DE10025166C2

DE10025166C2 - Method and device for quality control of contacted penetration connectors in flexible conductor foils

Info

Publication number: DE10025166C2
Application number: DE2000125166
Authority: DE
Inventors: Jochen Krieger; Joerg Adrian
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2000-05-24
Filing date: 2000-05-24
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: DE10025166A1

Description

Technical field

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Prozeßüberwachung bei der Kontaktierung einer flexiblen Leiterfolie mit einem Durchdringungssteckverbinder, mit einer, einen mehrschichtigen Aufbau aufweisenden flexiblen Leiterfolie, mit wenigstens einer Isolationsschicht, auf der wenigstens eine Leiterbahn angeordnet ist, durch die wenigstens ein Kontaktstift kraftbeaufschlagt hindurchgetrieben wird. The invention relates to a method for process monitoring in the Contacting a flexible conductor foil with a penetration connector, with a, with a multilayer structure, flexible conductor foil, with at least one insulation layer on which at least one conductor track is arranged through which at least one contact pin is driven under force.

State of the art

Flexible Leiterfolien werden vielfach in der Unterhaltungs- und Konsumerelektronik ebenso wie auch im Fahrzeugbau eingesetzt, insbesondere dort, wo eine gezielte elektrische Kontaktierung zumeist zwischen einer Vielzahl elektrischer Kontaktstellen bei nur sehr beschränkten Raumbedingungen gewünscht ist. Flexible, oder wie sie auch genannt werden biegeschlaffe Leiterfolien verfügen über ein geringes Gewicht und gestatten durch ihre flexible Bandstruktur eine geordnete Parallelführung von einer Vielzahl getrennter Leiterbahnen. Auch im Hinblick auf spezielle Anforderungen werden anstelle gängiger elektrischer Verbindungstechniken, wie das Vorsehen einzelner, isolierter Verbindungsdrähte, geeignet konfigurierte flexible Leiterfolien verwendet, die unbeschadet jeglichen äußeren mechanischen Einwirkungen, wie beispielsweise Vibrationen, standhalten können. Insbesondere im Fotokamerabau ist diese Verbindungstechnik fest etabliert.Flexible conductor foils are widely used in consumer and consumer electronics as well as used in vehicle construction, especially where a targeted electrical contacting mostly between a large number of electrical contact points in very limited room conditions. Flexible, or how they do also sagging conductor foils are light in weight and, thanks to their flexible band structure, allow an orderly parallel guidance of a large number of separate conductor tracks. Also with regard to special requirements are used instead of common electrical connection techniques such as provision individual, insulated connecting wires, suitably configured flexible conductor foils used without prejudice to any external mechanical influences, such as for example, can withstand vibrations. Especially in photo camera construction this connection technology is firmly established.

Grundsätzlich werden bei flexiblen Leiterfolien zwei verschiedene Konzepte unterschieden:
Als flexible, flache Folienleiter (FFC = flexible flat cable) werden Leiterfolien bezeichnet, bei denen die Leiterbahnen, ähnlich wie bei Flachbandkabeln, ausschließlich parallel in eine Richtung verlaufen. Diese Art der Folienleiter werden ausschließlich für die elektrische Verbindung zwischen einer Vielzahl elektrischer Kontaktstellen verwendet.There are basically two different concepts for flexible conductor foils:
Conductor foils are referred to as flexible, flat foil conductors (FFC = flexible flat cable), in which the conductor tracks, similar to flat ribbon cables, run exclusively parallel in one direction. This type of foil conductor is used exclusively for the electrical connection between a large number of electrical contact points.

Im Unterschied dazu können flexible Leiterplatten zusätzlich elektrische Schaltkreise aufweisen, die durch geeignete Drucktechniken auf den flexiblen Leiterfolien abgebildet werden. Diese, auch als FPC (flexible printed circuits) bezeichnete Folienleiter werden durch spezielle Produktionsverfahren auf der Folie mit zweidimensionalen Strukturen versehen.In contrast, flexible circuit boards can also use electrical circuits have, by suitable printing techniques on the flexible conductor foils be mapped. This, also referred to as FPC (flexible printed circuits) Film conductors are attached to the film using special production processes two-dimensional structures.

Durch geeignete zusätzliche partielle Versteifungen des Folienmaterials können die flexiblen Leiterfolien auch dreidimensionale Formen annehmen, die beinahe beliebig an die unterschiedlichsten Raumbedingungen anpaßbar sind. By suitable additional partial stiffening of the film material, the flexible conductor foils also take three-dimensional shapes that are almost arbitrary are adaptable to different room conditions.

