Strukturierte Fertigungsdaten · 2026

Backplane

Auf Basis strukturierter CNFX-Herstellerprofile wird Backplane im Bereich Maschinen- und Anlagenbau anhand von Steckplätze bis Rückwandbreite eingeordnet.

Technische Definition und Kernbaugruppe

Ein typisches Backplane wird durch die Baugruppe aus Leiterplatte (LP) und Steckverbinder / Steckplätze beschrieben. Für industrielle Anwendungen werden Materialauswahl, Fertigungsprozess und Prüfbarkeit gemeinsam bewertet.

Eine Leiterplatte, die elektrische und mechanische Verbindungen für mehrere Module in einem Speicherprogrammierbaren Steuerungs-(SPS-)Rack bereitstellt.

Technische Definition

Die Backplane ist eine kritische Komponente in einem Rack einer Speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) und dient als zentrale Kommunikations- und Stromverteilungs-Backbone. Sie bietet standardisierte Steckplätze und Steckverbinder, die es ermöglichen, verschiedene SPS-Module (wie CPU-, E/A-, Kommunikations- und Stromversorgungsmodule) zu installieren, zu verbinden und mit Strom zu versorgen. Sie ermöglicht einen Hochgeschwindigkeitsdatenaustausch zwischen den Modulen und gewährleistet einen zuverlässigen Systembetrieb in industriellen Automatisierungsumgebungen. Die Backplane besteht typischerweise aus FR-4-Glasgewebe mit Kupferleiterbahnen und vergoldeten oder verzinnten Steckverbindern. Sie ist in Konfigurationen mit 4 bis 12 Steckplätzen, Breiten von 100 bis 300 mm und Höhen von 80 bis 200 mm erhältlich, kompatibel mit standardmäßigen 19-Zoll-Racks. Elektrische Spezifikationen umfassen Nennstrom pro Pin von 1 bis 10 A, Nennspannung von 24 bis 250 V AC/DC, Kontaktwiderstand ≤20 mΩ, Isolationswiderstand ≥100 MΩ bei 500 V DC und Spannungsfestigkeit von 1500 bis 3000 V AC für 1 Minute ohne Durchschlag. Die Backplane arbeitet in einem Temperaturbereich von -40 bis 85 °C, mit Lagerung von -40 bis 105 °C und relativer Luftfeuchtigkeit von 5 bis 95 % ohne Kondensation. Sie bietet Schutzarten von IP20 bis IP65, je nach Gehäuse. Das Basismaterial ist FR-4 mit UL-94V-0-Brandschutzklasse, und die Kupferdicke reicht von 35 bis 70 μm. Diese Parameter sind Referenzbereiche; tatsächliche Werte müssen mit dem Hersteller für das spezifische Modell und die Anwendung verifiziert werden. Die Backplane ist ausgelegt gemäß IEC 60664 für Isolationskoordination, IEC 60512 für Kontaktwiderstand, IEC 60243 für dielektrische Festigkeit, IEC 60068 für Umwelttests sowie IPC-4101 und IPC-6012 für Material und Leistung. Bestätigen Sie immer die Konformität mit den relevanten Normen für Ihre spezifische Installation.

Funktionsprinzip

Die Backplane funktioniert, indem sie eine Reihe paralleler elektrischer Pfade (Busse) bereitstellt, die in eine Leiterplatte eingebettet sind. Wenn ein Modul in einen Steckplatz im Rack eingeführt wird, verbindet sich sein Randsteckverbinder mit dem entsprechenden Steckverbinder auf der Backplane. Dadurch werden Verbindungen für Strom, Masse, Daten, Adresse und Steuersignale hergestellt. Die Busarchitektur der Backplane ermöglicht es allen angeschlossenen Modulen, gemäß dem Kommunikationsprotokoll der SPS (z. B. proprietärer Backplane-Bus, PCI usw.) mit der zentralen Verarbeitungseinheit (CPU) und untereinander zu kommunizieren.

Technische Parameter

Technische Parameter
ParameterTypischer BereichHinweise & Auswahlkriterien
Steckplätze4–12Determines module capacity
Rückwandbreite100–300 mmFits rack dimensions
Rückwandhöhe80–200 mmStandard 19-inch rack compatible
Nennstrom pro Pin1–10 AHigher current requires larger pinIEC 60664
Nennspannung24–250 V AC/DCInsulation coordination per standardIEC 60664
Kontaktwiderstand≤20 Lower is better for signal integrityIEC 60512
Isolationswiderstand≥100 At 500 V DCIEC 60243
Durchschlagspannung1500–3000 V ACFor 1 minute, no breakdownIEC 60243
Betriebstemperatur-40–85 °CExtended range for industrialIEC 60068
Lagertemperatur-40–105 °CNon-operatingIEC 60068
Relative Feuchte5–95 % RHNon-condensingIEC 60068
SchutzartIP20–IP65Higher for harsh environmentsIEC 60529
BasismaterialFR-4Glass epoxy, UL 94V-0IPC-4101
Kupferdicke35–70 μmHeavier copper for high currentIPC-6012

Die Bereiche sind branchenübliche Richtwerte zur Angebotsvorbereitung und keine Zusage des Lieferanten. Bestätigen Sie jeden Wert und jede Norm vor der Bestellung beim rechtlichen Hersteller.

