Interview mit TE Connectivity
Kontrolliertes Einpressen von NanoMQS-Stiften
In Signalstromapplikationen im Auto soll sich künftig das filigrane Steckverbindersystem NanoMQS von TE Connectivity (TE) etablieren. Im Vergleich zum weit verbreiteten MQS-System baut dieses wesentlich kleiner. Holger Nollek, Manager Application Tooling von TE, stellt die neuen vollautomatischen Werkzeuge zum Einpressen der Kontakte sowie zum Verpressen der Steckverbinder auf der Leiterplatte vor.
Markt&Technik: Bei der Verarbeitung von Steckverbindern für die Einpresstechnik verfügt ihr Unternehmen über eine langjährige Erfahrung. Stellen die NanoMQS-Kontakte nochmals besondere Anforderungen an die Verarbeitung?
Holger Nollek, TE Connectivity: Die besondere Hausforderung liegt in der geringen Materialstärke. Um die Kontakte zuverlässig mit der geforderten Genauigkeit bezüglich des Taumelkreises einpressen zu können, ist eine enge Toleranz der Bohrungsposition unerlässlich. Aufgrund der Miniaturisierung besteht die Möglichkeit, dass die Kontaktstifte beim Einpressen in die Leiterplatte abknicken können. Bei der Auslegung der Verarbeitungswerkzeuge war das also besonders zu berücksichtigen. Wichtig ist in diesem Zusammenhang auch, dass sich der Einpressvorgang nicht nur im Labor souverän durchführen lässt, sondern ebenso in der automatisierten Fertigung bei unseren Kunden. Zeit ist dort ein entscheidender Faktor, weshalb bis zu drei Stifte pro Sekunde vollautomatisch verarbeitet werden.
Markt&Technik: Für das Einpressen von Einzelstiften in die Leiterplatte hat sich ihre vollautomatische Einsetzmaschine P300 bewährt, für die sie jetzt auch einen kontaktspezifischen Umbausatz für NanoMQS-Stifte entwickelt haben. Was zeichnet diese Maschine aus?
Wir bieten die Einsetzmaschine P300 bereits seit 21 Jahren an und haben über diese lange Zeitspanne etliche Verbesserungen implementiert. Dank eines der größten Zubehörprogramme am Markt eignet sich die Einsetzmaschine für die meisten Fertigungs- und Qualitätsanforderungen. Gerade bei der Einpresstechnik ist die Qualitätsüberwachung ein großer Vorteil. Dieses Potenzial greift unsere Maschine voll auf: Neben der typischen Kraft-Weg-Überwachung wird zum Beispiel die Leiterplattendicke ermittelt, die Stiftlänge im Werkzeug vermessen sowie auch die Stiftlänge unterhalb der Leiterplatte erfasst. Außerdem erhöht ein Bildverarbeitungssystem die Genauigkeit des bei der Einpresstechnik viel diskutierten Taumelkreises, indem es die Einsetzbohrungen ermittelt und anschließend das Setzprogramm korrigiert.
Die zweite Neuerung in Bezug auf das NanoMQS-Steckverbindersystem ist ein neues Werkzeug in der Connector Seating Machine (CSM).
Im Gegensatz zur Maschine P300, die Einzelstifte in Leiterplatten presst, ist die CSM für das Einpressen von Steckverbindern in Leiterplatten konzipiert. Dabei sorgt eine steckerspezifische Werkstückaufnahme dafür, dass jeder Stift eine Bohrung findet. Diese Steckeraufnahme überträgt auch die Einpresskraft auf die Stiftschultern jedes einzelnen Kontakts und sorgt damit für eine identische Einpresstiefe aller Kontakte.
Mit den NanoMQS-Kontakten adressiert TE vor allem die Automobilindustrie. Welche besonderen Anforderungen stellt diese Branche im Allgemeinen an die Verarbeitung von Steckverbindern?
Die Qualitätsüberwachung ist eindeutig die wichtigste Anforderung: Die Automobilindustrie fordert zum Beispiel die Anwesenheitskontrolle jedes einzelnen Kontakts sowie die Überprüfung der Einpresstiefe zu den qualitätsrelevanten Parametern. Dabei wird genau dokumentiert, wie viele Stifte durch die Leiterplatte dringen. Das kann die Kraft-Weg-Erfassung allein nicht leisten, weil die Toleranzen zu groß sind, um zum Beispiel bei 50 Kontakten einen fehlenden Stift auszumachen. Mit der Kraft-Weg-Überwachung lässt sich nur eine generelle Aussage über die elektrische Verbindung treffen, was der Automobilindustrie nicht genügt.
Die Einpresstechnik hat sich in Europa in der Automobilindustrie auf breiter Ebene durchgesetzt. Glauben Sie, dass sich diese Art der Verbindung auch in anderen Branchen und Regionen noch stärker etablieren wird?
Ja, die Einpresstechnik ist weiter auf dem Vormarsch, da sie sich als ausgesprochen zuverlässige elektrische Verbindung bewährt hat. Anwendungen in sicherheitsrelevanten Systemen wie Airbags und ABS belegen das eindrucksvoll. Die europäische Automobilindustrie hat diese spezielle Verbindungstechnik, die ursprünglich für Telekommunikationsanwendungen entwickelt wurde, bereits das erste Mal Ende der 1980er Jahre eingesetzt. Daher verfügen die europäischen Automobilhersteller und deren Zulieferer über das größte Wissen am Markt. Potenzielle Anwender in Asien und Nordamerika sind jedoch dabei, die Lücke zu schließen. Für die weitere Verbreitung der Einpresstechnik spricht die 100-prozentige Kontrolle. Beim Setzen von Einzelstiften erhält man eine Qualitätsaussage zu jedem einzelnen Stift. Bei Lötverbindungen ist diese Beherrschbarkeit der Verbindungstechnik bei Weitem nicht gegeben.
Das Interview führte Corinna Puhlmann-Hespen
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