Zur elektrischen Kontaktierung der flexiblen Leiterfolien mit Bauteilen wie Leiterplatten oder anderen elektrischen bzw. elektronischen Funktionselementen kommen sowohl Stecker als auch Löt-, Schweiß- und Klebeverfahren zum Einsatz. Im Bereich der Stecker sind unterschiedliche Prinzipien bekannt, die sich jeweils hinsichtlich ihrer erforderlichen Fügekräfte beim Anbringen des Steckers an die Leiterfolie unterscheiden.For electrical contacting of the flexible conductor foils with components such as Printed circuit boards or other electrical or electronic functional elements plugs as well as soldering, welding and gluing processes are used. In the field of plugs, different principles are known, each of which is different with regard to their required joining forces when attaching the plug to the Differentiate conductor foil.

So werden ZIF-Stecker von LIF-Steckern unterschieden (ZIF = zero insertion force; LIF = low insertion force), jedoch ist es bei beiden Steckertypen in der Regel erforderlich, daß der Kontaktierungsbereich vor Anbringen des Steckers abisoliert sein muß. Ferner sind Stecker bekannt, die die auf den flexiblen Leiterfolien vorgesehene Isolationsschicht durchstoßen und auf diese Weise den elektrischen Kontakt zu den Leiterbahnen herstellen. Ferner sind auch Verfahren bekannt, in denen die sog. Kontaktstifte oder auch Terminals genannt, vorher kontaktiert werden und anschließend in den Steckverbinder geschoben werden.This is how ZIF plugs are differentiated from LIF plugs (ZIF = zero insertion force; LIF = low insertion force), but it is usually the case with both connector types Requires that the contact area stripped before attaching the connector have to be. Furthermore, plugs are known which are on the flexible conductor foils pierce the provided insulation layer and in this way the electrical Establish contact with the conductor tracks. Methods are also known in contacting the so-called contact pins or terminals and then pushed into the connector.

Derartige Durchdringungssteckverbinder, wie sie vielfach genannt werden, weisen Kontaktstifte auf, die sowohl die Isolationsschichten als auch die Leiterschicht der folienisolierten Leiter durchstoßen und auf der Unterseite der Leiterfolien derart auf- bzw. umgebogen werden, so daß ein laterales, zerstörungsfreies Herausziehen der Folie aus den Durchdringungssteckverbinder nicht mehr möglich ist.Such penetration connectors, as they are often called, have Contact pins on both the insulation layers and the conductor layer of the Pierce the foil-insulated conductor and open it on the underside of the conductor foil or are bent over so that a lateral, non-destructive pulling out of the Foil from the penetration connector is no longer possible.

In Fig. 1 ist ein an sich bekannter Durchdringungssteckverbinder in einer Querschnittsansicht dargestellt. Die zu kontaktierende Leiterbahn 1 mündet einseitig in den Kontaktstift 4, der in einem Gehäuse 3 mit einer oberen Deckelplatte 3' eingebracht ist. Beide Deckelplatten sind einseitig (nicht dargestellt) miteinander derart angelenkt, so daß sie gegeneinander gedrückt werden können, bis sie eine geschlossene Position einnehmen (dies ist in Fig. 1 dargestellt) und über entsprechende Konturen gegeneinander arretiert werden können. Zwischen Gehäuse 3 und Deckelplatte 3' weist der Durchdringungssteckverbinder 2 eine metallische Kontaktstiftanordnung 4 auf, die die Leiterbahn 1 über eine ihrer Seitenkanten umfaßt und mittels geeignet geformten Kontaktstiftstrukturen 41 und 42 die Leiterbahn lokal durchdringt. Der Durchdringungsvorgang erfolgt durch das Zusammendrücken der Kontaktstifte 41 und 42 mittels eines dafür geformten Stempels und einer Matrize, wodurch die Kontaktstiftanordnung 4 in die in Fig. 1 dargestellte Form deformiert wird. Das Verschließen der oberen Deckelplatte 3' erfolgt nach der Kontaktierung. Ein seitliches Herausnehmen der Leiterbahn 1 aus dem geschlossenen Durchdringungssteckverbinder 2 ist nunmehr nicht möglich.In Fig. 1, a penetration connector known per se is shown in a cross-sectional view. The conductor track 1 to be contacted opens on one side into the contact pin 4 , which is introduced into a housing 3 with an upper cover plate 3 '. Both cover plates are hinged together on one side (not shown) in such a way that they can be pressed against one another until they assume a closed position (this is shown in FIG. 1) and can be locked against one another via corresponding contours. Between the housing 3 and the cover plate 3 ', the penetration connector 2 has a metallic contact pin arrangement 4 , which comprises the conductor track 1 over one of its side edges and locally penetrates the conductor track by means of suitably shaped contact pin structures 41 and 42 . The penetration process takes place by compressing the contact pins 41 and 42 by means of a stamp and a die formed therefor, as a result of which the contact pin arrangement 4 is deformed into the shape shown in FIG. 1. The upper cover plate 3 'is closed after the contacting. A lateral removal of the conductor track 1 from the closed penetration connector 2 is now not possible.

