Bestücken: Die Einpresstechnik erfolgreich einsetzen

Mai 31, 2022

Seit mehr als 20 Jah­ren kommt die Ein­press­tech­nik bei Kraus Hard­ware zum Ein­satz – mit Erfolg, wobei die Spe­zia­lis­ten unter ande­rem auf selbst ent­wi­ckelte Werk­zeuge set­zen. Was unter­schei­det das Ver­fah­ren vom Löten?

 „Eine zen­trale Rolle spielt der  Werk­zeug­bau bei Kraus Hard­ware, denn die Spe­zia­lis­ten pro­du­zie­ren indi­vi­du­elle Lösun­gen für das Ver­pres­sen “  

Natür­lich – die Ein­press­tech­nik ist schon lange keine Neu­ig­keit mehr. Immer­hin wurde die dazu­ge­hö­rige Norm bereits 1984 beschrie­ben und erste Anwen­dun­gen der Tech­no­lo­gie gab es sogar bereits zu Beginn der 70er Jahre. Nichts­des­to­trotz bleibt das ebenso ein­fa­che wie sta­bile Prin­zip „en vogue“. Grund­sätz­lich gibt es zwei Vari­an­ten, wobei sich jeweils gas­dichte Kon­takt­zo­nen aus­bil­den, die sehr robust gegen­über Umwelt­ein­flüs­sen sind. Ent­we­der ver­formt sich maß­geb­lich der Stift oder die Bohrung:

  • Vari­ante 1: Durch ein metal­li­sier­tes Loch wird ein (eigent­lich zu brei­ter) Kon­takt­stift geführt, der in der Mitte aber eine Aus­spa­rung hat. Diese wird zusam­men­ge­drückt und die auf­tre­ten­den mecha­ni­schen Feder­kräfte sor­gen für die dau­er­hafte Verbindung.
  • Vari­ante 2: Die Stifte sind mas­siv und also nicht ver­form­bar. Beim Ein­pres­sen ver­formt sich die Boh­rung und die Kraft­wir­kung hält den Stift sta­bil in Position.

Alter­na­tive zu Löt­pro­zes­sen
Die erste Frage rund um diese Anwen­dung liegt auf der Hand: Warum kom­men in den jewei­li­gen Fäl­len nicht Löt­pro­zesse zum Ein­satz? „Dafür gibt es zumeist diverse Gründe“, erklärt Andreas Kraus, Gesell­schaf­ter von Kraus Hard­ware. „Beson­ders in Berei­chen mit maxi­ma­ler Strom­trag­fä­hig­keit ist das klas­si­sche Löten kaum ein­setz­bar, denn das Lot würde ange­sichts der hohen ther­mi­schen Masse der Lei­ter­platte prak­tisch ein­frie­ren. Das Pro­blem umge­hen wir hier ein­fach, weil man kein Lot benö­tigt.“ Dar­über hin­aus gilt nahe­lie­gen­der­weise, dass bei der Ein­press­tech­nik keine ther­mi­sche Belas­tung an der Lei­ter­platte und den vor­han­de­nen Bau­ele­mente auf­tritt. Zudem ist eine beid­sei­tige bzw. gemischte Bestü­ckung bei Mul­ti­lay­ern aller Dicken mög­lich, es gibt keine Lot­brü­cken sowie keine Fluss­mit­tel­reste – und die her­ge­stellte Ver­bin­dung ist repa­ra­tur­fä­hig sowie zuver­läs­si­ger als die Ergeb­nisse beim klas­si­schen Löten per Selek­tiv- oder Löt­welle. „Ins­ge­samt set­zen wir das Ver­fah­ren bereits seit mehr als 22 Jah­ren ein und haben sehr viel Erfah­rung damit“, betont Andreas Kraus. „Letzt­lich ist dabei vor allem wich­tig, dass man zen­trale Para­me­ter wie Bohr­durch­mes­ser und Hül­sen­auf­bau im Blick behält. Das ist aber mit über­schau­ba­rem Auf­wand umsetz­bar. Zudem ist der Maschi­nen­auf­wand eher klein und gut beherrsch­bar. Wir erzie­len aus­nahms­los sehr gute Ergebnisse.“

Werk­zeug­bau spielt eine wich­tige Rolle
Eine zen­trale Rolle spielt in die­sem Zusam­men­hang der haus­ei­gene Werk­zeug­bau bei Kraus Hard­ware, denn die Spe­zia­lis­ten pro­du­zie­ren hier indi­vi­du­el­len Lösun­gen für das Ver­pres­sen – also einer­seits alle Werk­zeuge für die Auf­nahme der Ste­cker, ande­rer­seits auch indi­vi­du­elle Bestü­ckungs-Scha­blo­nen, die wäh­rend der Mon­tage als Arbeits­vor­lage oder nach der Mon­tage zur Prü­fung zum Ein­satz kom­men. Dabei wer­den die Scha­blo­nen ein­fach über die Lei­ter­plat­ten gelegt. In der Folge kann man die Bau­teile nicht mehr falsch auf­brin­gen bzw. Feh­ler iden­ti­fi­zie­ren. Das Ganze umfasst also nur einen Hand­griff und stört den Pro­zess nur unwesentlich.

Ent­wick­lung geht wei­ter
Übri­gens: Die Ent­wick­lung der Ein­press­tech­nik in der Elek­tronik­fer­ti­gung geht wei­ter – das Ver­fah­ren hat also Zukunft, beson­ders auch in der Leis­tungs­elek­tro­nik. So hat ein welt­weit füh­ren­der Her­stel­ler für Leis­tungs­elek­tro­nik ein neues IGBT-Modul ent­wi­ckelt, das sich in einem Fer­ti­gungs­schritt mit der Lei­ter­karte und dem Kühl­kör­per ver­bin­den lässt – nach dem Ein­pres­sen wird ledig­lich eine Schraube fest­ge­zo­gen, was wie­derum eine plas­ti­sche Ver­for­mung in den Kon­takt­lö­chern der Lei­ter­karte auslöst

Der Werk­zeug­bau von Kraus Hard­ware sorgt in die­sem Bei­spiel dafür, die Ein­bau­höhe von 65 Mili­me­ter hohen Bau­tei­len zu über­brü­cken. So wer­den sie nicht beschädigt.

Mit selbst­ge­fer­tig­ten Scha­blo­nen wird die kor­rekte Dre­hung der Ele­mente überprüft.

Auch die Ein­press­werk­zeuge wer­den bei Kraus Hard­ware „inhouse“ her­ge­stellt. Viele Kom­po­nen­ten las­sen sich mit einem fla­chen Stem­pel einpressen.

Für die Her­stel­lung der Werk­zeuge (Bild: kom­ple­xer Gegen­hal­ter) ste­hen zwei CNC-Fräs­ma­schi­nen zur Ver­fü­gung. Ver­schie­denste Steck­ver­bin­der kön­nen in der Folge ohne grö­ßere Umrüst­ar­bei­ten ein­ge­presst werden.

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