WO2024099803A1 - Verfahren zur überwachung eines fügevorgangs eines flexkabels und flexkabel - Google Patents

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WO2024099803A1
WO2024099803A1 PCT/EP2023/080113 EP2023080113W WO2024099803A1 WO 2024099803 A1 WO2024099803 A1 WO 2024099803A1 EP 2023080113 W EP2023080113 W EP 2023080113W WO 2024099803 A1 WO2024099803 A1 WO 2024099803A1
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WO
WIPO (PCT)
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flexible cable
plug
contacts
joining
mounting section
Prior art date
Application number
PCT/EP2023/080113
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English (en)
French (fr)
Inventor
Wolfram Kienle
Michael Mayer
Frank BRIELMANN
Original Assignee
Robert Bosch Gmbh
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R43/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors
    • H01R43/26—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing, assembling, maintaining, or repairing of line connectors or current collectors or for joining electric conductors for engaging or disengaging the two parts of a coupling device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R12/00—Structural associations of a plurality of mutually-insulated electrical connecting elements, specially adapted for printed circuits, e.g. printed circuit boards [PCB], flat or ribbon cables, or like generally planar structures, e.g. terminal strips, terminal blocks; Coupling devices specially adapted for printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures; Terminals specially adapted for contact with, or insertion into, printed circuits, flat or ribbon cables, or like generally planar structures
    • H01R12/70—Coupling devices
    • H01R12/77—Coupling devices for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures
    • H01R12/79—Coupling devices for flexible printed circuits, flat or ribbon cables or like structures connecting to rigid printed circuits or like structures
    • H—ELECTRICITY
    • H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05K—PRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K1/00—Printed circuits
    • H05K1/02—Details
    • H05K1/0266—Marks, test patterns or identification means
    • H05K1/0269—Marks, test patterns or identification means for visual or optical inspection

Definitions

  • the present invention relates to a method for monitoring a joining process of a flexible cable and to such a flexible cable.
  • power semiconductors are controlled by means of switching signals that are transmitted via different conduction paths or different technical solutions.
  • DBG or AMB-based technologies bonding, pressing in of stamped parts and the use of connecting elements, which are designed as cables and/or flexible cables, are conceivable.
  • a connector is first mounted on a circuit board, with which an electrical contact area of the flexible cable is to be contacted during a joining process of the flexible cable and the connector.
  • the connector is located on an externally accessible and visible top side of the circuit board and the flexible cable is to be led from the bottom of the circuit board to the connector.
  • corresponding openings are provided in the circuit board through which the flexible cable is led from the bottom of the circuit board to the top of the circuit board in order to then be connected to the connector in a horizontal or vertical direction, depending on the arrangement of the connector. Since the joining process and the result of the joining process can be visually checked in this way, a correctly executed joining connection can be easily ensured in such a case.
  • a method for monitoring a joining process of a flexible cable and in particular a method for monitoring a joining process that is not visible or only partially visible from the outside is proposed.
  • Such a flexible cable which is also referred to as a foil cable or flat cable, is made of a flexible material and usually has a large number of individual electrical conductors or wires, which are usually led from one end of the flexible cable to another end of the flexible cable in order to establish an electrical connection between components.
  • the flexible cable can be designed as a single-layer or multi-layer flexible cable; it is also possible for electrical components and/or circuits to be pre-assembled on the flexible cable and/or integrated into it.
  • the flexible cable particularly advantageously has a locking device (e.g. one or more locking lugs) on one and preferably on both ends of the flexible cable to be contacted in order to enable a positive connection with the plugs to be connected.
  • a locking device e.g. one or more locking lugs
  • a material-fit connection is also conceivable in this
  • the method comprises a first step of using a first mounting section and a second mounting section of the flex cable to pull the flex cable in a joining direction of a plug to which the flex cable is to be connected, wherein the plug is attached to a first side of a circuit board and the joining direction of the plug runs transversely, in particular perpendicularly, to the plane of the circuit board.
  • the first mounting section and the second mounting section are each elongated projections on respective sides of a contact area of the flex cable to be connected to the plug, which extend in a longitudinal direction of the flex cable over the extend beyond the contact area of the flex cable.
  • the contact area is an area at the end of the flex cable where the wires of the flex cable are accessible for electrical contact.
