DE19925310A1

DE19925310A1 - Ritzprüfgerät für elektrische Bauteile

Info

Publication number: DE19925310A1
Application number: DE1999125310
Authority: DE
Inventors: Juergen Sanetra
Original assignee: Deutsche Telekom AG
Current assignee: Deutsche Telekom AG
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 1999-06-02
Publication date: 2000-12-07

Abstract

Es wird ein Ritzprüfgerät für Leiterplatten, Schaltkarten, Transformatoren oder andere elektrische bzw. elektronische Bauteile beschrieben, das zur Ritzprüfung nach festgelegten Normen, wie zum Beispiel EN 60950 und EN 60742, geeignet ist. Dazu sind zum Beispiel drei Musterleiterplatten erforderlich, und jede Musterleitplatte muß die vollständigen Folgen der Fertigungsschritte, denen sie üblicherweise während der Bestückung der Einrichtung ausgesetzt ist, einschließlich Löten und Reinigen, unterzogen werden. Jede muß die kleinsten vorkommenden Abstände zwischen den Leiterzügen enthalten und mit einem Schutzbelag sein. Die Ritze werden dann mit einem gehärteten Stahlstift (10) angebracht, dessen Form die Form eines Kegels mit einem Öffnungswinkel von 40 DEG hat und dessen Spitze mit einem Radius von 0,25 mm +- 0,02 mm abgerundet und poliert ist. Das Gerät besteht aus einer Grundplatte (15), auf der ein Regelgerät (14) und ein dazugehöriger Motor (7) angeordnet sind. Weiterhin sind auf der Grundplatte (15) ein Aluminiumprofil (4) und eine Ritzstiftführung mit dazu passenden Führungsrädern (11) angeordnet. An der Ritzstiftführung ist wiederum eine Ritzstifthalterung (9) angeordnet, in der der Ritzstift (10) befestigt ist. Diese Ritzstifthalterung ist mit Führungsrollen (8) für den Ritzstift versehen. Außerdem ist der Motor (7) über ein Getriebe (5) mit einer Antriebswelle in Form einer Gewindestange (3) versehen, die die Ritzstifthalterung (9) zwischen zwei Endanschlägen mit ...

Description

Die Erfindung betrifft ein Ritzprüfgerät für elektrische Bauteile und Leiterplatten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Ritzprüfungen von elektrischen Bauteilen wie Leiterplatten, Schaltkarten, Transformatoren, Drosseln oder dergleichen werden nach EN 60 950 durchgeführt. Es wird geprüft, ob die über den Leiterzügen aufgebrachten Schutzbezüge bzw. Schutzbeläge kratz- bzw. ritzfest sind. Hierzu sind nach EN 60 950 drei Musterleiterplatten oder zwei Bauelemente und eine Leiterplatte erforderlich und als Muster zu kennzeichnen. Es dürfen entweder die tatsächlichen Leiterplatten oder besonders hergestellte Muster mit den kleinsten vorkommenden Abständen verwendet werden. Jede davon muß die kleinsten vorkommenden Abstände enthalten und mit dem Schutzbelag überzogen sein. Jede Musterleitplatte ist der vollständigen Folge der Fertigungsschritte, denen sie üblicherweise während der Bestückung der Einrichtung ausgesetzt ist, einschließlich Löten und Reinigen, zu unterziehen. Beim Besichtigen dürfen sich keine Anzeichen von Poren oder Blasen im Schutzbelag oder Durchbrüche an Leiterbahnkanten zeigen. Außerdem werden sie zeitlich gesteuert bestimmten Temperaturwechseln unterzogen, wonach die Muster Nr. 1 und Nr. 2 einer Feuchtebehandlung ausgesetzt werden, wobei die zu treffende Prüfung der Spannungsfestigkeit zwischen den Leiterbahnen durchgeführt wird. Die Ritzprüfung selbst erfolgt folgendermaßen:
Das Muster 3 wird folgenden Prüfungen unterzogen:
Über fünf Paare leitfähiger Teile mit den dazwischenliegenden trennenden Abschnitten hinweg müssen an solchen Stellen Ritze angebracht werden, wo diese Abschnitte während der Prüfung dem größten Spannungsgradienten ausgesetzt sind. Die Ritze sind mit einem gehärteten Stahlstift anzubringen, dessen Ende die Form eines Kegels mit einem Öffnungswinkel von 40° hat und dessen Spitze mit einem Radius von 0,25 mm ±0,02 mm abgerundet und poliert ist. Die Ritze sind anzubringen, indem der Stift in einer senkrecht zu den Leiterkanten stehenden Ebene mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s ±5 mm/s auf der Oberfläche entlang gezogen wird. Der Stift ist so zu belasten, daß die längs seiner Achse ausgeübte Kraft 10 N ±0,5 N beträgt. Die Ritze müssen mindestens 5 mm voneinander und mindestens 5 mm vom Rand des Musters entfernt sein.

