Bild: W+P; iStock, Satyrenko

Automatengerechte LED-Steckverbinder Wie groß ist klein?

15.03.2018

Für ihre kreativen Gestaltungsideen können Beleuchtungsdesigner auf ein reichhaltiges Angebot an zuverlässigen LED-Steckverbindern zurückgreifen. Manche Anwendungen benötigen jedoch spezielle Schnittstellen oder stellen extreme Anforderungen an die Baugröße. Hier kommen projekterfahrene Steckverbinder-Hersteller wie W+P ins Spiel...

Bei Leuchtsystemen geht der Trend zu immer kleineren, funktions- und formfantasiereichen LED-Beleuchtungskonzepten. Um diesem Trend gerecht zu werden, reagieren die Hersteller der zugehörigen Anschlusstechnik mit kontinuierlicher Verdichtung. Da das Design eines Bauteils aber von der Funktionalität und der Leistung der Anschlüsse abhängig ist, geben der Nennstrom, die Spannung, das Rastermaß und der Leiterquerschnitt ohnehin die minimale Abmessung des Bauteils vor. Erst im Anschluss wird der Einsatzort gestaltet.

Lange Lebensdauer

LED-Lichtquellen sind besonders bekannt für ihre lange Lebensdauer – vorausgesetzt, sie werden unter den richtigen Bedingungen betrieben. So sollten die empfohlenen Werte für den Betriebsstrom eingehalten und eine entsprechende Kühlung sichergestellt werden, da sich ungewollte Wärme negativ auf die Lebensdauer auswirkt. Auch äußere Umstände wie Feuchtigkeit oder Witterungsbedingungen (bei Außenleuchten) führen zu verkürzten Lebenszeiten. Während herkömmliche Leuchtmittel mit Glühdraht plötzlich ausfallen, verliert eine LED im Laufe ihrer Betriebsdauer nach und nach an Helligkeit.

Analog zur LED hängt auch die Lebensdauer der LED-Anschlusstechnik von Umgebungseinflüssen und Belastungseinwirkungen auf die Platine ab. Vor allem mechanischer Stress aufgrund thermischer Veränderungen hat einen starken Einfluss auf den Produktlebenszyklus. Eine Leiterplatte „reagiert“ mitsamt allen darauf aufgebrachten Bauteilen auf Temperaturschwankungen, Eigenwärme oder unzureichende Lüftung, was zu minimalen Verschiebungen führt, die schlimmstenfalls zu einem Kontaktbruch führen können. Sollte es zu diesem unschönen Fall kommen, greift ein bedeutender Vorteil von LED-Platinen mit Steckverbindung: Die Module lassen sich einzeln austauschen, sobald eines von ihnen als defekt erkannt wird. Mit Hilfe von Steckverbindern können Platinen ganz einfach zusammengesteckt und wieder gelöst werden, so dass man nicht die komplette Beleuchtungseinheit austauschen muss.

Schattenbildung

In einem Beleuchtungssystem müssen der Lichtfarbton und die Helligkeit so abgestimmt sein, dass eine LED-Einheit für das menschliche Auge als uniformes Gesamtbild erscheint. Da bereits geringe Abweichungen und Schatten für unser Auge sichtbar sind, bestehen Lichtsysteme aus weißen Oberflächen, um eine mögliche Schattenbildung zu vermeiden. In Verbindung mit extrem flachen Bauteilen wird so die Lichtreflexion optimal ausgenutzt. Steckverbinder für LED-Anwendungen sollten darum am besten mit hellen, naturweißen Isolierkörpern ausgestattet sein.