  • the first assembly section and the second assembly section are guided from the first side through corresponding openings in the circuit board in order to pull the assembly sections from a second side of the circuit board, which is opposite the first side, in the direction of the joining direction of the plug.
  • the first side of the circuit board is, for example, an underside of the circuit board, which, due to an assembly situation and/or a pre-assembled state of the circuit board, is not visible and/or accessible from the outside or only to a limited extent, at least in the joining area of the plug and the flexible cable.
  • the second side of the circuit board is accordingly, for example, an upper side of the circuit board, which is visible and/or accessible from the outside for checking the joining process and/or the joining state.
  • the parts of the first assembly section and/or the second assembly section accessible on the second side of the circuit board after joining are used to check a correct joining state of the flexible cable and the connector based on an electrical and/or optical and/or mechanical property of the first assembly section and/or the second assembly section.
  • the method according to the invention offers the particular advantage that a joint connection of the flexible cable with a corresponding plug can be monitored particularly reliably even if a joint area of the flexible cable and the plug is not accessible or only partially accessible or visible due to an installation situation.
  • the method further comprises a step for using the result of the check of the joining state to correct and/or identify a faulty joining state and/or to output information about the joining state.
  • the correction can advantageously be carried out using an assembly tool which is used for the joining process to be carried out in the first method step.
  • a faulty joining state is identified, for example, using a marking which is applied to the second side of the board.
  • Information about the joining state is output, for example, as a visual and/or acoustic and/or haptic indication in a mobile terminal and/or in a monitoring unit of a production line.
  • the flexible cable has at least one test contact within the contacting area of the flexible cable, which is connected to an electrical conductor of the flexible cable, which is guided into the first assembly section and/or into the second assembly section, so that the electrical conductor can be electrically contacted from the second side of the circuit board at least in the joined state of the flexible cable and the connector.
  • an electrical conductivity between the electrical conductor in the first assembly section and/or in the second assembly section and a contact of the plug corresponding to the test contact which can be contacted from the second side of the circuit board.
  • the position of the test contact within the contacts in the contacting area is not fundamentally restricted.
  • the test contact in the middle or away from the middle of the contacting area.
  • the contact of the plug used to check the conductivity can be designed as a contact surface (“pad”) on the circuit board in order to facilitate electrical contact.
  • the electrical conductivity is measured, for example, using the assembly tool used to join the flexible cable and the plug. Alternatively or additionally, a dedicated test tool can be used for this purpose.
  • the electrical conductivity is checked, for example, by applying a voltage between the electrical conductor in the assembly section and the contact of the plug corresponding to the test contact and/or the contact surface electrically connected to the contact of the plug.
  • Conductivity can then be determined on the basis of a measured current and/or resistance within the measuring arrangement. In the exemplary case that a flowing current exceeds a predefined current threshold value and/or a resistance value falls below a predefined resistance value, it can be assumed that the connection between the connector and the flex cable is correct.
  • the at least one test contact is smaller than other contacts in the contacting area and/or is arranged offset (“lagging”) from the other contacts in the contacting area, so that during the joining process the other contacts are first contacted with the respective contacts of the plug and the at least one test contact is only contacted with a corresponding contact of the plug when the joining process has been completed without errors.
  • the test contact is preferably a first test contact that can be contacted via the first mounting section.
  • the flexible cable advantageously has a second test contact that can be contacted via the second mounting section.
  • the first test contact and/or the second test contact are each the outermost contacts within the preferably parallel-arranged contacts of the contacting area.
  • the correct joining state of the flexible cable is checked using separate conductivity measurements between the test contacts and their respective corresponding mounting sections and/or by means of a common conductivity measurement in which the electrical conductors of the two mounting sections or the contacts of the plug that correspond to the test contacts are directly electrically connected.
  • the contacts of the plug that correspond to the test contacts can be permanently connected, for example, using one or more conductor tracks on the circuit board.
  • the joint conductivity measurement offers the advantage of simplified contacting by the assembly tool and/or the dedicated test tool, since only the two electrical conductors of the assembly sections or only the two corresponding contacts of the connector need to be contacted for the conductivity measurement in order to create a common circuit via both test contacts. In addition, only one measuring circuit is required.
  • the separate conductivity measurements offer the advantage that the correct contacting of the first test contact and the second test contact can be checked independently of each other, so that different contacting errors between the flex cable and the connector can be distinguished.
  • the at least one test contact is a contact that is used in a productive use of the flexible cable for signal transmission and/or electrical energy supply.