Hauptmaterialien

FR-4 (Flammwidrig 4) Glas-Epoxid Kupfer (für Leiterbahnen) Gold- oder Zinnbeschichtung (auf Steckverbindern)

Komponenten / BOM

Components / BOM
  • Leiterplatte (LP)
    Das Trägermaterial, auf dem alle anderen Bauteile montiert und über geätzte Kupferleiterbahnen elektrisch verbunden werden.
    Material: FR-4-Glas-Epoxidharz
  • Steckverbinder / Steckplätze
    Bietet die physikalische und elektrische Schnittstelle für den Anschluss von PLC-Modulen an den Backplane-Bus.
    Material: Kunststoffgehäuse mit metallischen (vergoldeten/verzinnten) Kontakten
  • Leiterbahnen
    Kupferbahnen auf der Leiterplatte, die Strom, Daten, Adress- und Steuersignale zwischen Steckverbindern übertragen.
    Material: Kupfer
  • Abschlusswiderstände
    Verhindern Signalreflexionen auf Hochgeschwindigkeits-Busleitungen zur Gewährleistung der Signalintegrität.
    Material: Keramik, Metallschicht

FMEA · Fehleranalyse

Ursache → Fehlermodus → Engineering-Maßnahme

Elektrochemische Migration aufgrund ionischer Kontamination über 1,56 µg/cm² NaCl-Äquivalent Wachstum leitfähiger anodischer Filamente zwischen benachbarten Bahnen mit 5 µm/h-Rate Konformale Beschichtung mit 25-75 µm Acryl- oder Polyurethan-Schicht, Implementierung des IPC-CC-830B-Reinheitsstandards
Vibrationsinduziertes Fretten an Steckverbinderschnittstellen über 15 g RMS-Beschleunigung Kontaktwiderstandserhöhung von 5 mΩ auf 500 mΩ über 10⁷ Zyklen Vergoldete Kontakte mit mindestens 0,76 µm Dicke, Anti-Fretting-Schmiermittel mit 0,5-1,0 cSt Viskosität

Technische Bewertung

Betriebsbereich
Betriebsbereich
0-60 °C Umgebungstemperatur, 85-264 VAC Eingangsspannung, 0-95 % relative Luftfeuchtigkeit nicht kondensierend
Belastungs- und Ausfallgrenzen
Glasübergangstemperatur (Tg) des Leiterplattensubstrats von 130 °C, Kupferbahn-Stromdichte über 35 A/mm², Kontaktkraft des Steckverbinders über 50 N pro Kontakt
Mismatch des thermischen Ausdehnungskoeffizienten zwischen FR-4-Substrat (14-17 ppm/°C) und Kupferbahnen (16,6 ppm/°C), der bei Tg-Schwellenwert zu Delamination führt, Elektromigration bei Stromdichten über 10⁶ A/cm², mechanische Ermüdung durch zyklische thermische Belastung
Fertigungskontext
Backplane wird innerhalb von Maschinen- und Anlagenbau nach Material, Prozessfenster und Prüfanforderungen bewertet.

Taxonomie und Suchbegriffe

Suchbegriffe, Aliase und technische Bezeichnungen für diesen CNFX Datensatz.

Anwendungen / Eingebaute Systeme

Dieses Teil oder Produkt erscheint in den folgenden Systemen und Maschinen.

Eignung und Auslegungsdaten

Betriebsgrenzen
Betriebsdruck:N/V (nicht unter Druck stehende elektrische Komponente)
Durchflussrate:N/V (nicht unter Druck stehende elektrische Komponente)
Betriebstemperatur:-40 °C bis +85 °C
Montage- und Anwendungskompatibilität
Industrielle SteuerschränkeSaubere FertigungsumgebungenTemperaturgeregelte Gehäuse
Nicht geeignet: Korrosive chemische Exposition oder hohe Partikelkontamination
Auslegungsdaten
  • Anzahl der benötigten Modulsteckplätze
  • Rückwandplatinen-Busarchitektur (z.B. PCIe, VME, kundenspezifisch)
  • Erforderliche Stromversorgungskapazität (Watt pro Steckplatz)