Nach dieser Prüfung darf sich der Schutzbelag weder gelöst haben noch durchbrochen sein. Er muß zwischen den Leitern die Prüfung der Spannungsfestigkeit bestehen. Bei Leiterplatten mit Metallkern ist das Trägermaterial einer der Leiter.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Ritzprüfgerät zur Prüfung von elektrischen Bauteilen, insbesondere Leiterplatten, Schaltkarten, Transformatoren oder anderen elektrischen Bauteile zu schaffen, das die Forderung der Norm EN 60 950 bzw. EN 60 742 oder ähnliche Prüfvorschriften exakt erfüllt, wobei der Aufbau und die Bedienung des Gerätes optimal sein soll und zwar bei einem sehr günstigen Preis-Leistungsverhältnis.

Die Lösung der Aufgabe ist im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 charakterisiert.

Weitere Ausgestaltungen bzw. Lösungen der Erfindung zugrundeliegenden Aufgabe sind in den Kennzeichen der Patentansprüche 2 bis 10 charakterisiert.

Der Aufbau des vorliegenden Ritzprüfgerätes, dessen Mechanik im wesentlichen aus einer Führung des Ritzstiftes, dem Ritzstift selbst, einem Getriebe, einem Motor und einem Inkrementgeber mit Elektronik besteht, ermöglicht eine preisgünstige Fertigung und eine optimale Bedienung bei der Prüfung. Die Elektronik besteht im wesentlichen aus einem Geschwindigkeitsmeßgerät, einer Regelelektronik, um die Geschwindigkeit des Ritzgriffels zu regeln, und einem Netzgerät sowie entsprechenden Verbindungen und Schaltern.

Der technische Vorteil besteht neben dem technisch einfachen mechanischen Aufbau und der optimalen Bedienung in der korrekten Erfüllung aller Forderungen der Prüfvorschriften wie EN 60 950 und EN 60 742.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung, insbesondere verschiedene Prüfanwendungen, ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Beschreibung, in den Patentansprüchen, der Zusammenfassung und in der Zeichnung werden die in der hinten angeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.

In der Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 die Vorderansicht des mechanischen Aufbaus des Prüfgerätes;

Fig. 2 die Draufsicht auf den mechanischen Aufbau des Prüfgerätes und

Fig. 3 eine Anordnung von Führungsrädern einer Ritzstiftführung.

Der mechanische Aufbau des in Fig. 1 dargestellten Ritzprüfgerätes für Leiterplatten usw. besteht aus Endanschlägen mit Schaltern 1, einem Zusatzgewicht 2 für Ritzstift 10, einer Gewindestange 3, einem Aluminiumprofil 4 für Führungsräder 11 der Ritzstiftführung, einem Getriebe 5, einem Inkrementgeber in Form einer Kodierscheibe 6, einem Motor 7 zum Antrieb der Gewindestange 3, Führungsrollen 8 für den Ritzstift 10, einer Ritzstifthalterung 9, dem Ritzstift 10, Führungsrädern 11 für die Ritzstiftführung, einer Öffnung 12 in der Grundplatte 15, zum Beispiel für die Prüfung an Transformatoren.