  • This offers the advantage that no additional contacts and lines need to be provided within the flexible cable for checking the correctness of the joint connection, which in a productive use after successful testing would not cause any intended use, for which space and material must be provided.
  • the flexible cable can be designed more cost-effectively and/or in a more space-saving manner.
  • a type of fault condition in particular a direction of tilting of the flexible cable in relation to the connector, is determined by using at least two test contacts that have a predefined distance from each other. The information about the specific fault can be used particularly advantageously for a targeted correction of a faulty joint connection.
  • the correct joining state of the flexible cable and the connector is checked by applying a force to the first assembly section and/or the second assembly section in the joined state by a test tool that acts in an opposite direction to the joining direction and by measuring whether the force reaches a predefined target value and/or whether the predefined target value is maintained for a predefined period of time and/or whether a position of the flexible cable and/or the test tool remains essentially unchanged within the predefined period of time.
  • a mechanical check of the correctness of the joining connection is carried out by exerting a force on one or both assembly sections, the effect of which allows a conclusion to be drawn about the correctness of the joining connection and/or about a specific error state.
  • the information determined can be used for a targeted correction of the joining connection by the assembly tool and/or the test tool.
  • the first assembly section gives way when the force is applied in the opposite direction to the joining direction, while the second assembly section remains unchanged, it can be assumed that the flex cable did not snap into the connector on the side of the first assembly area. This error can be corrected by pulling the first assembly section again in the joining direction. It is advantageous to repeat the mechanical test described above once the correction has been completed.
  • the correct joining state is checked by using an optical sensor (e.g. an RGB and/or a monochrome camera) to Position and/or a size and/or an orientation of the first mounting section and/or the second mounting section in relation to the circuit board is detected (e.g. via a marking on the circuit board and/or via a reference object arranged on the circuit board and/or via a characteristic assembly and/or via a conductor track pattern of the circuit board, etc.) and by determining whether the quantities detected by the optical sensor (ie, the position and/or the size and/or the orientation) correspond to predefined corresponding target quantities.
  • an optical sensor e.g. an RGB and/or a monochrome camera
  • a flexible cable which has at least one contacting area with a plurality of contacts arranged in parallel, wherein at least one of the contacts represents a test contact and which has a first mounting section and a second mounting section, wherein the flexible cable is designed to be connected to a corresponding plug (reversibly or irreversibly) so that the contacts of the contacting area establish electrical connections with respective corresponding contacts of the plug.
  • the first mounting section and the second mounting section are each elongated projections on respective sides of the contacting area of the flexible cable, which extend beyond the contacting area of the flexible cable in a longitudinal direction of the flexible cable.
  • first mounting section and the second mounting section are designed to be pulled in the direction of the plug to be connected in order to join the flexible cable and the plug.
  • the at least one test contact is connected to an electrical conductor of the flexible cable, which is guided into the first mounting section and/or into the second mounting section, so that the electrical conductor is configured to be electrically contacted via the first mounting section and/or the second mounting section.
  • the at least one test contact of the flexible cable is smaller than the other contacts of the contacting area and/or it is arranged offset (“lagging”) to the other contacts of the contacting area, so that the test contact is set up to only be contacted with a corresponding plug during a joining process of the flexible cable when the other contacts are already in contact with the respective contacts of the plug.
  • Figure 1 is a schematic view of an inventive
  • Figure 2a is a schematic view of the flex cable according to the invention in the first embodiment and of the corresponding connector during a first test of the joining state according to the invention;
  • Figure 2b is a schematic view of the flex cable according to the invention in the first embodiment and of the corresponding connector during a second test of the joining state according to the invention;
  • Figure 2c shows a schematic view of the flexible cable according to the invention in the first embodiment and the corresponding connector during a third test of the joining state according to the invention
  • Figure 3 is a schematic view of an inventive
  • Figure 4 is a schematic view of an inventive
  • Figure 1 shows a schematic view of a flexible cable 10 according to the invention in a first embodiment and a corresponding connector 30 before a joining process of the two components 10, 30, wherein the joining process to establish an electrical contact between contacts 17 of the flexible cable 10 and corresponding contacts of the plug 30.
  • the flexible cable 10 which has a plurality of wires for establishing an electrical connection, each of which can be contacted via the contacts 17 of the flexible cable 10, is here in a preparatory state for carrying out the joining process between the flexible cable 10 and the connector 30.
