Bob Stanton von Omnetics Connector »Der Markt wird ­FESTER«

12-poliger Micro-Rundsteckverbinder von Omnetics Connector.
12-poliger Micro-Rundsteckverbinder von Omnetics Connector.

Mit hybriden Steckverbindungen lassen sich über eine einzige Schnittstelle unterschiedliche Funktionen abbilden. »Deshalb nimmt die Nachfrage schnell zu«, so Bob Stanton, Director of Technology bei Omnetics Connector, im Interview mit Markt&Technik.

Markt&Technik: Wie schätzen Sie den Steckverbinder-Markt ein? Gibt es bei Omnetics ein Produkt, das durch die Decke geht?

Bob Stanton: Generell verzeichnet der Markt für Steckverbinder in sechs verschiedenen Bereichen ein hohes Wachstum. Ich nenne es „FESTER“: fast (schnell), EMI-geschirmt, small (klein), tough (robust), easy (einfach) zu verriegeln, rapid (schnelle/s) Design und Lieferung. Unsere Metall-Nano-D-Steckverbinder sind dementsprechend momentan sehr beliebt. Dafür sorgt auch der Wearables-Trend.

Welche Techniken werden Ihrer Meinung nach die Branche zukünftig beeinflussen?

Die Halbleitertechnik könnte das Kabel- und Steckverbinderdesign zukünftig stark vorantreiben. Wir haben festgestellt, dass die IC-Technik höhere Signalgeschwindigkeiten hervorbringt – vor allem durch immer mehr Galliumarsenid und Galliumnitrid bei niedrigen Spannungen und geringem Stromfluss. Wenn die Geschwindigkeit zunimmt und die Spannung abnimmt, müssen Kabeldrähte und Steckverbinder kleiner werden.

Warum steigt das Interesse an hybriden Verbindungen? Liegt das nur an der Platz- und Gewichtsersparnis?

Das Interesse an hybriden Steckverbindern nimmt sogar sehr schnell zu. Das liegt aber auch an neuen Entwicklungs- und Fertigungstechniken, durch die sich Steckverbinder kundenspezifisch zuschneiden lassen. Anwender sind deshalb nicht mehr an bestimmte Größen und Funktionen gebunden.

Stichwort Miniaturisierung: Welche Probleme bereitet sie bei der Entwicklung von hybriden Verbindungen?

Miniaturisierte Hybrid-Steckverbinder erfordern kleine und robuste Verriegelungsmechanismen zwischen Steckverbinder und Sockel. Ausreichend Platz und der Verzicht auf Werkzeuge sind dabei entscheidend. Dementsprechend haben wir unsere Nano-D-Steckverbinder mit Verriegelungsmechanismus so konzipiert und getestet, dass sie beständiger gegen Stöße und Vibrationen sind als älterer Steckverbinder, die noch Schrauben erfordern.

Und worauf müssen Leiterplattenhersteller achten?

Bei hybriden Kabeln und Steckverbindern muss sich der Leiterplatten-Entwickler im Klaren sein, dass ungleiche Signale auf dem Board in unmittelbarer Nähe zueinander liegen. Stromversorgungsleitungen befinden sich traditionell am hinteren Ende einer Platine, während Hochgeschwindigkeits-Signalleitungen am vorderen Ende verlegt werden. Wollen Entwickler also die Vorteile kombinierter Signal- und Stromleitungen nutzen, müssen sie auch die Leitungsführung zu und von den Boards berücksichtigen. Zu beachten ist, dass ein Hochgeschwindigkeits-Differenzsignal auf einem Leitungspaar, also auf zwei Leitungen übertragen wird. Beide Signalmuster müssen identische Signallänge für den Prozessor aufweisen. Ein Unterschied in der Signalankunftszeit verursacht einen Signalversatz und kann zu Signalstörungen oder einem Signalausfall führen.

Wird die Verriegelung und das Ein- und Ausstecken die Branche auch weiterhin beschäftigen?

Ja, weil die Produkte und damit die internen Drähte und Kabeldurchmesser ja immer kleiner werden. Die reduzierte Kabelstärke schränkt dadurch einige Designs ein. Auf lange Sicht wird sich vielleicht die näherungsbasierte induktive Kopplung immer häufiger durchsetzen, so wie es bei vielen Smart­phones bereits der Fall ist.

Wie fertigen Sie Ihre hybriden Stecker?

Ausgehend von einem Standard-Mikro- oder Nano-Steckverbinderdesign ändern wir den Isolator und die Pin-/Sockel-Kombination. Mittels Solid Modeling geht das sehr schnell. Nachdem wir das Design mit den Entwicklern beim Kunden besprochen haben, versehen wir mittels Rapid Tooling den Isolator mit den richtigen Lochgrößen, um die Pin-/Sockel-Kombination anzupassen. Die Übertragungsleistung erhöhen wir, indem wir Hochgeschwindigkeits-Differenzsignalpaare in einem Wickelprozess verdrillen und Erdungsleitungen mit verbauen. Um zu verhindern, dass Störungen in die benachbarten Verdrahtungssätze gelangen, schirmen wir den kompletten Satz aus drei Leitungen mit Metallfolie ab. Stromleitungen können auch Brummen, Rauschen oder Jitter im Kabel und Steckverbinder verursachen. Diese Bestandteile des Hybrid-Steckverbinders sind isoliert oder in einem gewissen Abstand von den Low-Voltage-Signalleitungen angeordnet.

Was macht die Hybrid-Steckverbinder von Omnetics Connector aus?

Die Nachfrage nach Steckverbindern, die Stromversorgung, Signale und hohe Geschwindigkeiten kombinieren, steigt. Deshalb arbeiten wir eng mit dem Kunden zusammen, um herauszufinden, welche Signalarten und wie viel Strom sie benötigen, um das Steckverbinder-Design zu optimieren. Entscheidend bei Steckverbindern ist und war schon immer die Signalintegrität. Wir haben dabei einen wesentlichen Ausfallfaktor getestet: Die Anzahl der Ein- und Aussteckzyklen, die der Stecker überstehen kann. Omnetics-Steckverbinder ermöglichen über 10.000 Zyklen ohne Ausfall.