Einpreßtechnik

Durch Aussparung in der Mitte erreichte Federwirkung sichert den Kontakt

Als Einpresstechnik bezeichnet man eine spezielle Verbindungstechnik im Bereich der Leiterplatten, um lötfrei elektrische Verbindungen herzustellen. Hierzu muss ein Einpressstift in das metallisierte Loch (Durchkontaktierung) einer Leiterplatte gepresst werden. Das wesentliche Merkmal ist dabei, dass die Diagonale des Stiftquerschnitts größer ist als der Durchmesser des Lochs in der Leiterplatte.

Die beim Einpressen entstehende Überpressung kann entweder durch die Verformung im Loch oder die Verformung des Stiftes aufgenommen werden. Somit gibt es zwei verschiedene Arten der Einpresstechnik:

1. Stifte in massiver Ausführung
2. flexible oder elastische Stifte mit unterschiedlichsten Verformzonen

Durch das Einpressen/Einschneiden der Stiftkanten in die Metallisierung entsteht eine gasdichte elektrische Verbindung, die sich bei richtiger Ausführung durch eine hohe Zuverlässigkeit und Langlebigkeit auszeichnet.

Materialien und Verarbeitung

Als Stiftmaterial kommen Messing, Bronze und Kupfer-Beryllium in Frage. Diese Stifte können als Oberfläche blank, vernickelt, verzinnt, vergoldet und palladiniert ausgeführt sein.

Für die Leiterplatten sind Nenndicken von (1,5 - 6,4) mm vorgesehen. Die Löcher in der Leiterplatte sollten entweder unbeschichtetes Kupfer >0,025 mm oder Kupfer > 0,025 mm plus Zinn oder Zinn-Blei-Legierung > 0,015 mm haben. Besonders wichtig ist die Einhaltung enger Toleranzen beim Lochdurchmesser. Beispielsweise sind für Löcher mit einem Millimeter Durchmesser bei massiven Stiften Toleranzen von +0,04 und -0,06 mm gefordert, bei flexiblen Stiften +0,09 und -0,06 mm.

Folgende Lochdurchmesser/Stiftquerschnitte sind üblich:

• Loch 1 mm, Stift 0,5×0,5 mm²
• Loch 1,2 mm, Stift 0,56×0,91 mm²
• Loch 1,5 mm, Stift 1×1 mm²
• Loch 2,0 mm, Stift 0,8×1,6 mm²

Als Qualitätskriterium für eine Einpressverbindung sind außer diversen Langzeit-Prüfungen wie Änderungen des ohmschen Durchgangswiderstand nach Temperaturwechseln, Feuchtelagerungen, Temperaturlagerungen, Lagerungen in Industrieatmosphäre, usw. auch ein Schnelltest durch die Ermittlung der Ausdrückkraft geeignet. Hier ist ein Mindestwert von 20 Newton aber auch anwendungsabhängig Werte bis zu 60 Newton pro Stift gängig.

Gegenüber der Löttechnik sind folgende Vorteile zu nennen:

• keine thermische Belastung der Leiterplatte
• keine Lötbrücken
• keine Flussmittelreste, kein Waschen
• Reparaturfähigkeit
• Umweltfreundlich, da Recycling möglich

Die Vorteile der Einpresstechnik nutzen heute viele Anwender bei Steckverbindern. Durch das Einpressen vielpoliger Stecker ist eine zusätzliche Befestigung (Schrauben, Nieten, …) unnötig geworden. Hier sind speziell die Bereiche Back Planes, Back Panels, und Hauptplatinen zu nennen.

Geschichte

Die Einpresstechnik wurde als Norm erstmals in der DIN 41611 Teil 5 „Lötfrei elektrische Verbindungen, Einpressverbindungen“ im Jahre 1984 beschrieben. Seit 1991 gibt es den Entwurf DIN IEC 48(Sec) 334, welcher das Thema behandelt.

Historisch gesehen wurden die Einpressstifte Anfang der 1970er Jahre erstmals verwendet. Dabei stand zu Anfang die mechanische Sicherung von Bauteile beim Bestücken und Löten im Vordergrund. Die Firma Elfab erhielt 1970 ein Patent zu einem massiven rechteckigen Stift. Später wurden mit Hilfe eingepresster Stifte Leiterplatten gestapelt, und in Multilayer-ähnlicher Bauweise verdichtet. Im Jahre 1974 stellte die Firma Winchester Electronics den ersten elastischen Stift vor.

Inzwischen ist eine große Vielfalt an verschieden Stiftgeometrien von verschiedenen Lieferanten auf dem Markt. Grundmaterial für die Steckverbinder ist ein Vierkantdraht ^[1], der auf die gewünschte Länge geschnitten oder thermisch gerissen wird. Solche Vierkantdrähte werden in blanker oder verzinnter Ausführung angewendet.

Einzelnachweise

1. ↑ http://www.rst-wire.de/content.php?seite=seiten/produkte_de.php