DE10225465C1 - Ribbon cable conductors contacting method with incorporation of optical process control for ensuring contacting quality - Google Patents
Ribbon cable conductors contacting method with incorporation of optical process control for ensuring contacting qualityInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bereitstel lung einer Kontaktierung hoher Qualität zwischen elektrischen Leitern mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.The invention relates to a method for providing high quality contact between electrical conductors with those in the preamble of Claim 1 mentioned features.
Zur leitenden Verbindung von elektrischen Bauteilen sowohl in der Elektrotechnik als auch in der Elektro nik, beispielsweise zur Herstellung einer leitenden Verbindung zwischen einem Kontakt eines Steckergehäu ses und einem elektrischen Leiter, sind eine Vielzahl von Verbindungsmitteln bekannt. Dabei können zur Her stellung der leitenden Verbindung Lötpins, Flachkon takte, Stecker etc. zur Anwendung kommen. Um der For derung nach verringertem Platzbedarf, hoher Flexibi lität und Gewichtsersparnis nachzukommen, kommen ins besondere bei Kraftfahrzeugen im verstärkten Maße Flachkabel zur Bordnetzverdrahtung zur Anwendung, wobei Lötverbindungen einen breiten Raum der zur Ver fügung stehenden Verbindungsmittel einnehmen. Ein Problem der leitenden Verbindung zwischen den elek trischen Leitern durch Lötverbindungen besteht jedoch stets darin, dass eine hohe Qualität der Kontaktie rung der hergestellten leitenden Verbindung gewähr leistet werden muss, um ein störungsfreies Arbeiten, beispielsweise der Schaltkreise einer Leiterplatte, zu ermöglichen.For the conductive connection of electrical components both in electrical engineering and in electrical engineering nik, for example to produce a conductive Connection between a contact of a connector housing ses and an electrical conductor, are a variety known from lanyards. Thereby you can position of the conductive connection solder pins, flat con clocks, plugs etc. are used. To the For reduction in space requirements, high flexibility Compliance and weight savings come into play especially in motor vehicles to an increased extent Flat cable for wiring the electrical system for use, where soldered joints have a wide space for ver take available lanyard. On Problem of the conductive connection between the elec trical conductors through solder connections exists always in that a high quality of contact guarantee the established conductive connection must be achieved to ensure trouble-free work, for example the circuits of a printed circuit board, to enable.
Nach der DE 695 04 932 T2 ist beispielsweise ein Ver binder bekannt, bei dem als Lötfahnen dienende Fah nenabschnitte mit einer zugeordneten gedruckten Schaltungsplatine verlötet werden, nachdem sie in Bohrungen der Schaltungsplatine eingeführt sind. Um bei diesem Verbinder eine Kontaktierung zwischen den Lötfahnen und der Schaltungsplatine über die Bohrun gen zu gewährleisten, wird durch eine spezielle Aus bildung der Lötfahnen darauf Einfluss genommen, dass vor dem Einführen der Lötfahnen in die Bohrungen der Schaltungsplatine die Lötfahnen zu den Bohrungen aus gerichtet sind. Unabhängig von der speziellen Ausbil dung der Lötfahnen wird bei diesem Verbinder weiter hin durch die Vornahme einer optischen Messung ermit telt, ob eine Fehlpositionierung zwischen den Lötfah nen und den Bohrungen der Schaltungsplatine vorliegt. Ist eine Verlötung zwischen den Lötfahnen und der Schaltungsplatine vorgenommen worden, so ist es jedoch nicht möglich, eine Aussage darüber zu tref fen, ob eine Kontaktierung hoher Qualität zwischen den Lötfahnen und der Schaltungsplatine erreicht worden ist.According to DE 695 04 932 T2, for example, a Ver binder is known, in the case of the Fah sections with an associated printed Circuit board to be soldered after being in Holes of the circuit board are inserted. Around with this connector a contact between the Solder tails and the circuit board over the hole To ensure conditions is a special Aus formation of the solder tails influenced that before inserting the solder lugs into the holes in the Circuit board the solder tails to the holes are directed. Regardless of the special training The solder tails continue with this connector by taking an optical measurement whether there is a misposition between the soldering NEN and the holes in the circuit board. Is a soldering between the solder tails and the Circuit board has been made, so it is however, it is not possible to make a statement about it whether a high quality contact between reached the solder tails and the circuit board has been.