Die Montage- bzw. der Kontaktiervorgang derartiger Steckverbinder an Leiterfolien erfolgt je nach Stückzahl manuell oder halbautomatisch, beispielsweise im halbautomatischen Fall unter Verwendung pneumatischer Pressen. Aufgrund der nur sehr kleinen Dimensionen derartiger Steckverbinder, die für eine fehlerfreie Kontaktierung höchstgenau positioniert werden müssen, wobei die Positioniergenauigkeit Bruchteilen von Millimetern entspricht, sind die Ausschußquoten bei den bekannten Kontaktierungsverfahren überaus hoch. Neben ungenauen Positionierungen der Durchdringungssteckverbinder relativ zu den zu kontaktierenden Leiterbahnen zählen aber auch das Über- oder Unterkrimpen der Leiterbahn zu Fehlerquellen, wodurch nur ein ungenügender Verpressungsgrad erreicht wird, der zu mangelnden elektrischen oder mechanischen Kontaktstellen führt.The assembly or contacting process of such connectors on conductor foils takes place manually or semi-automatically, for example in the semi-automatic case using pneumatic presses. Because of the only very small dimensions of such connectors, which are used for error-free Contacting must be positioned very precisely, the Positioning accuracy corresponds to fractions of a millimeter Rejection rates for the known contacting methods are extremely high. Next inaccurate positioning of the penetration connector relative to the Contacting conductor tracks also count the crimping over or under Conductor to sources of error, which means only an insufficient degree of compression is reached, the lack of electrical or mechanical contact points leads.

Schließlich muß aus Qualitätssicherungsgründen die Kontaktqualität der an Folienleiter angebrachten Durchdringungssteckverbinder überprüft werden. Hierfür werden aufwendige Prüfverfahren durchgeführt, die langwierig sind und einen beachtlichen Anteil der Herstellungskosten ausmachen.Finally, for quality assurance reasons, the contact quality of the The penetration connector attached to the foil conductor can be checked. Therefor elaborate test procedures are carried out, which are lengthy and one account for a significant proportion of the manufacturing costs.

Aus dem Bereich der Rundkabelkontaktierung mit sogenannten Crimpkontakten ist ein Verfahren zur Prozeßkontrolle für die Überprüfung der Kontaktierungsqualität bekannt, bei dem der Kraftverlauf während der Verpressung des Crimpkontaktes zum Kontaktieren des entsprechenden Kabels aufgenommen wird. Mit Hilfe einer derartigen Crimpkraft-Kontrolle ist es möglich, Aussagen darüber abzuleiten, ob die Qualität den gestellten Anforderungen genügt. Zur Feststellung möglicher Fehler wird ein Vergleich zwischen dem aktuellen Kraftverlauf, der zur Verformung des Crimpkontaktes erforderlich ist, mit einem Referenz-Kraftverlauf durchgeführt, wobei bei Über- bzw. Unterschreiten eines bestimmten Toleranzwertes zwischen dem aktuell gemessenen Kraftwert und einem durch den Referenzbereich vorgegebenen Sollwert der Crimpvorgang unterbrochen wird.From the area of round cable contacting with so-called crimp contacts a process control process for checking the contact quality known, in which the force curve during the pressing of the crimp contact to contact the corresponding cable is recorded. With the help of a Such crimp force control, it is possible to derive statements about whether the Quality meets the requirements. To identify possible errors a comparison between the current force curve, which is used to deform the Crimp contact is required, performed with a reference force profile, whereby if a certain tolerance value between the currently measured force value and a predetermined by the reference range Setpoint the crimping process is interrupted.

