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Über Federkontakte
Federkontakte / Pogo Pins
Federkontakte werden auch Pogo Pin oder SLC (Spring Loaded Contact) genannt. Die Kontaktierung erfolgt durch Antastung mittels eines federunterstützten Stiftes. Vorteil dieser Technik ist eine hohe Funktionssicherheit bei einer sehr hohen Zyklenanzahl. Durch ihren hohen Toleranzbereich eignen Sie sich besonders für die Kontaktierung von unebenen Oberflächen. Ein Federkontaktstift besteht aus 3 Teilen: einem Kolben, einer Feder und einer Stifthülse.
Anwendung finden Federkontakte vorwiegend im Bereich der Strom- und Datenübertragung wie z.B.: in Akku-Ladestationen und Batteriefächern von elektronischen Geräten (Docking Station, Smart Phones, Tablet PC und Laptops) oder zur Erdung an Gehäusen.
Der Nennstrom liegt bei 1A bzw. 2A bei den Standardausführungen bzw. bis max. 15A durch spezielles Design. Der Kontaktwiderstand bei < 100mΩ (abhängig vom Design). Höhere Nennströme können wir durch kundenspezifische Entwicklungen gerne realisieren.
Mehrere Federkontaktstifte können zudem in einem Kunststoffgehäuse zu einem Federkontakt-Konnektor zusammengefügt werden. Zusätzlich können auch kundenspezifische Konnektoren in Bezug auf Rastermaß, Pin-Anzahl und Gehäuseabmessungen realisiert werden.
Unterschiedliche Anschlussformen (SMD, THT, Lötkelch, Crimpanschluss) erlauben eine Vielzahl von Montagemöglichkeiten auf Leiterplatten. Für die automatisierte Bestückung können fast alle Federkontakte mit einer Bestückungskappe und auf Rolle geliefert werden. So kann die Montagezeit durch Federkontakte signifikant reduziert werden.
Vorteile von Federkontakten
- hohe mechanische Lebensdauer
- einstellbare und messbare Federkraft
- kleines Rastermaß, hohe Integrationsdichte
- Übertragung hoher Ströme bis 15A
- SMD, THT, Crimpanschlüsse, Lötkelch für flexible Verbindungen
- hoher Toleranzausgleich im Vergleich zu festen Steckverbindern
- gute Performance bei Hochfrequenzanwendungen
- RoHs konform und halogenfrei
Design Varianten von Federkontakten:
1. Back Drill Design
2. Bias Design
3. 4P Design mit Ball
4. 4P Design mit Cap
5. Rolling Pin
6. Screw Pin
Standard Design Varianten
Back Drill Design
Bei kleineren Bauweisen wird das sogenannte Back Drill Design angewandt. Um die kundenspezifisch gewünschte Federkraft zu erreichen, ist bei diesem Design die eingesetzte Feder länger als der hohle Kolben.
Bias Design
Um einen 100% Kontakt des Kolbens mit der Stifthülse zu garantieren, wird das Bias-Design eingesetzt. Bei diesem Design wird der Kolben an seinem Ende in einem Winkel von bis zu 18° angeschrägt. Dies reduziert die Signalstörung in Folge von Vibrationen signifikant. Das Bias Design wird bei fast allen Federkontaktstiften ab einer Länge von 3,5mm angewandt.
4P Design
Bei hohen Anforderungen an die Stromtragfähigkeit (>3A) und Vibrationsbeständigkeit wird das Bias Design um das 4P-Design ergänzt. Um ein verglühen der Druckfeder durch zu geringe Lateralkräfte bei hohen Strömen auszuschließen, werden beim 4P-Design die bisherigen drei Komponenten (Kolben, Druckfeder und Hülse) um einen Edelstahlball als vierte Komponente ergänzt. Dieser Ball wird zwischen dem Kolben und der Druckfeder integriert. Alternativ zum Edelstahlball kann auch eine Kappe eingesetzt werden.
High Current Design
Bei Hochstrom-Anwendungen ab 5A wird das 4P-Design mit Kappe eingesetzt. Die Hülle des Kolbens wird zusätzlich verstärkt. Zudem dient eine besondere Struktur im Inneren des Federkontaktes zur Erhöhung des Kontaktbereiches. Die Lebensdauer der High-Current Federkontakte liegt bei mind. 10.000 Zyklen.