Gemäß der DE 694 22 116 T2 ist weiterhin ein Verbin der bekannt, bei dem es darum geht, die Zusammen fügung zwischen seinem Steckergehäuse und seinem Buchsengehäuse zu erkennen. Um dieses zu erreichen, sind unabhängig von den Stiftkontakten des Stecker gehäuses und den Kontaktaussparungen des Buchsen gehäuses zwei parallele Anschlussstifte vorgesehen, die mit einem Detektorschaltkreis in Wirkverbindung stehen, derart, dass dieser abtastet, ob die Stecker- und Buchsenteile gekuppelt sind. In Abhängigkeit vom Ergebnis wird dabei ein Licht- oder ein anderes Sig nal erzeugt. Damit wird zwar die Zusammenführung zwi schen einem Steckergehäuse und einem Buchsengehäuse erkannt, aber trotz der Verwendung eines Detektor schaltkreises ist auch dieser Verbinder nicht dazu geeignet, eine Aussage über das Vorliegen einer Kon taktierung hoher Qualität zu treffen, wenn zwischen den zu verbindenden elektrischen Leitern eine Kontak tierung durch Verlötung vorgenommen wird.According to DE 694 22 116 T2 there is still a connection the known, which is about the together between his connector housing and his Recognize socket housing. To achieve this are independent of the plug's pin contacts housing and the contact recesses of the sockets provided two parallel connection pins, which is operatively connected to a detector circuit stand in such a way that it senses whether the connector and socket parts are coupled. Depending on The result is a light or another Sig nal generated. Thus, the merge between a connector housing and a socket housing detected, but despite using a detector circuit is also not this connector suitable to make a statement about the existence of a con to meet high quality timing when between a contact to the electrical conductors to be connected is made by soldering.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfah ren zur Bereitstellung einer Kontaktierung hoher Qua lität zwischen elektrischen Leitern entsprechend dem Oberbegriff von Anspruch 1 zu schaffen, durch das mit geringem Aufwand und reduzierten Kosten die Kontak tierung zwischen den elektrischen Leitern erkannt wird.The invention has for its object a method to provide high quality contacting lity between electrical conductors according to the Generic preamble of claim 1 to create by contact with little effort and reduced costs detected between the electrical conductors becomes.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfah ren mit den in dem Anspruch 1 genannten Merkmalen gelöst. Dadurch, dass der Verlauf des Lotes zwischen den zu kontaktierenden Kontaktelementen, insbesondere den Adern des Flachkabels und den Lötfahnen eines Steckergehäuses, nach Beendigung der Wärmestrahlung und damit nach Abschluss des Schmelzvorganges einer optischen Prozesskontrolle unterzogen wird, wird erreicht, dass eine Kontaktierung hoher Qualität zwi schen den elektrischen Leitern bereitgestellt wird. This object is achieved by a method ren with the features mentioned in claim 1 solved. Because the course of the solder between the contact elements to be contacted, in particular the wires of the flat cable and the solder tails Connector housing, after the end of the heat radiation and thus one after the melting process undergoes optical process control achieved that a high quality contact between the electrical conductors is provided.
Insbesondere dadurch, dass der Verlauf des Lotes nach Beendigung der Wärmestrahlung und damit nach Ab schluss des Schmelzvorganges einer optischen Prozess kontrolle unterzogen wird, kann eine qualitative Aus sage über die hergestellte Lötverbindung getroffen werden.In particular, that the course of the solder after Termination of heat radiation and thus after Ab conclusion of the melting process of an optical process subjected to control can be a qualitative off say about the soldered connection made become.
