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Federkontakte - Ihr zuverlässiger und praktischer Helfer

Um elektronische LeiterplattenSteckverbinder und andere Bauteile maschinell zu prüfen,  kommen Federkontaktstifte zum Einsatz. Sie funktionieren zuverlässig und haben eine lange Lebensdauer. In unserem Ratgeber erfahren Sie, was Federkontakte konkret auszeichnet und worauf es beim Kauf zu achten gilt.


Federkontaktstifte als Bestandteil der Prüf- und Präzisionstechnik

Bei Federkontaktstiften handelt es sich um Präzisionsprüfstifte mit Federkontakt. Sie werden auch als gefederte Kontaktstifte, Federstifte oder Federkontakte bezeichnet. Die Anwendungsbereiche sind vielfältig. Hauptsächlich finden Federkontaktstifte im Bereich der Strom- und Datenübertragung Verwendung. Sie dienen der maschinellen Prüfung von Leiterplatten, bestückte Leiterplatten, Baugruppe, Kabelbäumen, Komponenten und Steckverbinder und werden zu diesem Zweck in einen Prüfadapter oder eine vergleichbare Komponente eingebaut. 

Aufgabe eines Federkontakts ist es, eine elektromechanische Verbindung zwischen dem zu prüfenden Objekt und dem Testsystem beziehungsweise der zum Messgerät führenden Messleitung herzustellen. Die Kontaktierung (= das Schliessen eines elektrischen Stromkreises) erfolgt durch Antasten. Das bedeutet, dass die Verbindung besteht, sobald die Stifthülse des Federkontakts die leitende Oberfläche berührt. Hierin unterscheiden sich Federkontakte von Steckverbindern, bei denen die Kontaktierung durch Einstecken eines Stifts in die Buchse erfolgt.

Federkontaktstifte finden darüber hinaus Anwendung in Schnittstellen und fungieren als leicht lösbare Verbindungen. Sie werden in Akku-Ladestationen zur Unterstützung der Lade- und Signalfunktionen verbaut und sind in Batteriefächern insbesondere tragbarer Geräte zu finden, da sie das Einlegen und Entfernen der Batterien vereinfachen. Grund: Federkontakte tolerieren im Vergleich zu starren Steckverbindern eine gewisse Fehlausrichtung und erlauben das Blindstecken. Bei herkömmlichen Buchsen- und Stiftleisten kann eine Fehlausrichtung der Kontakte die Verbindung beeinträchtigen oder Schäden zur Folge haben.


Vorteile von Federkontaktstiften

Da sie sich durch eine lange Lebensdauer auszeichnen, haben sich Federkontakte in der Prüftechnik von Leiterplatten als Standard etabliert. Sie leisten selbst nach Hunderttausenden Kontaktzyklen noch gute Dienste und bieten einen konstanten Übergangswiderstand. Ausserdem eignen sich Federkontakte zur Übertragung hoher Ströme und für Hochfrequenzanwendungen.

Ein weiterer Vorteil von Federkontakten besteht darin, dass sie sich dank Steckhülsensystem schnell austauschen lassen, ohne dass eine neue Verdrahtung erforderlich ist. Sie punkten mit einem hohen Toleranzbereich und beanspruchen weniger Platz als konventionelle Steckverbinder. Weil sie die Miniaturisierung und Vernetzung vereinfachen, greifen Entwickler von Kleinstgeräten gerne auf Federkontakte zurück.


Aufbau von Federkontakten

Material der Federkontakte

Ein Federkontakt besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten: einem Tastkopf (Kolben), einer Feder und einer Stifthülse beziehungsweise einem Gehäuse. Durch Crimpen werden alle Bauteile so miteinander verbunden, dass sie nicht auseinanderfallen, aber immer noch ein wenig Bewegungsspielraum haben. 

Alle Komponenten bestehen aus einem elektrisch leitfähigen Grundmaterial, beispielsweise Kupfer-Beryllium, Stahl, Silber, Bronze oder Messing, und werden zusätzlich beschichtet. Die Beschichtung dient dazu, das Grundmaterial vor Korrosion und Abrieb zu schützen und die elektrische Leitfähigkeit zu optimieren. Auf diese Weise wird Verschleiss vorgebeugt und der Übergangswiderstand konstant niedrig gehalten. Geeignete Beschichtungswerkstoffe sind beispielsweise Gold, Nickel und Rhodium.

Veredelungsmaterial Funktionelle Eigenschaften
Gold

optimiert die elektrische Leitfähigkeit

hat die beste chemische Beständigkeit

Nickel

hohe Härte, Konturtreue und Verschleissfestigkeit

für aggressive Kopfformen geeignet

gute chemische Beständigkeit

Rhodium

hohe Härte, extreme Widerstandsfähigkeit gegen Abnutzung

geeignet für raue Applikationsmechanismen

lange Lebensdauer


Bauform der Tastköpfe

Die Bauform der Tastköpfe variiert je nach Einsatzzweck. Während sich runde Tastköpfe insbesondere für Tests an empfindlichen Objekten eignen, da sie keine Abdrücke hinterlassen, sind spitze Tastköpfe die ideale Wahl für Durchkontaktierungen und Kontaktierungen von Lötpads

Tastköpfe in Form einer 4-fach-Krone dringen mit ihren scharf geschliffenen Kanten problemlos durch Oxidschichten und Rückstände von Flussmittel, was insbesondere bei der Arbeit an Lötanschlüssen vorteilhaft ist. 