In Fig. 2 stellt die Draufsicht des Gerätes nach Fig. 1 dar, wobei jetzt lediglich noch auf die Komponenten des Gerätes eingegangen wird, die nicht oder nur sehr unvollständig in Fig. 1 zu sehen sind.

In der Fig. 2 ist in der Grundplatte 15 die Öffnung 12 für Prüfungen an zum Beispiel Transformatoren klar zu sehen. Außerdem ist schematisch ein Regelgerät 14 dargestellt, daß über Leitungen mit dem Inkrementgeber 6, dem Motor 7 und den Endanschlägen mit Schaltern 1 verbunden ist, wobei diese Verbindungen in den Figuren nicht eingezeichnet sind. Die Anordnung der Halterung 13 des Inkrementgebers 6 ist aus der Draufsicht nach Fig. 2 klar zu ersehen.

In Fig. 3 ist in einer Detaildarstellung das Aluminiumprofils 4 mit den darauf bzw. daran angeordneten Führungsrädern 11 gezeigt. Die drei Führungsräder 11 in Verbindung mit dem angepaßten Aluminiumprofil 4 ermöglichen eine exakte und einwandfreie Führung sowie einen sauberen Lauf.

Im nachfolgenden wird die Bedienung und die Wirkungsweise des Ritzprüfgerätes nach den Fig. 1 bis 3 näher beschrieben. Das Regelgerät 14 besitzt einen nicht dargestellten Schalter zum Einschalten des Gerätes und einen nicht dargestellten Schalter 2, mit dem die Ritzrichtung festgelegt wird. Die eine Schalterstellung entspricht der Ritzrichtung links und die andere Schalterstellung entspricht der Ritzrichtung rechts. Außerdem ist vorteilhafterweise noch ein Start-Stop- Schalter am Regelgerät angeordnet, der insbesondere dafür verwendet werden kann, um während der Prüfung den Prüfvorgang abzubrechen und während der Ritzbereichseinstellung den Ritzstift 10 zu steuern. Nach der Einstellung des Ritzbereiches kann der Ritzstift 10 in die Ritzstiftführung der Ritzstifthalterung 9 eingeführt werden. Wichtig ist noch die normrichtige Einstellung des Ritzstiftes 10 in Bezug auf den Ritzwinkel von 85°. Vorteilhafterweise sollten die Prüfungen immer in Richtung des Anschlags von links nach rechts erfolgen. Transformatoren sind zur Prüfung unterhalb des Ausschnittes 12 zu befestigen. Der gewünschte Ritzbereich wird wie bereits beschrieben eingestellt.

Der eigentliche Antrieb setzt sich aus der Gewindestange 3, beispielsweise mit einem Durchmesser von 8 mm und einer Steigung von 1,25 mm, einem Getriebe, beispielsweise aus Zahnrädern mit einer Übersetzung 5 : 1 und dem eigentlichen Motor 7 zusammen. Das Getriebe 5 besteht vorteilhafterweise aus zwei Zahnrädern, wobei das erste Zahnrad an der Gewindestange 3 und das zweite Zahnrad auf der Welle des Motors 7 befestigt ist.

Der Inkrementgeber 6 ist über das erste Zahnrad an die Gewindestange 3 angebunden. Er besteht aus einer mit zum Beispiel vier Löchern versehenen Scheibe, die sich innerhalb einer Gabellichtschranke dreht, so daß bei jedem Loch ein optoelektrischer Impuls erzeugt wird.

Außerdem kann vorteilhafterweise an den Inkrementgeber 6 eine Geschwindigkeitsanzeige angeschlossen sein. Mit dem beschriebenen Aufbau und der Wirkungsweise des Gerätes ist es jetzt möglich, sehr exakte und in der Handhabung einfache Ritzprüfungen nach EN 60 950 und EN 60 742 vorzunehmen.