Insbesondere erfolgt die optische Prozesskontrolle bei der Durchführung des Verfahrens, indem nach Been digung der Wärmestrahlung und damit nach Abschluss des Schmelzvorganges ein dabei entstandener Lötzinn rand zwischen den zu kontaktierenden Kontaktelemen ten, insbesondere den Adern des Flachkabels und den Lötfahnen, optisch abgefragt wird. Dabei erfolgt die optische Abfragung des zwischen den Adern des Flach kabels und den Lötfahnen entstandenen Lötzinnrandes vorteilhafterweise über mindestens eine in jeder Löt fahne vorgesehene Durchgangsöffnung, die eine Boh rung, Ausstanzung oder dergleichen ist. Zur optischen Abfragung über die in den Lötfahnen vorgesehenen Durchgangsöffnungen kommt ein an sich bekanntes Kame raprüfsystem zur Anwendung. Hierbei wird der Umstand ausgenutzt, dass zuerst durch die Durchgangsöffnung der kupferfarbene Leiter zu sehen ist, dann fließt das Zinn in die Bohrung und reduziert den kupferfar benen Anteil in der Durchgangsöffnung. Der Lötzinn rand und/oder die Reduzierung der freien Kupferfläche kann optisch ausgewertet werden.In particular, the optical process control takes place in carrying out the procedure by following thermal radiation and thus after completion of the melting process a resulting solder edge between the contact elements to be contacted ten, especially the wires of the flat cable and the Solder tails, is queried optically. The optical detection of the between the wires of the flat cable and the solder tabs created solder edge advantageously at least one in each solder provided through opening, which a Boh tion, punching or the like. For optical Detection via the provided in the solder tails Through openings comes a well-known came raprüfsystem for use. This is the circumstance exploited that first through the through hole the copper-colored conductor can be seen, then flows the tin in the hole and reduces the copper color portion in the through opening. The solder edge and / or the reduction of the free copper area can be evaluated optically.
In weiterer bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung wird die nach Abschluss des Schmelzvorganges optisch vorgenommene Prozesskontrolle über den Verlauf des Lotes zwischen den Adern des Flachkabels und den Löt fahnen über die in den Lötfahnen vorgesehenen Durch gangsöffnungen auch am Ende der Kontaktierung, also am Ende des Lötkontaktes zwischen den Adern des Flachkabels und den Lötfahnen, hinsichtlich eines entstandenen Lötzinnüberganges vorgenommen.In a further preferred embodiment of the invention becomes optical after the melting process carried out process control over the course of the Solder between the wires of the flat cable and the solder flags over the through holes provided in the solder tails passage openings also at the end of the contact, so at the end of the solder contact between the wires of the Flat cable and the solder lugs, with regard to one created solder transition.
Wesentlich bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist, dass bei der optischen Abfragung des entstandenen Lötzinnrandes im Bereich der Durchgangs öffnungen und/oder des entstandenen Lötzinnüberganges am Ende der Kontaktierung, also am Ende des Lötkon taktes zwischen den Adern des Flachkabels und den Lötfahnen, eine optische Abfragung hinsichtlich eines entstandenen Lötzinnrandes beziehungsweise eines ent standenen Lötzinnüberganges erfolgt. Daraus resul tiert, dass dann, wenn die optische Abfragung ergibt, dass der Lötzinnrand vorhanden ist, auch eine Kontak tierung hoher Qualität bereitgestellt wird. Dabei wird diese Aussage noch verstärkt, wenn die optische Abfragung ergeben hat, dass auch der Lötzinnübergang vorhanden ist.Essential in the implementation of the invention The procedure is that the optical detection of the resulting solder edge in the area of the passage openings and / or the resulting solder transition at the end of the contact, i.e. at the end of the solder cone clock between the wires of the flat cable and the Solder tails, an optical detection with regard to one resulting solder edge or one ent standing solder transition takes place. From this resul that if the optical detection shows that the solder edge is present, also a contact high quality is provided. there this statement is reinforced when the optical Detection has shown that the solder transition is available.