Es gibt bislang keine einheitlichen Bezeichnungen für die unterschiedlichen Kopfformen. In unserem Onlineshop stehen Ihnen folgende Tastköpfe für Präzisionsprüfstifte zur Auswahl:

Form Bezeichnung
A Innenkegel
B/ BS/ BST Spitze 30°
C Riffel
D Rund
G Krone
H Dreikant
K Sechskant 90°
M 6-Zacken-Krone mit angedrehter Mittelspitze
Q Krone mti Hohlkehle
V Dolch

Für jede Anwendung der richtige Kontaktstift

Mittlerweile gibt es eine Vielzahl von Spezialtypen, die unterschiedlichen Anwendungen vorbehalten sind, so dass sich für jede Applikation eine passende Variante findet. Kurzhubstifte beispielsweise sind aufgrund ihres geringen Hubs und ihrer extra kompakten Abmessungen die idealen Batterie- und Ladekontakte

Für Hochstromanwendungen sind spezielle Hochstromstifte die richtige Wahl. Sie sind derart konstruiert, dass ihr Innenwiderstand selbst bei hohem Stromfluss konstant niedrig bleibt. 

Hochfrequenzstifte bestehen aus einem Innenleiter zur Signalübertragung und einem Aussenleiter als Schirmung. Sie kommen beispielsweise für Kontaktierungen von Hochfrequenzsteckern und Antennenbuchsen zum Einsatz, bei denen hochfrequente Signale übermittelt werden. 

Bei Schraubstiften handelt es sich um Federkontakte mit Gewinde, die besonders fest fixiert werden können und dadurch auch unter schwierigen Bedingungen an Ort und Stelle bleiben. Sie sind prädestiniert für Kabelbaum- und Steckertests.


Kaufkriterien für Federkontaktstifte – worauf kommt es an?

Bei der Auswahl von Federkontakten gilt es einige wichtige Kriterien zu beachten. Eine wesentliche Rolle spielen die Spannungsfestigkeit, Strombelastbarkeit und der Kontaktwiderstand beziehungsweise Durchgangswiderstand. Alle drei Parameter müssen zur jeweiligen Anwendung passen. Ist die Strombelastbarkeit zu gering gewählt, kann eine Erwärmung des Kontaktstifts und damit verbunden ein verfälschtes Messergebnis die Folge sein.

Ebenso von Bedeutung ist die richtige Stiftlänge. Sie ist durch den Anschlussadapter an die Messleitung und die Bauform der Prüfstücke quasi vorgegeben. Der Federweg (Hub) eines Federkontaktstifts muss ebenfalls auf die spezifische Anwendung abgestimmt sein. Das Prüfstück darf bei Kontaktierung nicht beschädigt werden, gleichzeitig muss der Federdruck hoch genug sein, um eventuelle Verunreinigungen durchdringen zu können.


Unser Praxistipp: Federkontakt in lockerer Steckhülse Halt geben

Mit zunehmendem Gebrauch kann es passieren, dass ein Federkontakt in der Hülse nicht mehr richtig sitzt. Durch wiederholtes Einstecken des Kontakts nutzen sich die Klemmsicken in der Hülse ab und bieten dadurch nicht mehr genügend Halt. In diesem Fall können Sie sich behelfen, indem Sie das Ende des Federkontaktstifts vorsichtig und nur um wenige Grad biegen. Aufgrund seiner leicht schiefen Form wird der Federkontakt besser in der Hülse verankert, so dass die Klemmwirkung wiederhergestellt ist.


Häufig gestellte Fragen zu Federkontakten

Kann ich Federkontaktstifte auch für die manuelle Prüfung elektronischer Komponenten verwenden?

Nein. Präzisionsprüfstifte mit Federkontakt sind nicht isoliert und daher nur für den maschinellen Gebrauch geeignet.
 

Welche Federkontakte brauche ich für In-Circuit- und Funktionstests?

Bei einem In-Circuit-Test (ICT) werden elektronische Bauelemente auf ihren korrekten Einbau hin überprüft. Zudem kann festgestellt werden, ob die Verbindungen zur Leiterplatte intakt sind. Ein Funktionstest (FT) dient dazu, eine gesamte Baugruppe oder Teilbereiche davon auf ihre spezifische Anwendung (Funktion) zu testen. Für diesen Zweck werden üblicherweise Standard-Federkontakte in den Rastern 50, 75 und 100 mil genutzt. Diese Standard-Federkontakte werden auch als ICT/FT-Stifte bezeichnet. 

Aus welchem Material besteht die Feder eines Federkontakts?

Die Feder eines Federkontakts kann aus normalem Federstahl (z.B. vergoldet oder versilbert) oder aus rostfreiem Edelstahl bestehen. Es gibt auch Ausführungen aus Kupfer-Beryllium.

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