Das Löten ist die mit Abstand am häufigsten eingesetzte Verbindungstechnik in der Elektronikfertigung. Aber es ist nicht die Einzige. Denn obwohl Wire-Wrap nahezu „ausgestorben“ scheint, ist es aus einigen Anwendungsbereichen nicht wegzudenken.
W. Schönmüller, Cooper Tools, Besigheim
Gedruckte Schaltungen wie etwa Multilayerboards sowie die Multiwire- und Einpresstechnik sparen viele diskrete Drähte ein, außerdem reduzieren integrierte Schaltkreise die Anzahl externer Baugruppenanschlüsse. Doch trotz dieser Techniken wird Wire-Wrap nach wie vor im Schalt- und Steuerungsbereich angewandt und findet beispielsweise in der Sicherungs-, Wehr-, Automobil-, Automatisierungs-, Verkehrs-, Medizin-, Luft-, Raumfahrt- und in der Telekommunikationstechnik ihren Einsatz.
Bei Wire-Wrap handelt es sich um ein Verdrahtungssystem zum elektrischen Verbinden elektronischer Steuerungen. Dabei kommt dem Wort „System“ eine wichtige Bedeu-tung zu, denn bei einem solchen müssen grundsätzlich bestimmte Be-dingungen erfüllt sein, damit Hilfsmittel, in diesem Fall die Wire-Wrap-Werkzeuge, eingesetzt werden können.
Oft besteht der mechanische Aufbau einer elektronischen Steuerung aus einem Gestell, in das die Leiterplatten eingesteckt werden. Die Verbindung der Steckverbinder untereinander besteht dabei auch heute noch oft aus diskreten Drähten und bietet somit ein Anwendungsgebiet für die Wire-Wrap-Technik. Diese begrenzt die elektrische Verbindung auf die beiden unbedingt notwendigen mechanischen Elemente, nämlich den anzuschließenden Draht und den Wickelstift des Bauteils. Ein schlankes Wrap-Werkzeug wickelt dabei den massiven, runden Kupferleiter unter mechanischer Spannung um den kantigen Wickelstift, worauf zwischen diesen beiden Anschlusselementen korrosionsfeste und gasdichte Verbindungen entstehen. Einmal gewickelt, sitzt die Wire-Wrap-Verbindung zuverlässig fest.
Mit handgeführten Wickelwerkzeugen werden üblicherweise Leiter mit einem Durchmesser zwischen 0,16 und 1 mm (AWG34 bis AWG18) verarbeitet. Der einfache Aufbau der Verbindung ergibt dabei auch einen einfachen Arbeitsablauf, für den Cooper-Tools Werkzeuge entwickelt hat, die nahezu jeder Verdrahtungsaufgabe gerecht werden. Solche Werkzeuge können mit Druckluft-, Elektro- oder Handantrieb ausgestattet sein und auch von ungeübten Arbeitskräften schnell beherrscht werden. Für das Herstellen von Wire-Wrap-Verbindungen stehen modifizierte, Standard- und KAA-Wickeleinsätze (kombiniert abschneidend und abisolierend) zur Verfügung. Ein modifizierter Wickeleinsatz wickelt zuerst bis 1,5 Windungen des isolierten Leiters und danach den abisolierten Draht um den Wickelstift. Dadurch wird die Rüttelfestigkeit der Verbindung wesentlich erhöht. Im Gegensatz dazu wickelt ein Standard-Wickeleinsatz nur den abisolierten Leiter um den Stift. Mit einem KAA-Wickeleinsatz und einer Führungshülse mit Abschneidkante wird der Leiter abgeschnitten, abisoliert und dann modifiziert um den Anschluss gewickelt.
Die durch Wire-Wrap erzeugte Verbindung ist sehr zuverlässig, denn das Wrap-Werkzeug schaltet eine Fehlbedienung weitgehend aus. Allerdings können Reibungskräfte die Oberfläche des Wickeleinsatzes abschleifen oder aufrauhen. Die mechanische Spannung im Leiter wird dadurch geändert und die Verbindungen locker oder spröde. Die laufende Prüfung des Wickeleinsatzes sichert jedoch eine gleichbleibende Qualität der Verbindung. Dazu können zwei einfache periodisch durchgeführte mechanische Tests – die Abzugskraft- und die Abwickelprüfung – aufwändige elektrische Widerstandsmessungen durchaus ersetzen, wodurch die Prüfkosten durch kürzere Testzeiten und einfachere Geräte gesenkt werden. Die Abzugskraftprüfung mit einer Federwaage zeigt auf, ob die Wickelverbindung fest genug auf dem Wickelstift sitzt, zu niedrige Abzugswerte lassen dabei auf einen abgenutzten Wickeleinsatz schließen. Die Mindestabzugskräfte liegen beispielsweise für Leiterdurchmesser von 0,5 Millimeter (AWG24) bei 30 Newton und für AWG30 bei 15 New-ton. Im Gegensatz zur Abzugskraftprüfung zeigt das Abwickeln mit Hilfe eines Abwickelwerkzeugs, ob der Draht während des Wickelns überdehnt wurde. In diesem Fall würde der Draht an den Eindruckstellen des Wickelstifts brechen. Das lässt dann auf eine beschädigte oder rauhe Oberfläche des Wickelradius im Wickeleinsatz schließen. Werden diese beiden Prüfungen regelmäßig stichprobenartig durchgeführt, sind gute Verbindungen gewährleistet.
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