Im wesentlichen ergibt sich bei der Rundkabelkontaktierung der Kraftverlauf durch das Umschließen und Verpressen des in aller Regel abisolierten Rundkabels und durch den Verformungsprozeß des Steckkontaktes. Ein derartiges Verfahren ist beispielsweise der DE 40 38 653 A1 zu entnehmen, bei dem das Presswerkzeug im wesentlichen die Verformung der Presshülse bestimmt, die sich im Idealfall flächig an die durch den Pressvorgang deformierte Außenkontur des Rundkabels anschmiegt. Eine exakte Aussage über die Qualität des elektrischen Kontakts zwischen Rundkabel und Presshülse ist nicht möglich, zumal nicht ausgeschlossen werden kann, dass sich beispielsweise lokale Gaseinschlüsse während der Verpressung zwischen der Presshülse und dem Rundkabel ausbilden.Essentially, the force curve results from the round cable contact enclosing and pressing the usually stripped round cable and through the deformation process of the plug contact. One such method is for example from DE 40 38 653 A1, in which the pressing tool in essentially determines the deformation of the compression sleeve, which ideally adheres to the surface the outer contour of the round cable, deformed by the pressing process, hugs. An exact statement about the quality of the electrical contact between Round cables and compression sleeves are not possible, especially since they cannot be excluded can, for example, local gas inclusions during the pressing between the compression sleeve and the round cable.

Überdies ist zur Kontaktierung von Leiterbahnfolien ein derartiges Verfahren zur Qualitätskontrolle nicht geeignet, da die Leiterbahnen von den Crimpkontakten nicht umschlossen werden, sondern durchdrungen werden, wie es auch für die die Leiterbahn umgebenden Isolationsschichten der Fall ist, die von einem Durchdringungskörper durchstoßen werden. Ferner spielt für die Beurteilung der Kontaktierungsqualität auch der Verformungsprozeß des Durchdringungskörpers selbst eine wesentliche Rolle.In addition, such a method for contacting conductor track foils Quality control is not suitable because the conductor tracks from the crimp contacts are not be enclosed, but penetrated, as it is for those Conductor surrounding insulation layers is the case by a Penetrating body to be pierced. It also plays a role in the assessment of Contacting quality also the deformation process of the penetrating body itself an essential role.

Presentation of the invention

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Prozeßüberwachung bei der Kontaktierung einer flexiblen Leiterfolie mit einem Kontaktstift, mit einer, einen mehrschichtigen Aufbau aufweisenden flexiblen Leiterfolie, mit wenigstens einer Isolationsschicht, auf der wenigstens eine Leiterbahn angeordnet ist, durch die wenigstens ein Kontaktstift kraftbeaufschlagt hindurchgetrieben wird, derart weiterzubilden, dass eine Prozessüberwachung des Durchdringungsvorganges automatisiert durchgeführt werden kann. Die Prozeßüberwachung soll einerseits ermöglichen, Korrekturen während des Durchdringungsvorganges durchzuführen, andererseits eine eindeutige Aussage über die Qualität der elektrischen Kontaktierung zu treffen. Das Verfahren soll eindeutige Aussagen über die Güte der Kontaktierung erlauben ohne dabei den Kontaktierungsvorgang nachhaltig zu beeinflussen oder zu behindern. Auch bei der Verwendung von Durchdringungssteckverbinder mit mehreren Kontaktstiften soll eine Einzelbeurteilung der Durchdringung jedes einzelnen Kontaktstiftes möglich sein.The invention is based on the object of a method for process monitoring the contacting of a flexible conductor foil with a contact pin, with one, one multilayer structure having flexible conductor film, with at least one Insulation layer on which at least one conductor track is arranged through which at least one contact pin is driven through under force, such further that process monitoring of the penetration process can be carried out automatically. The process monitoring should on the one hand enable corrections to be made during the penetration process, on the other hand, a clear statement about the quality of the electrical To make contact. The procedure is intended to make clear statements about the quality of the Allow contacting without sustaining the contacting process influence or hinder. Even when using Penetration connectors with multiple contact pins are said to be one Individual assessment of the penetration of each contact pin may be possible.

Die Lösung der der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben. Gegenstand der Unteransprüche sind vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung. Weitere bevorzugte Ausführungen sind der Beschreibung sowie den Figuren entnehmbar.The object underlying the invention is achieved in claim 1 specified. The subclaims relate to advantageous developments of the Invention. Further preferred designs are the description and the Figures can be removed.

Das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist derart weitergebildet, dass während des Durchdringungsvorganges durch das kraftbeaufschlagte Hindurchtreiben des Kontaktstiftes durch die Leiterbahn verursachte Wärmestrahlung mittels eines Wärmedetektors erfasst wird. Die dabei gewonnenen Wärmeinformationen, in Form von Messsignalen, die am Wärmedetektor zur weiteren Verarbeitung anliegen, werden mit Referenzdaten verglichen. Bei auftretenden Abweichungen der erfassten Wärmeinformationen aus einem, um die Referenzdaten liegenden, vorgegebenen Toleranzbereiches wird ein Signal generiert. Das Signal kann für geeignete Maßnahmen verwendet werden.The method according to the preamble of claim 1 is trained in such a way that during the penetration process by the force-driven driving of the contact pin through the conductor track caused heat radiation is detected by a heat detector. The one there obtained heat information, in the form of measurement signals, the Heat detector for further processing are provided with reference data compared. In the event of deviations in the recorded thermal information a predetermined tolerance range around the reference data is a Signal generated. The signal can be used for suitable measures.