Bei der Durchführung des Verfahrens kann die den Schmelzvorgang herbeiführende Wärmestrahlung auf die unterschiedlichste Art vorgenommen werden. Vorteil haft sollte die Wärmestrahlung jedoch durch Laser strahlung erfolgen oder aber auf der Grundlage von Induktionsströmen.When performing the procedure, the Heat radiation causing melting process on the different types can be made. benefit However, the heat radiation from lasers should be liable radiation or based on Induced currents.
Die durch die Erfindung beabsichtigte Bereitstellung einer Kontaktierung hoher Qualität zwischen elektri schen Leitern ist selbstverständlich nicht auf die Kontaktierung zwischen den Adern eines Flachkabels - es kann in Abhängigkeit vom Einsatzort der Kontak tierung auch ein Koaxialkabel sein - und den den Adern zugeordneten Lötfahnen begrenzt. Vielmehr wird die Bereitstellung einer Kontaktierung hoher Qualität auch dann erreicht, wenn beispielsweise die Lötfahnen als Kontaktstifte ausgebildet sind, die einer Anschlussklemme zugeordnet sein können und nach ihrem Einführen in Kontaktbuchsen oder Kontaktöffnungen, beispielsweise einer Schaltungsplatine, durch das Lot mit den Kontaktbuchsen oder über die Kontaktöffnungen mit der Schaltungsplatine kontaktiert werden. Ist der Schmelzvorgang abgeschlossen, so erfolgt bei dieser Ausbildung die optische Prozesskontrolle über den Verlauf des Lotes über in den Kotaktbuchsen oder in der Schaltungsplatine vorgesehene Bohrungen oder dergleichen.The provision intended by the invention a high quality contact between electri ladder is of course not on the Contact between the wires of a flat cable - It can depend on the location of the contact a coaxial cable - and that Limits associated with wires are limited. Rather it will the provision of high quality contacting also achieved when, for example, the solder tails are designed as contact pins that one Terminal can be assigned and according to your Insertion into contact sockets or contact openings, for example a circuit board through the solder with the contact sockets or via the contact openings be contacted with the circuit board. Is the Melting process completed, so this takes place Training the optical process control over the Course of the solder over in the Kotaktbuchsen or in holes provided in the circuit board or like.
Weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den übrigen, in den Unteransprüchen genannten Merkmalen.Further preferred configurations of the invention result from the rest, in the subclaims mentioned features.
Die Erfindung wird nachfolgend an zwei Ausführungs beispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on two execution examples with reference to the accompanying drawings explained. Show it:
Fig. 1 eine Draufsicht auf den Bereich einer Kontaktierung zwischen den Adern eines Flachkabels und den den Adern zugeordne ten Lötfahnen, Fig. 1 is a plan view of the area of a contact between the wires of a flat cable and the cores supplied arrange th solder tails
Fig. 2 den Schnitt A-B nach Fig. 1 in vergrö ßerter Darstellung, Fig. 2 shows the section AB according to FIG. 1 on an enlarged ßerter representation,
Fig. 3 die Draufsicht auf den Bereich der Kontaktierung zwischen als Kontaktstifte ausgebildeten Lötfahnen und einer Schal tungsplatine und Fig. 3 is a plan view of the area of contact between the solder tabs formed as contact pins and a circuit board and scarf
Fig. 4 den Schnitt C-D nach Fig. 3 ebenfalls in vergrößerter Darstellung. Fig. 4 shows the section CD of FIG. 3 also in an enlarged view.