  • the connector 30 is mounted on a first side 42 of a circuit board 40. In this preparatory state, the flexible cable 10 is inserted into a centering unit 70, which ensures that the flexible cable 10 is guided during the subsequent joining process.
  • the flexible cable 10 has a first assembly section 12 and a second assembly section 14, which are used in a subsequent joining process to pull the flexible cable 10 into a joining direction 20 of the connector 30 with which the flexible cable 10 is to be contacted.
  • the joining direction 20 here runs perpendicular to the plane of the circuit board 40.
  • the first assembly section 12 and the second assembly section 14 are each elongated projections on respective sides of a contact area 16 of the flexible cable 10 to be connected to the plug 30, which extend in a longitudinal direction of the flexible cable 10 beyond the contact area 16 of the flexible cable 10.
  • the assembly sections 12, 14 also each have punch holes 90 in their end sections, into which an assembly tool (not shown) can engage to facilitate the joining process. It should be noted, however, that the punch holes 90 are not absolutely necessary for carrying out the joining process and can therefore be omitted.
  • the flexible cable 10 further comprises a first test contact 18 within the contacting region 16 of the flexible cable 10, which is connected to an electrical conductor 15 of the flexible cable 10, which is guided into the first mounting section 12, so that the first test contact 18 can be electrically contacted via the first mounting section 12.
  • the flexible cable 10 further comprises a second test contact 19 within the contacting region 16 of the flexible cable 10, which is connected to an electrical conductor 15 of the flexible cable 10, which is guided into the second mounting section 14, so that the second test contact 19 can be electrically contacted via the second mounting section 14.
  • the first test contact 18 and the second test contact 19 are each the outermost contacts 17 of the contacting area 16 of the flexible cable 10, without being restricted to such an arrangement.
  • both test contacts 18, 19 are arranged offset (“lagging”) to the other contacts 17 of the contacting area 16 arranged in parallel, so that when the joining process is carried out, the other contacts 17 first come into contact with the contacts of the plug 30 before the test contacts 18, 19 come into contact with their corresponding contacts of the plug 30.
  • the test contacts 18, 19 are designed in such a way that a correct joining state of the flexible cable 10 and the plug 30 can be assumed when they establish an electrical connection with their corresponding contacts of the plug 30.
  • the contacts of the plug 30 corresponding to the test contacts 18, 19 are electrically connected to respective contact surfaces 80 (“pads”), which are provided on the second side 44 of the circuit board 40 for electrical contacting by a test tool 50 shown in Fig. 2.
  • Figure 2a shows a schematic view of the flex cable 10 according to the invention in the first embodiment and the corresponding connector 30 during a first test according to the invention of the joining state between the flex cable 10 and the connector 30.
  • Figure 2a shows the flex cable 10 and the connector 30 according to Figure 1 in the now assembled state, in order to avoid repetition In the following, only the differences between Figures 1 and 2a are explained.
  • the joining process is completed by pulling the flexible cable 10 in the joining direction 20, so that a check of the correctness of the joining state can begin. This is done here on the basis of a measurement of an electrical current by means of respective current sensors 52 in order to ensure electrical conductivity between the test contacts 18, 19 and their respective corresponding contacts of the plug 30.
  • a test tool 50 is electrically connected to the contact surfaces 80 and the corresponding electrical conductors 15 in the assembly sections 12, 14, so that when the test contacts 18, 19 are correctly contacted with the plug 30, a current flow can be measured.
  • the separate checking of the first test contact 18 and the second test contact 19 enables a precise identification of a potentially existing error condition, since in this way it can be determined which of the test contacts 18, 19 is possibly incorrectly contacted, so that a targeted correction of the error can advantageously be carried out on the basis of this information.
  • the two contact surfaces 80 on the second side of the circuit board 40 can be permanently or temporarily electrically connected so that, alternatively, a total current measurement can be carried out between the electrical conductor 15 in the first mounting section 12 and the electrical conductor 15 in the second mounting section 14.
  • Figure 2b shows a schematic view of the flexible cable according to the invention in the first embodiment and the corresponding connector during a second test of the joining state according to the invention.
  • Figure 2b the correctness of the joining state is checked on the basis of a single voltage source and a single current sensor 52 by connecting the contacts of the respective test tools 50 as shown in Figure 2b, whereby a circuit is closed via the test tools 52 in the case of a correct joining state.