So dient das Signal einerseits zur Beurteilung darüber, ob der Durchdringungsvorgang zu einem mangelhaften elektrischen Kontakt geführt hat. Bei Auftreten eines derartigen Signals ist der Durchdringungssteckverbinder als Ausschußteil zu bewerten und entsprechend auszusondern. Andererseits kann der Durchdringungsprozess und damit verbunden die zeitliche und räumliche Wärmeentwicklung mit Hilfe des Wärmedetektors erfasst und analysiert werden, um bei auftretenden Abweichungen von den vorgegebenen Referenzdaten Korrekturmaßnahme zu treffen, so dass ein Ausschußteil vermieden werden kann.On the one hand, the signal is used to assess whether the Penetration process has led to poor electrical contact. at Occurrence of such a signal is the penetration connector as Evaluate committee part and separate accordingly. On the other hand, the Penetration process and associated with it the temporal and spatial Heat development can be recorded and analyzed with the help of the heat detector in the event of deviations from the specified reference data To take corrective action so that a reject part can be avoided.

Für eine zuverlässige Beurteilung bzw. Bewertung des Durchdringungsvorganges liegen in einer Datenbank Informationen über die zu kontaktierende flexible Leiterfolie sowie über den zu verwendenden Durchdringungsstecker vor. Auf der Grundlage dieser Informationen, wie Materialkennwerte, Schichtaufbau der flexiblen Leiterfolie und Steckerspezifika etc. wird der optimale Prozeßablauf für den Durchdringungsvorgang berechnet. Bedingt durch die bei der Durchdringung des Folienleiters erzeugte Reibung und die Verformungsarbeit kommt es zur Wärmeent wicklung im Bereich der Kontaktierungsstellen. Diese Wärmeentwicklung wird mit einer Wärmekamera aufgenommen und nachfolgend entsprechend ausgewertet.For a reliable assessment or assessment of the penetration process there is information in a database about the flexible to be contacted Conductor foil as well as the penetration plug to be used. On the Basis of this information, such as material parameters, layer structure of the flexible Conductor foil and connector specifics etc. is the optimal process for the Penetration process calculated. Conditional on the penetration of the Foil conductor generated friction and the deformation work comes to heat development in the area of contact points. This heat development is with recorded by a thermal camera and subsequently evaluated accordingly.

Die sich während des Durchdringungsvorganges einstellende Wärmeentwicklung ist im wesentlichen durch die unterschiedlichen Schichten des folienisolierten Leiters (in der Regel: Isolation - Adhäsiv - Leitermaterial - Adhäsiv - Isolation) gegeben, die vom Kontaktstift durchdrungen werden, sowie durch die Geometrie und das Material des Kontaktstiftes selbst, der nach der Durchdringung auf der Unterseite der Folie umgebogen wird. Seitens der flexiblen Leiterfolie haben insbesondere die Schichtdicken der Einzelschichten und die Verwendung findenden Materialien einen Einfluß auf die Vorausberechnung der Wärmeentwicklung im Kontaktierungsbereich. Zusätzlich beeinflusst der Geschwindigkeitsverlauf bei der Durchdringung den Kraftverlauf.The heat generated during the penetration process is essentially due to the different layers of the foil-insulated conductor (in rule: insulation - adhesive - conductor material - adhesive - insulation) given by the Contact pin are penetrated, as well as by the geometry and material of the Contact pin itself, which after penetration on the bottom of the film is bent. On the part of the flexible conductor foil in particular Layer thicknesses of the individual layers and the materials used Influence on the prediction of heat development in the contact area. In addition, the speed curve during penetration affects the Force curve.