Die Fig. 1 zeigt ein aus drei aus Kupfer bestehenden Adern 1 gebildetes Flachkabel 2, wobei die Adern 1 im Bereich von Lötfahnen 3, die den Adern 1 zugeordnet sind, zwecks Kontaktierung mit den Lötfahnen 3 abiso liert sind. Die Lötfahnen 3 gehören beispielsweise zu einem Steckergehäuse 4 und stehen mit nicht weiter dargestellten Steckkontakten des Steckergehäuses 4 über die Verbinder 5 leitend in Verbindung. Auf die Lötfahnen 3 ist, wie aus Fig. 2 hervorgeht, ein bei Erwärmung schmelzendes Lot 6 aufgebracht und zwar auf der den Adern 1 zugerichteten Oberfläche, das nach dem Schmelzvorgang, bewirkt durch beispielsweise aus Laserstrahlung resultierender Wärmestrahlung, die Kontaktierung zwischen den Lötfahnen 3 und den Adern 1 des Flachkabels 2 herstellt. Fig. 1 shows a three-wire made of copper 1 formed flat cable 2 , the wires 1 in the area of solder lugs 3 , which are assigned to the wires 1 , are abiso for the purpose of contacting the solder lugs 3 . The soldering lugs 3 belong, for example, to a plug housing 4 and are in conductive connection with plug contacts of the plug housing 4, not shown, via the connectors 5 . As is apparent from FIG. 2, a solder 6 which melts when heated is applied to the soldering lugs 3 , specifically on the surface facing the wires 1 , which after the melting process causes, for example, heat radiation resulting from laser radiation, the contact between the soldering lugs 3 and produces the wires 1 of the flat cable 2 .
Um nun nach Beendigung der Wärmestrahlung und damit nach Abschluss des Schmelzvorganges die Qualität der Kontaktierung zwischen den Adern 1 des Flachkabels 2 und den Lötfahnen 3 festzustellen, wird nach Ab schluss des Schmelzvorganges der Verlauf des Lotes 6 zwischen den Adern 1 des Flachkabels 2 und den Löt fahnen 3 einer optischen Prozesskontrolle unterzogen. Daher besitzt jede Lötfahne 3 zumindest eine Durch gangsöffnung 7, über die der zwischen den Adern 1 und den Lötfahnen 3 entstandene Lötzinnrand 8 - siehe auch Fig. 2 - durch ein Kameraprüfsystem 9 optisch abgefragt wird. Ergibt diese Abfragung, dass der Löt zinnrand 8 vorhanden ist, so ist die Bereitstellung einer Kontaktierung hoher Qualität gewährleistet. Diese Aussage kann noch dadurch unterstützt werden, indem zusätzlich, wie ebenfalls aus Fig. 2 hervor geht, auch der entstandene Lötzinnübergang 10 am Ende der Kontaktierung, also am Ende 11 des Lötkontaktes zwischen den Adern 1 und den Lötfahnen 3 optisch über das Kameraprüfsystem 9 abgefragt wird. Ist auch der Lötzinnübergang 10 vorhanden, sind die von der Kon taktierung geforderten Bedingungen zweifelsfrei erfüllt.To determine the quality of the contact between the wires 1 of the flat cable 2 and the solder lugs 3 now after the end of the thermal radiation and thus after the melting process, after Ab-circuit the melting process, the course of the solder 6 between the wires 1 of the flat cable 2 and the solder flags 3 subjected to an optical process control. Therefore, each solder tail 3 has at least one through opening 7 , through which the solder edge 8 formed between the wires 1 and the solder tails 3 - see also FIG. 2 - is optically queried by a camera inspection system 9 . If this query reveals that the soldering edge 8 is present, the provision of a high quality contact is guaranteed. This statement can be supported by additionally, as can also be seen in FIG. 2, the resulting solder transition 10 at the end of the contacting, i.e. at the end 11 of the soldering contact between the wires 1 and the soldering lugs 3, optically queried via the camera inspection system 9 becomes. If the solder joint 10 is also present, the conditions required by the contacting are met without a doubt.
Es kann hier auch entweder oder zusätzlich die durch
die freie Querschnittsfläche der Durchgangsöffnung 7
sichtbare Kupferfläche der Adern 1 auf ihre Größe hin
untersucht werden. Die sichtbare Kupferfläche bildet
hierbei ein Maß für die Qualität der Lötverbindung.
