswahl des Steckers zu beachten [Seite 333]
20.11.9 - 11.9 Die weitere Evolution des USB: «USB4» [Seite 334]
20.12 - 12 M12 Push-Pull Steckverbinder nachIEC 61076-2-012 [Seite 337]
20.12.1 - 12.1 Einleitung [Seite 337]
20.12.2 - 12.2 Metrische M12-Rundsteckverbinder [Seite 337]
20.12.3 - 12.3 Der Weg zum M12 Push-Pull [Seite 337]
20.12.4 - 12.4 Die Funktionsweise des Inner Push-Pull [Seite 339]
20.12.5 - 12.5 Vorteile des Systems [Seite 339]
20.12.6 - 12.6 Geräteintegration [Seite 341]
20.12.7 - 12.7 Fazit und Ausblick [Seite 342]
20.13 - 13 Steckverbinder für Single Pair Ethernet [Seite 343]
20.13.1 - 13.1 Die aktuellen IEEE802.3 Standards für SPE [Seite 343]
20.13.2 - 13.2 Auslegung der elektrischen Kennwerte [Seite 347]
20.13.3 - 13.3 Technische Ausführung der SPE Verbindungstechniknach IEC 63171-6 [Seite 348]
20.13.4 - 13.4 SPE Verbindungstechnik nach IEC 63171-1 [Seite 350]
20.13.5 - 13.5 SPE Verbindungstechnik nach IEC 63171-4 [Seite 351]
20.13.6 - 13.6 SPE Verbindungstechnik nach IEC 63171-2 und -5 [Seite 352]
20.13.7 - 13.7 SPE Verbindungstechnik für Automotive Anwendungen [Seite 352]
20.14 - 14 Wird Single Pair Ethernet den RJ45 verdrängen? [Seite 354]
20.14.1 - 14.1 Ethernet Netzwerke im Gebäude [Seite 354]
20.14.2 - 14.2 Ethernet wandert in industrielle Anwendungen [Seite 354]
20.14.3 - 14.3 Ethernet erreicht die Feldebene [Seite 356]
20.14.4 - 14.4 Die Automobilindustrie als Treiber für Single PairEthernet [Seite 356]
20.14.5 - 14.5 Unterschiedliche Anwendungsfelder für Single PairEthernet [Seite 357]
20.14.6 - 14.6 Vorteile von SPE in der Industrie [Seite 358]
20.14.7 - 14.7 Steckverbinder für Single Pair Ethernet [Seite 359]
20.14.8 - 14.8 Grundlegende elektrische Eigenschaften von SPE Steckverbindern [Seite 361]
20.14.9 - 14.9 Vergleich RJ45- und SPE-Steckverbinder [Seite 364]
20.14.10 - 14.10 Zukunft der Kommunikationsschnittstellen [Seite 367]
20.15 - 15 Steckverbinder für neue Fahrzeugarchitekturenund Bordnetze [Seite 370]
20.15.1 - 15.1 Neue Fahrzeugarchitekturen und die Veränderungen im Bordnetz [Seite 370]
20.15.2 - 15.2 Anforderungen an Hochvolt-Verbindungssysteme [Seite 372]
20.15.3 - 15.3 Betriebssicherheit [Seite 373]
20.15.4 - 15.4 Applikationen [Seite 378]
20.15.5 - 15.5 Ausblick [Seite 390]
20.16 - 16 Qualitätsabsicherung der Dichtheit von Steckverbindern im Produktionsprozess [Seite 392]
20.16.1 - 16.1 Steckverbinder [Seite 392]
20.16.2 - 16.2 Dichtheitsprüfung im Labor [Seite 393]
20.16.3 - 16.3 Dichtheitsprüfung im Produktionsprozess [Seite 395]
20.16.4 - 16.4 Dichtheitsprüfung von Steckverbindern [Seite 399]
20.16.5 - 16.5 Optimierungen [Seite 403]
20.16.6 - 16.6 Typprüfung versus Stückprüfung [Seite 404]
20.17 - 17 Entwicklungen für Spezialanwendungen [Seite 406]
20.18 - 18 Thermische Charakteristik eines Steckverbinders [Seite 414]
20.19 - 19 CAE-Simulation als unterstützendes Werkzeugim Entwicklungsprozess für Steckverbinder [Seite 418]
20.19.1 - 19.1 Einsatz der CAE-Simulation im Entwicklungsprozess [Seite 418]
20.19.2 - 19.2 Die Verfahren der CAE-Simulation zurSteckverbinderentwicklung [Seite 418]
20.19.3 - 19.3 Durchführung einer CAE-Simulation am Beispiel derelektromagnetischen Feldsimulation von Steckverbindern [Seite 423]
20.19.4 - 19.4 Potenzial der parametrischen Simulation in derProduktentwicklung [Seite 428]
20.20 - 20 Modulare Steckverbinder:Kompakte und flexible Schnittstellen für Produktionsanlagen [Seite 430]
20.20.1 - 20.1 Entstehung modularer Steckverbinder [Seite 431]
20.20.2 - 20.2 Aufbau modularer Steckverbinder-Programme [Seite 431]
20.20.3 - 20.3 Modulare Verbindungen für modulare Maschinen [Seite 431]
20.20.4 - 20.4 Vielfältige Optionen für eine Schnittstelle [Seite 432]
20.20.5 - 20.5 Platz sparen bei der Lichtwellenleiter-Übertragung [Seite 432]
20.20.6 - 20.6 Einfache Anschlusstechnik für schnelle Installationen [Seite 432]
20.20.7 - 20.7 Modular und smart für die Netzwerkkommunikation [Seite 433]
20.20.8 - 20.8 Empfindliche Elektronik schützen, Anlagenverfügbarkeitverbessern [Seite 433]
20.21 - 21 Optische Steckverbindungen für dieKommunikationsnetze [Seite 436]
20.21.1 - 21.1 Definition [Seite 436]
20.21.2 - 21.2 Struktur und Funktion eines optischen Steckverbinders,Parameter [Seite 436]
20.21.3 - 21.3 Struktur und Funktion eines Mittelstücks / Adapters [Seite 440]
20.21.4 - 21.4 Struktur und Funktion optischer Steckverbindungen,Parameter der Einfügedämpfung [Seite 441]
20.21.5 - 21.5 Grenzwerte und Qualitäten der optischenSteckverbindungen [Seite 445]
20.21.6 - 21.6 Steckverbinder und Kabel [Seite 446]
20.21.7 - 21.7 Simplex-, Duplex- und Mehrfasersteckverbinder,Anwendungsbereiche [Seite 447]
20.21.8 - 21.8 Patchkabel und Pigtails [Seite 448]
20.21.9 - 21.9 Standards [Seite 449]
20.22 - 22 Die Steckverbinderauswahl in der digitalen Welt [Seite 450]
20.22.1 - 22.1 Produktinformationen in Textform [Seite 450]
20.22.2 - 22.2 Produktinformationen, visuell dargestellt [Seite 451]
20.22.3 - 23.1 Die elektrische Zahnbürste - Das erste kabelloseLadesystem mit Massenverbreitung [Seite 456]
20.22.4 - 23.2 Was zeichnet induktive kabellose Übertragungssystemeaus? [Seite 461]
20.22.5 - 23.3 Praxisbeispiel Elektromobilität [Seite 461]
20.22.6 - 23.4 Megatrends mit kabellosen Übertragungslösungenbegegnen [Seite 464]
21 - Schlusswort [Seite 472]
22 - Abkürzungen [Seite 474]
23 - Lebensläufe der Autoren [Seite 478]
24 - Glossar [Seite 500]

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