  • Figure 2c shows a schematic view of the flex cable according to the invention in the first embodiment and the corresponding connector during a third test of the joining state according to the invention.
  • test tools 50 which in Figures 2a and 2b contact the contact surfaces 80 (which are not required in Figure 2c), can be omitted, since the circuit is closed via the conductor track 41, provided that a correct joining state exists.
  • Figure 3 shows a schematic view of a flexible cable 10 according to the invention in a second embodiment and of a corresponding connector 30 during a further test of a joining state according to the invention.
  • the flexible cable has no electrical conductors 15 in the assembly sections 12, 14 and no test contacts 18, 19, since in this case a purely mechanical test of the correct joining state between the flexible cable 10 and the connector 30 is carried out. This does not exclude the possibility of a such mechanical testing is also carried out with a flexible cable 10 designed according to Figures 1 and 2.
  • the first assembly section 12 and the second assembly section 14 in the joined state are subjected to a test tool 50 using a predefined test force 55 that acts in an opposite direction to the joining direction 20, the test tool 50 here simultaneously being an assembly tool 95 for the joining process.
  • the test force 55 is advantageously dimensioned such that it is lower than a force that is designed to release a locking connection between the flexible cable 10 and the connector 30 in the joined state, but which is large enough to detect a faulty joining state.
  • test force 55 Based on the test force 55, it is measured whether the test force 55 reaches a predefined target value and whether the predefined target value is maintained for a predefined period of time and whether a position of the flex cable and the test tool remains essentially unchanged within the predefined period of time. If the above requirements are met, it can be assumed that the joining state is correct.
  • a centering pin 75 is additionally shown, which serves to position the centering unit 70 in relation to the circuit board 40.
  • Such a centering pin 75 can also be advantageously used in the configuration shown in Figure 1, Figure 2a, Figure 2b and Figure 2c.
  • Figure 4 shows a schematic view of a flexible cable 10 according to the invention in the second embodiment during a further test of a joining state according to the invention.
  • the correct joining state between the respective flexible cables 10 and the respective (not visible here) plugs is checked by means of an optical sensor designed as a camera 60, which is set up to detect a position and a size and an alignment of the respective first assembly sections 12 and the second assembly sections 14 in relation to the circuit board 40 on the second side 44 of the circuit board 40.
  • the reference to the circuit board 40 is ensured here by an evaluation of a characteristic conductor track pattern (not shown). Based on the Consequently, a target distance and a target angle of the camera 60 with respect to the circuit board 40 can be set and/or deviations in this regard can be compensated mathematically, so that a reliable check of the target sizes of the assembly sections 12, 14 can be carried out.
  • FIG. 4 shows the openings 46 provided in the circuit board 40 through which the assembly sections 12, 14 of the respective flex cables 10 can be guided from the first side 42 of the circuit board 40 to the second side 44 of the circuit board 40.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Coupling Device And Connection With Printed Circuit (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Fügevorgangs eines Flexkabels (10) und ein solches Flexkabel (10). Das Verfahren umfasst einen ersten Schritt zum Verwenden eines ersten Montageabschnitts (12) und eines zweiten Montageabschnitts (14) des Flexkabels (10), um das Flexkabel (10) in eine Fügerichtung (20) eines Steckers (30) zu ziehen, mit welchem das Flexkabel (10) zu verbinden ist, wobei der Stecker (30) auf einer ersten Seite (42) einer Platine (40) befestigt ist, wobei die Montageabschnitte (12, 14) länglich ausgebildete Überstände an jeweiligen Seiten des Flexkabels (10) sind, welche sich in einer Längsrichtung des Flexkabels (10) über einen Kontaktierungsbereich (16) hinaus erstrecken und welche durch korrespondierende Öffnungen (46) in der Platine (40) geführt werden, um die Montageabschnitte (12, 14) von einer zweiten Seite (44) der Platine (40) in Richtung der Fügerichtung (20) des Steckers (30) zu ziehen und einen zweiten Schritt zum Verwenden der auf der zweiten Seite (44) der Platine (40) nach dem Fügen zugänglichen Teile des ersten Montageabschnitts (12) und/oder des zweiten Montageabschnitts (14), um einen korrekten Fügezustand des Flexkabels (10) und des Steckers (30) anhand einer elektrischen und/oder optischen und/oder mechanischen Eigenschaft des ersten Montageabschnitts (12) und/oder des zweiten Montageabschnitts (14) zu überprüfen.