Die berechnete Sollausbreitung der Wärme (Soll-Verlauf) durch die Leiterfolie wird vorab berechnet. Hierbei werden Schneidprozesse bzw. die dazu gehörigen theoretischen Grundlagen zugrunde gelegt und auf die Durchschneidung mehrschichtiger Verbünde (Isolation-Leiter-Isolation) übertragen. Dabei wird ausgehend von einer Betrachtung einer Energiebilanz eine Aussage über die zu erwartende Wärmeentwicklung an der Kontaktierungsstelle formuliert. Grundlage der Betrachtungen ist die Tatsache, daß es bei Überschreiten der elastischen Verformung des Materials zu einer plastischen Verformung der Komponenten und damit zu einer Energieumwandlung kommt. Aufgrund der Tatsache, daß durch den reproduzierbaren Prozeß der Verpressung die eingebrachte mechanische Energie hinreichend genau berechnet werden kann, verbleibende Restspannungen und damit die Restenergie im Material abgeschätzt werden können, läßt die Wärmeentwicklung an der Kontaktstelle, die sich aus den verschiedenen Komponenten wie Wärmestrahlung und Wärmediffusion zusammensetzt, Rückschlüsse auf den Kon taktierungsprozeß und damit die Kontaktqualität zu.The calculated target spread of heat (target profile) through the conductor foil is calculated in advance. This involves cutting processes and the associated processes based on theoretical principles and on the intersection multilayered networks (insulation-conductor-insulation). Doing so based on a consideration of an energy balance, a statement about the expected heat development formulated at the contact point. Basis of Considerations is the fact that when the elastic is exceeded Deformation of the material to a plastic deformation of the components and so that there is an energy conversion. Due to the fact that the reproducible process of pressing the mechanical energy introduced residual stresses and thus can be calculated with sufficient accuracy the residual energy in the material can be estimated, the heat development at the contact point that is made up of different components like Heat radiation and heat diffusion, conclusions on the Kon clocking process and thus the contact quality.

Auf der Grundlage der vorstehenden Informationen aus der Datenbank wird ein Soll-Wärmeverlauf berechnet, der auf der, durch die verrichtete mechanische Arbeit erzeugten Wärmeentwicklung basiert.Based on the above information from the database, a The target heat curve is calculated based on the mechanical work performed generated heat generation based.

Über die bekannten Einflußgrößen hinaus haben Umgebungseinflüsse wie Tempe ratur, Luftfeuchtigkeit etc. einen Einfluß auf den zu berechnenden Kraftverlauf und müssen daher bei dem Verfahren zur Vorausberechnung des Sollverlaufes berück sichtigt werden. Die Wärmekamera erlaubt es, bei der Kontaktierung die Wärmever läufe aller Kontakte gleichzeitig aufzunehmen, so daß hier eine ganzheitliche Über wachung der Kontaktierungsprozesse möglich ist. Diese Eigenschaft zeichnet diese Überwachungsmethode von allen übrigen Methoden in besonders vorteilhafter Weise aus, zumal eine Einzelbewertung jedes einzelnen Kontaktstiftes möglich ist. Häufig verfügen Durchdringungssteckverbinder über eine Zeile von mehreren Kontaktstiften, bei der jeder einzelne Kontaktstift für sich einen elektrisch leitenden Kontakt zur Leiterfolie herstellen soll.In addition to the known influencing variables, environmental influences such as tempe have temperature, humidity, etc. have an influence on the force curve to be calculated and must therefore be taken into account in the procedure for predicting the target course be viewed. The thermal camera allows the heat ver record all contacts at the same time, so that here a holistic over monitoring of the contacting processes is possible. This property distinguishes them Monitoring method of all other methods in a particularly advantageous manner , especially since an individual evaluation of each contact pin is possible. Frequently penetration connectors have a row of several contact pins, where each individual contact pin has an electrically conductive contact Should produce conductor foil.

Auf Basis des vorab berechneten Verlaufes der Wärmeentwicklung für die Herstellung einer einwandfreien Steckverbindung zwischen einem speziellen Durchdringungsstecker und einer flexiblen Leiterfolie wird nun ein Toleranzkorridor mit Hilfe von, in einer Datenbank hinterlegten Toleranzwerten definiert, innerhalb dessen die Kontaktqualität der kontaktierten folienisolierten Leiter akzeptabel ist. Hierbei werden die ideale Wärmeentwicklung, die optimale Ausbreitungsgeschwindigkeit und das Profil der Wärmeausdehnung zugrunde gelegt, um nachfolgend einen Vergleich zwischen den mit der Wärmekamera aufgenommenen Messwerten und den innerhalb des Toleranzkorridors liegenden Referenzdaten durchzuführen.On the basis of the previously calculated course of heat development for the Establishing a perfect plug connection between a special one Penetration plugs and a flexible conductor foil now become a tolerance corridor with the help of tolerance values stored in a database, within whose contact quality of the contacted foil-insulated conductors is acceptable. The ideal heat development, the optimal Speed of propagation and the profile of thermal expansion are used, to subsequently make a comparison between those with the thermal camera measured values and those within the tolerance corridor Perform reference data.