Liste der Bezugszeichen

1

Endanschläge mit Schalter

2

Zusatzgewicht für Ritzstift

3

Gewindestange

4

Aluminiumprofil

5

Getriebe

6

Inkrementgeber oder Kodierscheibe

7

Motor

8

Führungsrollen für Ritzstift

9

Ritzstifthalterung

10

Ritzstift

11

Führungsräder für Ritzstiftführung

12

Öffnung in der Grundplatte für Prüfungen an Transformatoren

13

Halterung für Inkrementgeber

14

Regelgerät

15

Grundplatte

Claims

1. Ritzprüfgerät für Prüfungen von Leiterplatten, Schaltkarten, Transformatoren oder anderen elektrischen bzw. elektronischen Bauteilen mit einem oder mehreren Schutzüberzügen, zum Beispiel aus isolierendem Lack, mit einem Ritzstift, dessen Ende die Form eines Kegels mit einem bestimmten Öffnungswinkel und einer Spitze mit einem bestimmten Radius hat, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen einstellbaren Endanschlägen mit Schalter (1) eine Ritzstifthalterung (9), in zwei Richtungen bewegbar, angeordnet ist,
daß der Ritzstift (10) in der Ritzstifthalterung (9) durch drei im Dreieck angeordnete Führungsrollen (8) gehalten und geführt ist,
daß ein elektronisches Regelgerät (14) mit einem Motor (7) elektrisch verbunden ist, der über ein Getriebe (5) und eine Antriebswelle in Form einer Gewindestange (3) zum Hin- und Herbewegen des Ritzstiftes mit der Ritzstifthalterung (9) verbunden ist,
daß auf der Gewindestange (3) ein Inkrementgeber (6) in Form einer Kodierscheibe angeordnet ist,
daß Führungsräder (11) für die Ritzstiftführung auf einem entsprechend geformten Aluminiumprofil (4) laufen und
daß in einer Grundplatte (15), auf der das Ritzprüfgerät montiert ist, eine Öffnung (12) für Prüfungen an Transformatoren oder anderen elektrischen Bauteilen angeordnet ist.

2. Ritzprüfgerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsräder (11) zur Ritzstiftführung formschlüssig mit dem Aluminiumprofil (4) und fest mit der Ritzstiftführung verbunden sind.

3. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Ritzstiftes (10) ein auf den Ritzstift einwirkendes Zusatzgewicht (2) angeordnet ist.

4. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Endanschläge mit Schalter (1) justierbar ausgeführt sind.

5. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß mit dem Regelgerät (14) ein erster Schalter zum Ein- und Ausschalten des Gerätes verbunden ist,
daß weiterhin ein zweiter Schalter zum Festlegen der Ritzrichtung (links oder rechts) vorhanden ist und
daß ein dritter Schalter als Start-/Stop-Schalter ausgebildet ist, der gegebenenfalls zum Abbrechen des Prüfvorgangs bzw. der Ritzbereichseinstellung dient.

6. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der Inkrementgeber (6) in Form einer Kodierscheibe über ein Zahnrad an die Gewindestange (3) angebunden ist,
daß er mit vier Löchern versehen ist und
daß bei jedem Loch ein optoelektrischer Impuls zur Steuerung des Motors (7) erzeugt wird.

7. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß am Inkrementgeber (6) eine Geschwindigkeitsanzeige vorgesehen ist.

8. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Ritzstifthalterung (9) zur Festlegung des Ritzwinkels einstellbar oder fest in einer Winkelstellung angeordnet ist.

9. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (8) des Ritzstiftes (19) und/oder die Führungsräder (11) der Ritzstiftführung aus Metall bestehen.

10. Ritzprüfgerät nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (8) des Ritzstiftes (10) und/oder die Führungsräder (11) der Ritzstiftführung aus Kunststoff hergestellt sind.