Description

Beschreibung
Titel
Verfahren zur Überwachung eines Fügevorgangs eines Flexkabels und Flexkabel
Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Überwachung eines Fügevorgangs eines Flexkabels und ein solches Flexkabel.
In der Leistungselektronik werden Leistungshalbleiter mittels Schaltsignalen angesteuert, welche über unterschiedliche Leitungspfade bzw. unterschiedliche technische Lösungen übertragen werden. Um beispielsweise Leistungshalbleiter auf DBG- oder AMB- basierten Techniken anzusteuern, ist ein Bonden, ein Einpressen von Stanzteilen und eine Verwendung von Verbindungselementen denkbar, welche beispielsweise als Kabel und/oder als Flexkabel ausgebildet sind.
Um eine Verbindungslösung mittels eines Flexkabels umzusetzen, wird zunächst an einer Platine ein Stecker montiert, mit welchem ein elektrischer Kontaktierungsbereich des Flexkabels während eines Fügevorgangs des Flexkabels und des Steckers zu kontaktieren ist. In diesem Zusammenhang sind Anordnungen bekannt, bei welchen sich der Stecker auf einer von außen zugänglichen und sichtbaren Oberseite der Platine befindet und das Flexkabel von einer Unterseite der Platine kommend zum Stecker geführt werden soll. Hierfür sind in der Platine entsprechende Öffnungen vorgesehen, durch welche das Flexkabel von der Unterseite der Platine zur Oberseite der Platine geführt wird, um anschließend, je nach Anordnung des Steckers, in horizontaler oder vertikaler Richtung mit dem Stecker verbunden zu werden. Da der Fügevorgang und das Ergebnis des Fügevorgangs auf diese Weise optisch kontrolliert werden können, lässt sich eine korrekt ausgeführte Fügeverbindung in einem solchen Fall auf einfache Weise sicherstellen.
Offenbarung der Erfindung
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Überwachung eines Fügevorgangs eines Flexkabels und insbesondere ein Verfahren zur Überwachung eines von außen nicht oder nur eingeschränkt sichtbaren Fügevorgangs vorgeschlagen.
Ein solches Flexkabel, welches auch als Folienkabel oder Flachkabel bezeichnet wird, ist aus einem biegsamen Material ausgebildet und weist in der Regel eine Vielzahl einzelner elektrischer Leiter bzw. Adern auf, welche i. d. R. von einem Ende des Flexkabels zu einem anderen Ende des Flexkabels geführt sind, um über diese eine elektrische Verbindung zwischen Komponenten herzustellen. Das Flexkabel kann als einlagiges oder mehrlagiges Flexkabel ausgebildet sein, zudem ist es möglich, dass elektrische Bauteile und/oder Schaltungen an dem Flexkabel vormontiert sind und/oder in dieses integriert sind. Besonders vorteilhaft weist das Flexkabel eine Rastvorrichtung (z. B. eine oder mehrere Rastnasen) an einem und bevorzugt an beiden zu kontaktierenden Enden des Flexkabels auf, um eine formschlüssige Verbindung mit zu verbindenden Steckern zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass das Flexkabel mittels einer kraftschlüssigen Verbindung mit den Steckern verbunden wird, indem beispielsweise an den Steckern vorgesehene Klemmvorrichtungen zur Verbindung eingesetzt werden. Eine stoffschlüssige Verbindung ist in diesem Zusammenhang grundsätzlich auch denkbar.
Das Verfahren weist einen ersten Schritt zum Verwenden eines ersten Montageabschnitts und eines zweiten Montageabschnitts des Flexkabels auf, um das Flexkabel in eine Fügerichtung eines Steckers zu ziehen, mit welchem das Flexkabel zu verbinden ist, wobei der Stecker auf einer ersten Seite einer Platine befestigt ist und die Fügerichtung des Steckers quer, insbesondere senkrecht, zur Ebene der Platine verläuft. Der erste Montageabschnitt und der zweite Montageabschnitt sind jeweils länglich ausgebildete Überstände an jeweiligen Seiten eines mit dem Stecker zu verbindenden Kontaktierungsbereichs des Flexkabels, welche sich in einer Längsrichtung des Flexkabels über den Kontaktierungsbereich des Flexkabels hinaus erstrecken. Der Kontaktierungsbereich ist ein Bereich am Ende des Flexkabels, an dem die Adern des Flexkabels für eine elektrische Kontaktierung zugänglich sind.