Im Praxiseinsatz wird bei der Kontaktierung der flexiblen Leiterfolie während des Durchstoßens der unterschiedlichen Schichten der flexiblen Leiterfolie mit den Kon taktstiften die Wärmeentwicklung mit einer Wärmekamera aufgenommen und dieser mit dem Soll-Verlauf, der zuvor berechnet worden ist, verglichen. Befindet sich der Ist-Verlauf außerhalb des Toleranzkorridors, handelt es sich um ein Ausschußteil, so daß das Teil ausgesondert werden muß und auf weitere Prüfungen verzichtet wer den kann.In practice, when contacting the flexible conductor foil during the Puncturing the different layers of the flexible conductor foil with the con the heat development recorded with a thermal camera and this compared with the target course that was previously calculated. Is the If the course is outside the tolerance corridor, it is a committee part, see above that the part must be discarded and no further tests are carried out that can.

Ferner kann bei der Positionierung der Folienleiter vor dem Kontaktierungswerkzeug auf die Wärmekamera zurückgegriffen werden, da diese aufgrund der unterschiedli chen Wärmeabstrahlcharakteristiken von Kunststoff und Metall die Position der Lei terbahnen identifizieren kann. Dies äußerst sich bei der Betrachtung des positio nierten Folienleiters in der Draufsicht in Farbunterschieden bei der Darstellung der Bereiche der Oberfläche des Folienleiters unter der sich Leiterbahnen befinden und den Bereichen, bei denen lediglich Isolationsmaterial vorliegt. Über ein Visionssystem können diese Informationen ausgewertet und zur Positionskorrektur des Folienleiters herangezogen werden. Damit ist sichergestellt, daß die zu kontaktierenden Leiterbahnen sich auf Höhe der Position der Kontaktstifte befinden.Furthermore, when positioning the film conductor in front of the contacting tool to be used on the thermal camera, because this due to the differ Chen heat radiation characteristics of plastic and metal the position of the Lei tracks can identify. This is expressed when considering the positio niert film conductor in top view in color differences in the representation of Areas of the surface of the foil conductor under which conductor tracks are and the areas where there is only insulation material. About one Vision system can evaluate this information and for position correction of the foil conductor can be used. This ensures that the too contacting conductor tracks are at the level of the position of the contact pins.

Brief description of the invention

Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung exemplarisch beschrieben. Es zeigen:The invention is hereinafter described without limitation of the general The inventive concept based on exemplary embodiments with reference to the Drawing described as an example. Show it:

Fig. 1 Querschnittsdarstellung durch einen an sich bekannten Durchdringungsstecker, Fig. 1 is a cross sectional view through a known Durchdringungsstecker

Fig. 2 Bilddarstellungen von Aufnahmen mit Wärmekamera sowie Fig. 2 image representations of recordings with a thermal camera and

Fig. 3 exemplarische Meßwertkurve mit berechnetem Toleranzbereich. Fig. 3 exemplary measured value curve with calculated tolerance range.

Ways of carrying out the Invention, Industrial Usability

Bezüglich der Querschnittsdarstellung gemäß Fig. 1 wird auf die Beschreibungseinleitung verwiesen, in der der aus dem Stand der Technik bekannte Durchdringungskörper gewürdigt ist.With regard to the cross-sectional representation according to FIG. 1, reference is made to the introduction to the description, in which the penetration body known from the prior art is recognized.

Fig. 2 zeigt 9 Bilder, die mit einer Thermokamera aufgenommen worden sind. Zu sehen ist auf jedem Bild die Draufsicht auf vier Leiterbahnen 1, an deren unteren Ende jeweils Durchdringungssteckverbinder 2 vorgesehen sind (Siehe Bildsequenz 1). Die Durchdringungssteckverbinder 2 werden nun mit einem Metallstempel M, der senkrecht von oben auf die Durchdringungssteckverbinder 2 aufgesetzt wird, gegen die Enden der Leiterbahnen verpreßt (siehe Bildsequenzen 2ff). Während des Durchdringungsvorganges entsteht, wie eingangs beschrieben, Wärme, die sich bevorzugt aufgrund der guten Wärmeleiteigenschaften entlang der einzelnen Leiterbahnen ausbreitet. Die sich entlang der Leiterbahnen ausbildende Wärmestrahlung zeichnet sich auf dem Abbild der Thermokamera als helle Felder aus (siehe die Bildsequenzen 4-9). Die Intensität der Wärmestrahlung kann von der Wärmekamera höchst genau detektiert werden, die vorzugsweise eine Temperaturauflösung von weniger als 1 K aufweist, was sich in der unterschiedlichen Einfärbung des Wärmebildes widerspiegelt. Fig. 2 shows 9 images which have been taken with a thermal camera. On each picture you can see the top view of four conductor tracks 1 , at the lower end of which penetration connectors 2 are provided (see picture sequence 1). The Durchdringungssteckverbinder 2 will now be pressed with a metal die M, which is placed vertically from above onto the Durchdringungssteckverbinder 2 against the ends of the conductor tracks (see Fig sequences 2ff). As described in the introduction, heat is generated during the penetration process, which preferably spreads along the individual conductor tracks due to the good thermal conductivity properties. The heat radiation that forms along the conductor tracks is shown in the image of the thermal camera as bright fields (see image sequences 4-9). The intensity of the heat radiation can be detected very precisely by the thermal camera, which preferably has a temperature resolution of less than 1 K, which is reflected in the different coloring of the thermal image.

