Neues Verfahren zur Herstellung von Steckverbinder-Kontakten
Miniaturisierung dank Electroforming
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Anwendungen für EFC
Electro Formed Contacts werden bereits zur Herstellung von FPC-Steckverbindern, Batterie-Steckverbindern für Smartphones, Schlitzscheiben für Drehgeber sowie Miniatur-Taststiften für Halbleiter-Wafer verwendet. In jedem dieser Fälle ermöglichen die mit Electroforming gefertigten Kontakte eine höhere Zuverlässigkeit und bessere Kennwerte, als es mit Stanztechniken bislang möglich war. Bei einem FPC-Steckverbinder zum Beispiel ließ sich der Kontaktwiderstand um 30 Prozent – von 44 auf 34 mΩ – reduzieren.
Bei Batterie-Steckverbindern für Smartphones (Bild 2) wiederum lassen sich mit EFC Rasterabstände von 2 mm bei einer Tiefe von 2,6 mm realisieren. Im Vergleich dazu beträgt der typische Rasterabstand bei Pogo-Pin- oder Druckkontakten bestenfalls 2,5 mm bei einer Tiefe von 4 bis 5,4 mm. Obwohl kleinformatiger, sind EFC zu guter Letzt auch weniger anfällig für mechanisch bedingten Verschleiß, und sie sind stoßsicherer.
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Taststifte für Halbleiter
Ein Bereich, in dem sich EFC bereits frühzeitig durchsetzten, sind Taststifte für den Test von Halbleitern. Die Kontaktierung der ICs erfolgt per Taststiften; und dies, obgleich der Kontaktabstand neuer Bauelemente nur noch 0,4 bis 0,5 mm beträgt und in einigen Jahren 0,3 mm oder noch weniger betragen wird.
Mit EFC ließ sich in diesem Zusammenhang ein gänzlich neuer Stifttyp entwickeln, der vier Bestandteile in einem Bauteil kombiniert: oberer und unterer Stößel, Feder und Leiterbahn. Seine flache Struktur erlaubt die Platzierung in jedem beliebigen Winkel. Darüber hinaus lässt sich mit Electroforming eine einzige Komponente realisieren, die sowohl über einen Feder-Bereich für die Kontaktkraft als auch über einen separaten Schiebekontakt-Bereich verfügt, der beim Andruck der Taststifte die Stromführung übernimmt. Da kostspielige Investitionen für Presswerkzeuge und sonstige Ausrüstung wegfallen, können auch spezielle Anfragen nach kundenspezifischen Sonderspezifikationen schnell umgesetzt werden.
Von Omron gibt es 50 µm „dicke“ Taststifte (Bild 3), die in speziellen Halterungen mit einem Rasterabstand von 150 µm aneinander gereiht werden können. Außerdem wurde zur Montage dieser winzigen Kontakte als spezielles Werkzeug eine Luftpinzette entwickelt.
Taststifte für Halbleiter sind zwar (nur) ein Spezialgebiet des Steckverbindermarktes. Doch die Art und Weise, wie EFC die Einschränkungen der Stanztechnik überwunden hat, lässt hoffen. Denn es lassen sich nun Prototypen schneller herstellen, auch kleinere Produktionsserien wirtschaftlich realisieren und die Abmessungen eines Steckers weiter miniaturisieren. Vor allem aber lassen sich neue Formen und Ausführungen von Steckverbindern verwirklichen, die mit bestehenden Stanztechniken kaum vorstellbar waren.
Hafeez Najumudeen (Omron Electronic Components Europe)
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