Hierbei ergibt sich folgende Situation vor dem Löten:
The size of the copper surface of the wires 1 visible through the free cross-sectional area of the through opening 7 can also be examined here either or additionally. The visible copper surface is a measure of the quality of the solder connection. This results in the following situation before soldering:
- - Sicht durch die Durchgangsöffnung 7 auf den Kup ferleiter (Ader 1); in Größe der Bohrung ist ein kupferfarbener Bereich der darunter liegenden Ader 1 sichtbar.- View through the through hole 7 on the copper ferleiter (core 1 ); the size of the hole shows a copper-colored area of the underlying wire 1 .
Nach dem Löten ergibt sich die Situation:
After soldering, the situation arises:
- - Zinn ist auf die Ader 1 im Bereich der Durchgangs öffnung 7 geflossen; der sichtbare kupferfarbene Bereich der Ader 1 ist reduziert; das kann in ein facher Weise optisch abgefragt werden.- Tin has flowed onto the wire 1 in the area of the passage opening 7 ; the visible copper-colored area of wire 1 is reduced; this can be optically queried in a simple manner.
Gemäß den Fig. 3 und 4 wird von einer Kontaktie rung ausgegangen, die zwischen Kontaktstiften 12, die zu einer nicht weiter dargestellten Anschlussklemme gehören können, und einer Schaltungsplatine 13 vorge nommen wird. Dabei ist auf die Kontaktstifte 12, die rechteckförmig ausgebildet sind, ebenfalls ein Lot 6 aufgebracht und die Kontaktierung der Kontaktstifte 12 mit der Schaltungsplatine 13 erfolgt über die in die Schaltungsplatine 13 eingebrachten, die Kontakt stifte 12 aufnehmenden Kotaktöffnungen 14. Ist der Schmelzvorgang abgeschlossen, so wird auch hier eine optische Abfragung zumindest des entstandenen Löt zinnrandes 8 zwischen den Kontaktstiften 12 und der Schaltungsplatine 13 durch ein Kameraprüfsystem 9 vorgenommen, wozu in der Schaltungsplatine 13 Bohrun gen 15 vorgesehen sind, die mit den Kontaktöffnungen 14 korrespondieren. Ergibt die optische Abfragung, dass der entstandene Lötzinnrand 8 vorhanden ist, so ist auch hier die Bereitstellung einer Kontaktierung hoher Qualität gegeben. Referring to FIGS. 3 and 4 is assumed to be PLEASE CONTACT tion between contact pins 12, which may belong to a not shown terminal block, and a circuit board 13 is easily taken. In this case, a solder 6 is also applied to the contact pins 12 , which are rectangular in shape, and the contacting of the contact pins 12 with the circuit board 13 takes place via the contact pins 12 accommodated in the circuit board 13 , the contact pins 12 receiving openings 14 . If the melting process is completed, an optical detection of at least the resulting solder edge 8 between the contact pins 12 and the circuit board 13 is carried out by a camera inspection system 9 , for which purpose conditions 15 are provided in the circuit board 13 , which correspond to the contact openings 14 . If the optical interrogation shows that the resulting solder edge 8 is present, the provision of high-quality contacting is also provided here.
11
Adern
veins
22
Flachkabel
flat cable
33
Lötfahnen
solder tabs
44
Steckergehäuse
plug housing
55
Verbinder
Interconnects
66
Lot
solder
77
Durchgangsöffnungen
Through openings
88th
Lötzinnrand
Lötzinnrand
99
Kameraprüfsystem
camera inspection system
1010
Lötzinnübergang
Lötzinnübergang
1111
Ende des Lötkontaktes
End of the solder contact
1212
Kontaktstifte
contact pins
1313
Schaltungsplatine
circuit board
1414
Kontaktöffnungen
contact openings
1515
Bohrungen/Ausstanzungen
Holes / punchings
Claims (11)
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