Spezielle Design Varianten
Screw-Design
Das Schraubgewinde kann bei allen kundenspezifischen Federkontakten mit einer Kolbenlänge ab 3,5mm integriert werden
Elektronische Geräte werden immer kleiner, schneller und effizienter. Diese Miniaturisierung stellt höchste Anforderungen an die Fertigungstechnik, denn immer mehr Funktionen müssen in die kleinen Geräte integriert werden. Das Federkontaktdesign mit integriertem Schraubgewinde hilft diesen Anforderungen gerecht zu werden. Neben der Funktion als Schraube, können auch Leistungs- und Signalströme übertragen werden. Das Schraubgewinde kann bei allen kundenspezifischen Federkontakten mit einer Kolbenlänge ab 3,5mm integriert werden.
Rolling Pin
Während ein regulärer Federkontaktstift für die vertikale Bewegung ausgelegt ist, gibt es ein spezielles Design für die seitliche Bewegung. Durch eine integrierte Kugel in der Pin-Spitze ist eine fortwährende Kontaktierung, auch bei 360° Drehungen, gegeben.
Anschlussoptionen
Wir bieten Federkontakte mit folgenden Anschlussoptionen:
Flat Type Federkontakte für die SMD Bestückung
Plug-In Type Federkontakte für die THT Bestückung
Die Federkontakte können für die automatische Bestückung mit Bestückungskappe und auf Rolle geliefert werden.
Sollten Sie einen Federkontakt mit einen Crimpanschluss bzw. Solder Cup / Lötanschluss benötigen, können wir diese Option immer indviduell prüfen. Generell können nahezu alle Federkontakte in Plug-In Design bzw. 360° Rolling Pin Design mit einem Lötanschluss ergänzt werden. Bitte kontaktieren Sie uns einfach dafür.
Beschichtung
Standardmäßig sind Kolben und Stifthülse aus Messing, die Feder aus Edelstahl gefertigt. Optional stehen weitere Materialien zur Auswahl, um die Anforderungen spezieller Applikationen zu erfüllen.
- Kolben: Messing (Standard), Berylliumkupfer, Phosphor-Bronze, SK4 – Stahl
- Stifthülse: Messing (Standard), Berylliumkupfer, Phosphor-Bronze
- Feder: Edelstahl
- Steckgehäuse: Polyoxyethylen (Standard), HTN Polyphthalamide, LCP Liquid-crystal polymers, PBT Polybutylene terephthalate, PA10T
Der Federkontaktstift wird mit Gold beschichtet, da es eine exzellente elektrische Leitfähigkeit hat und einen hohen Schutz vor Korrosion und Oxidation bietet. Die Stifthülse und der Kolben werden üblicherweise doppelt beschichtet (zunächst mit Nickel 1-2μm und anschließend mit Gold 0,1-1μm).
Applikationsbedingt sind auch andere Edelmetall-Beschichtungen und auch partielle Beschichtungen einzelner Bauteile möglich:
| BESCHICHTUNG | HÄRTE (HV) | FUNKTION (FARBE) |
|---|---|---|
| Gold | 200 | niedriger Widerstand (gold) |
| Super AP | 400 | höchste Korrosionsbeständigkeit, geringer elektrischer Widerstand (silber) |
| Nickel | 150-200 | Korrosionsbeständigkeit / vglw. günstig (silber) |
| Palladium-Nickel | 330-380 | Verbesserte Signalübertragung (silber) |
| Messing | 600 | Alternative zu Nickel (silber) |
| Palladium Cobalt | 450-600 | Alternative zu Palladium-Nickel (silber) |
| Palladium Cobalt | 600-800 | Farbanforderung schwarz |
Super AP Beschichtung
Die Super AP Beschichtung ist extrem widerstandsfähig gegen elektrolytische bzw. galvanische Korrosion, während sie einen sehr geringen Widerstand beibehält. Dadurch eignet sie sich besonders für alle elektrischen Anwendungen. Im Vergleich zu einer Gold Beschichtung ist die Super AP Beschichtung:
- 2 x Widerstandsfähiger gegen Salzwasser
- 5 x Resistenter gegen Transpiration