Die Grundvoraussetzung für eine wirtschaftliche Produktion von LED-Beleuchtungssystemen sind automatengeeignete Steckverbinder, die gemeinsam mit den LEDs und anderen Bauelementen in einem Reflow-Lötvorgang verarbeitet werden. SMT-fähige Bauteile aus hochtemperaturfähigem Material sind mit Bestückungshilfen (Pick-and-Place oder Kaptonfolie) zur Vakuumansaugung versehen, die nach dem Löten entfernt werden. Ist die Ansaugfläche ohnehin glatt, erübrigt sich eine zusätzliche Hilfe. Als automatengerechte Verpackungen dienen Tape-and-Reel-Gurte sowie Stangenverpackungen, die ein rationelles Bestücken und eine vollständige Integration in den Lötprozess ermöglichen. Gerade bei großen Losgrößen lassen sich durch automatisierte Prozesse Kosten einsparen.

Schraublose Klemmtechnik

Für diese Zwecke hat W+P, ein Steckverbinderhersteller mit über 20 Jahren Branchenerfahrung, kompakte Anschlussklemmen der Serien 5256, 5257 und 5264 mit schraubloser Klemmtechnik im Programm. Die weißen SMD-Klemmen werden ein- bis dreipolig in den Rastermaßen 2,4 mm, 3 mm und
4 mm angeboten. Dank ihrer geringen Bauhöhe von 3,33 mm, 3,92 mm beziehungsweise 4,5 mm lassen sich unerwünschte Schattenbildungen effizient vermeiden. Das Kontaktmaterial besteht aus einer verzinnten Kupferlegierung über einer Nickelsperrschicht. Die reflowfähigen Isolierkörper bestehen aus hochtemperaturbeständigem Kunststoff gemäß UL 94 V-0. Die Klemmen können in einem Temperaturbereich von –40 bis 105 °C sicher eingesetzt werden.

Der Aufbau der Klemme basiert auf einem patentierten Kontaktdesign. Ein trichterförmiger Öffnungsbereich führt den Leiter zur Klemmstelle und gewährleistet eine sichere Kontaktierung bei gleichzeitig einfacher Handhabung. Mittels eines integrierten Betätigungsschiebers lassen sich starre und mehrlitzige Zuleitungen komfortabel und zeitsparend anschließen und wieder lösen. Die jüngste Generation der Anschlussklemmen passt für Zuleitungen mit Leiterquerschnitten von AWG 26 bis AWG 18. Sie sind für eine Spannungsfestigkeit von 1000 V (Serien 5256 und 5257) beziehungsweise 250 VAC (Serie 5264) ausgelegt. Der maximale Nennstrom für die Serie 5264 beträgt 9 A, bei den beiden anderen Serien variiert er abhängig vom AWG-Bereich.

Dank der angebotenen Tape-and-Reel-Verpackungen erfüllen die Anschlussklemmen von W+P alle Anforderungen automatengerechter Bestückungs- und Verarbeitungsprozesse. Die Klemmen haben ein breites Einsatzspektrum. Es reicht von Applikationen in LED-Modulen und sehr kleinen elektronischen Baugruppen bis hin zu industriellen Anwen-
dungen.

Für die beschriebenen Klemmen hat W+P auch vielfältige Verbinder im Angebot. So machen platzsparende Board-to-Board-Verbinder mit Kabelanschluss einen Steckverbinder für die Stromversorgung überflüssig. Ein weiterer kostengünstiger SMT-IDC-Steckverbinder ermöglicht eine gasdichte Schneidklemmverbindung, über die sich LED-Platinen in flexiblen Längen und Winkeln verbinden lassen. Außerdem gibt es einen Board-to-Board-Verbinder mit einem drehbaren Steckerdesign, bei dem die Winkel zwischen –60 und 90 Grad variieren können.

Bildergalerie

  • Die kompakten Anschlussklemmen und Verbinder der Serien 5256, 5259 und 5262 werden in den Rastermaßen 2,4 mm, 4 mm und
    3 mm angeboten.

    Bild: W+P

  • Die SMT-Board-to-Board-Verbinder für LEDs der Serie 5259 im Rastermaß 4 mm

    Bild: W+P

  • Eine SMT-Kompakt-Anschlussklemmen der Serie 5262 im Rastermaß 3 mm

    Bild: W+P

Firmen zu diesem Artikel
Verwandte Artikel