Bild 9 zeigt den abgeschlossenen Durchdringungsvorgang, bei dem die Erwärmung der Leiterbahnen wieder abkühlt.Figure 9 shows the completed penetration process, in which the heating the conductor tracks cools down again.

In Fig. 3 ist ein Diagramm dargestellt, entlang der Ordinate die Wärmeintensität und entlang der Abszisse der Zeitverlauf aufgetragen sind. Die vier in Überlagerung eingetragenen Diagramme entsprechen der zeitlichen Wärmeabstrahlung jeder einzelnen Kontaktierungsstelle. FIG. 3 shows a diagram along the ordinate the heat intensity and along the abscissa the time course. The four diagrams entered in the overlay correspond to the temporal heat radiation of each individual contact point.

Ohne auf die einzelnen charakteristischen Diagrammabschnitte einzugehen, ist innerhalb des in Fig. 3 dargestellten Diagramms ein Toleranzbereich T eingetragen, der theoretisch um eine nicht in der Fig. 3 dargestellte Sollwertkurve angeordnet ist. Without going into the individual characteristic diagram sections, a tolerance range T is entered within the diagram shown in FIG. 3, which is theoretically arranged around a setpoint curve not shown in FIG. 3.

Im Beispiel gemäß Fig. 3 verlaufen die tatsächlichen Meßsignale (ROI1-ROI4) innerhalb des Toleranzbereiches T, so daß davon ausgegangen werden kann, daß die elektrische Kontaktierung ordentlich erfolgt ist und daher akzeptiert werden kann.In the example according to FIG. 3, the actual measurement signals (ROI1-ROI4) run within the tolerance range T, so that it can be assumed that the electrical contact has been made properly and can therefore be accepted.

Erst im Falle, daß die aktuellen Meßwerte aus dem Toleranzbereich T hinausragen, kann von einem Ausschuß der Steckerverbindung gesprochen werden. Only when the current measured values protrude from the tolerance range T can be spoken of a committee of the connector.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Leiterbahn
conductor path

22

Durchdringungssteckverbinder
Durchdringungssteckverbinder

33

Obere Gehäuse
Upper case

33

' Obere Deckelplatte
'' Top cover plate

44

Kontaktstiftanordnung
Pin arrangement

4141

, .

4242

Kontaktstiftstrukturen
M Metallstempel
T Toleranzbereich
Pin structures
M metal stamp
T tolerance range

Claims

1. A method for process monitoring when contacting a flexible conductor foil with a penetration connector, with a flexible conductor foil having a multilayer structure, with at least one insulation layer, on which at least one conductor track is arranged, through which at least one contact pin of the penetration connector is driven under force, thereby characterized in that during the penetration process by the force-driven pushing of the contract pin through the conductor track heat radiation is detected by means of a heat detector, and that the measurement signal obtained in this way is compared with reference data and in the event of deviations of the detected measurement signal outside of a predetermined tolerance range around the reference data Signal is generated.

2. The method according to claim 1, characterized in that that caused by the penetration process Thermal radiation is recorded in a time and / or location-resolved manner.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the reference data is stored in a database are and in an evaluation unit for comparison with the measurement signal obtained be available.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the reference data is used based on the Materials as well as geometry and arrangement of the flexible conductor foil and / or the Contact pin can be determined.

5. The method according to claim 4, characterized in that the determination of the reference data theoretically under On the basis of material and geometry parameters or empirically is carried out.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the spreading along the conductor track Heat development is recorded.

7. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the detection of heat radiation with a Thermal camera is performed.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the heat detector the conductor foil as well Contacting tools required for the penetration process spatially recorded and for positioning the flexible conductor film relative to the Penetration plug is used.