- 30 x Widerstandsfähiger gegen Elektrolyse
- Nickel-Frei
| VERGLEICH | TESTANDARD | GOLD (50U“) | FUNKTION (FARBE) |
|---|---|---|---|
| Nickelfreisetzung | EN12472:2005 & A1:2009 | Nickelhaltiger Prozess | Nickelfreier Prozess |
| Impedanz | EIA-364-23 | < 50 mΩ | < 50 mΩ |
| Salzwasser-Resistenz | EIA-362-26 | 96 HR | 168 HR |
| Transpirations-Resistenz | ISO-3160 | 168 HR | 168 HR |
| Oberflächenhärte | ISO6507-1:2005 | 200 HV | 400 HV |
| Elektrolyse-Widerstandszeit | 1mA, 5V, Pitch=0.60mm | < 1 Min. | 60 Min. |
Steckverbinder auf Federkontaktbasis
Wir realisieren kundenspezifische Steckverbinder auf Basis von Federkontakten. Durch die Vielzahl an Federkontakten können besonders kleine Steckverbinder, wasserdichte Lösungen (IPX6 / IPX7) und spezielle Lösungen für Hochstrom Anwendungen realisiert werden. Dabei haben wir einen besonderen Fokus auf der Konstruktion von magnetischen Stecksystemen >>. Die Implementierung eines Magneten sorgt für eine schnelle schock- und vibrationsbeständige, sowie selbstführende Verbindung bzw. einfache Lösung von Stecker und Gerät.
Durch verschiedene Materialien können Spezifikationen in Bezug auf Flexibilität, Schlagfestigkeit, Stoßdämpfung, Feuchtigkeitsbeständigkeit, Dichtigkeit, UV-Schutz, Chemikalienresistenz und Farbe berücksichtigt werden. Für anspruchsvollere Einbausituationen, in denen Schutzklassen von IPx7 und höher gefordert werden, bieten wir verschiedene Stecker-Konstruktionen an. Zu einem können die Pins mit einer O-Ring Dichtung ergänz werden, zu anderem gibt es die Möglichkeit der direkten Umspritzung mit Kunststoff und / oder dem Versiegeln mit Elastomer-Materialien.
Bei der Umpritzung mit Kunststoff kann der Stecker eine individuelle und passgenaue Form annehmen, sowie Buchsen und Steckvorrichtungen integriert werden. Auch Federkontakte verschiedener Arbeitshöhen können so zu einem kundenspezifischen Steckverbinder zusammengefügt werden. Montagezeit und -kosten können dadurch erheblich verringert werden. Weitere Vorteile von Steckverbindern auf Federkontaktbasis sind ihr kleines Rastermaß, eine hohe Integrationsdichte und lange Lebensdauer.
Der hohe Toleranzausgleich von Federkontakten gewährleistet eine weitestgehend stoß- und vibrationsbeständige, sowie kontaktsichere Verbindung. So werden diese Stecker den stetigen Anforderungen tragbarer Elektronikgeräte an Größe, Gewicht und Robustheit gerecht.
In diesem Zusammenhang besonders interessant, sind Federkontakte mit der Super AP-Beschichtung, die wir als Sonderbeschichtung anbieten. Diese Beschichtung ist extrem widerstandsfähig gegen elektrolytische bzw. galvanische Korrosion, während sie ihren sehr geringen Widerstand beibehält. Im Vergleich zur Standardbeschichtung Gold weist diese Nickel-freie Beschichtung eine erhöhte Widerstandsfähigkeit gegen Salzwasser, Transpiration und Elektrolyse auf.
Anwendung finden die wasserdichten Stecker besonders bei mobilen Tracking- und Navigationsgeräten im Außenbereich, sowie in Geräten der Medizintechnik und Industrie. Ausschlaggebend für die erreichte Schutzklasse ist immer die Einbausituation. Auch die Fertigung kompletter Baugruppen mit Steckverbinder und Kabelkonfektionierung bieten wir kostengünstig an.
Beispiele von kundenspezifischen Federkontakten und Steckern mit Federkontakten.
Gerne konstruieren und entwickeln wir auch für Ihre Anwendung eine passende Lösung !