Zuverlässigkeits- und Risikoanalyse

Ausfallmodus und Ursache
Degradation der Steckverbinderkontakte
Ursache: Zyklische thermische Ausdehnung/Kontraktion, die Reibkorrosion und Verlust der elektrischen Kontaktintegrität verursacht
Delamination der Leiterplatte
Ursache: Feuchtigkeitseintritt kombiniert mit thermischem Zyklus, der zur Trennung der Laminatschichten und Beschädigung der Leiterbahnen führt
Wartungsindikatoren
  • Intermittierende Systemfehler oder Datenkorruption bei Vibrationen oder Temperaturänderungen
  • Sichtbare Verfärbung, Verzug oder Verkohlung um Steckverbinderschnittstellen
Technische Hinweise
  • Implementierung einer kontrollierten Lagerumgebung mit einer Luftfeuchtigkeit unter 40 % RH und Temperaturstabilisierung vor der Installation
  • Durchführung periodischer Kontaktwiderstandstests und Thermografie während vorbeugender Wartungszyklen

Konformität und Fertigungsnormen

Referenznormen
IEC 61188-5-1 (Leiterplatten und Baugruppen - Gestaltung und Anwendung)IPC-6012 (Qualifikations- und Leistungsspezifikation für starre Leiterplatten)
Fertigungsgenauigkeit
  • Platinendicke: +/-10 % des Nennwerts
  • Bohrungspositionstoleranz: +/-0,1 mm
Qualitätsprüfung
  • Automatisierte Optische Inspektion (AOI) für Lötstellen und Bauteilpositionierung
  • In-Circuit-Test (ICT) für elektrische Kontinuität und Funktionalität

Hersteller von Backplane

Herstellerprofile mit passender Produktionsfähigkeit in China.

Die Herstellerliste dient der Vorrecherche und Einordnung von Fertigungskapazitäten. Sie ist keine Zertifizierung, kein Ranking und keine Transaktionsgarantie.

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Beispielhafte Bewertungskriterien aus Einkaufsprozessen

Keine Kundenbewertung und keine Echtzeitdaten. Die Werte zeigen typische Prüfkriterien in RFQ- und Lieferantenbewertungsprozessen.

Technische Dokumentation
4/5
Fertigungsfähigkeit
4/5
Prüfbarkeit
5/5
Lieferantentransparenz
3/5

Die Kriterien dienen als Orientierung für technische Einkaufsprüfungen. Konkrete Kunden, Länder, Bewertungsdaten oder Live-Nachfragen werden nur angezeigt, wenn entsprechende belastbare Daten vorliegen.

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Häufige Fragen

Was ist die Funktion einer SPS-Backplane?

Eine SPS-Backplane bietet die mechanische und elektrische Schnittstelle zur Montage und Verbindung von SPS-Modulen wie CPU, E/A und Stromversorgung. Sie verteilt Strom und ermöglicht die Kommunikation zwischen den Modulen.

Welche Materialien werden in einer typischen Backplane verwendet?

Häufige Materialien sind FR-4-Glasgewebe als Basis, Kupfer für Leiterbahnen und Gold- oder Zinnbeschichtung auf Steckverbindern für zuverlässigen Kontakt.

Was sind die typischen elektrischen Nennwerte einer Backplane?

Typische Nennwerte umfassen Nennstrom pro Pin von 1 bis 10 A, Nennspannung von 24 bis 250 V AC/DC, Kontaktwiderstand ≤20 mΩ und Isolationswiderstand ≥100 MΩ bei 500 V DC. Überprüfen Sie immer mit dem Hersteller.

Welche Normen gelten für SPS-Backplanes?

Relevante Normen sind IEC 60664 für Isolationskoordination, IEC 60512 für Kontaktwiderstand, IEC 60243 für Spannungsfestigkeit, IEC 60068 für Umgebungsbedingungen sowie IPC-4101/6012 für Materialien. Die Konformität muss für das spezifische Produkt bestätigt werden.

Kann ich Hersteller direkt kontaktieren?

CNFX ist ein offenes Verzeichnis, keine Handelsplattform und kein Beschaffungsagent. Herstellerprofile und Formulare helfen bei der Vorbereitung des direkten Kontakts.

CNFX Industrial Index v2.6.09 · Maschinen- und Anlagenbau

Datenbasis

CNFX-Herstellerprofile, technische Klassifikation, öffentlich verfügbare Produktinformationen und fortlaufende Plausibilitätsprüfung.

Vorläufige technische Einordnung
Diese Seite dient der strukturierten Vorbereitung von Recherche, RFQ und Lieferantenbewertung. Sie ersetzt keine Lieferantenqualifizierung, keine Normenprüfung und keine technische Freigabe durch den Käufer.
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