Der erste Montageabschnitt und der zweite Montageabschnitt werden zum Fügen des Flexkabels ausgehend von der ersten Seite durch korrespondierende Öffnungen in der Platine geführt, um die Montageabschnitte von einer zweiten Seite der Platine, welche der ersten Seite gegenüberliegt, in Richtung der Fügerichtung des Steckers zu ziehen. Die erste Seite der Platine ist beispielsweise eine Unterseite der Platine, welche aufgrund einer Montagesituation und/oder eines vormontierten Zustandes der Platine zumindest in dem Fügebereich des Steckers und des Flexkabels beispielsweise von außen nicht oder nur eingeschränkt sichtbar und/oder zugänglich ist. Die zweite Seite der Platine ist dementsprechend beispielsweise eine Oberseite der Platine, welche für eine Kontrolle des Fügevorgangs und/oder des Fügezustandes von außen sichtbar und/oder zugänglich ist. Mit anderen Worten befinden sich sowohl ein Kontaktierungsbereich des Steckers als auch ein Kontaktierungsbereich des Flexkabels während und nach dem Fügevorgang auf der für eine Kontrolle potentiell nicht oder nur eingeschränkt zugänglichen ersten Seite der Platine, wobei das Verfahren selbstverständlich auch in einem solchen Fall vorteilhaft anwendbar ist, in dem auch die erste Seite für eine externe Kontrolle des Fügevorgangs und/oder der Fügeverbindung zugänglich ist.
Es sei darauf hingewiesen, dass für den erfindungsgemäßen Fügevorgang zusätzliche Montagehilfen wie eine Zentriervorrichtung usw. vorgesehen sein können, um eine einfachere und/oder zuverlässigere Montage des Flexkabels, insbesondere im Falle eines „blind“ bzw. verdeckt auszuführenden Fügevorgangs, zu ermöglichen.
In einem zweiten Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die auf der zweiten Seite der Platine nach dem Fügen zugänglichen Teile des ersten Montageabschnitts und/oder des zweiten Montageabschnitts verwendet, um einen korrekten Fügezustand des Flexkabels und des Steckers anhand einer elektrischen und/oder optischen und/oder mechanischen Eigenschaft des ersten Montageabschnitts und/oder des zweiten Montageabschnitts zu überprüfen. Das erfindungsgemäße Verfahren bietet den besonderen Vorteil, dass eine Fügeverbindung des Flexkabels mit einem korrespondierenden Stecker auch dann besonders zuverlässig überwacht werden kann, wenn ein Fügebereich des Flexkabels und des Steckers aufgrund einer Verbausituation nicht oder nur einschränkt zugänglich bzw. sichtbar ist. Dies ermöglicht u. a. eine Verwendung einer Fügeverbindung, bei der sowohl der Stecker als auch das Flexkabel an einer Unterseite einer Platine gefügt werden, wodurch im Vergleich zum Stand der Technik nur kleine Öffnungen in der Platine für die Durchführung der Montageabschnitte vorzusehen sind, da das Flexkabel nicht in voller Breite von einer Seite der Platine zur anderen Seite der Platine geführt werden muss. Hierdurch lässt sich insbesondere Platz auf der zweiten Seite der Platine einsparen, was beispielsweise für die Anordnung von Bauelementen und/oder zur Verkleinerung einer Gesamtgröße der Platine genutzt werden kann.
Die Unteransprüche zeigen bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Verfahren weiter einen Schritt zum Verwenden des Ergebnisses der Überprüfung des Fügezustandes auf, um einen fehlerhaften Fügezustand zu korrigieren und/oder zu kennzeichnen, und/oder um eine Information über den Fügezustand auszugeben. Die Korrektur lässt sich vorteilhaft mittels eines Montagewerkzeugs durchführen, welches für den im ersten Verfahrensschritt auszuführenden Fügevorgang verwendet wird. Eine Kennzeichnung eines fehlerhaften Fügezustandes erfolgt beispielsweise mittels einer Markierung, die auf der zweiten Seite der Platine angebracht wird. Eine Information über den Fügezustand wird beispielsweise als optischer und/oder akustischer und/oder haptischer Hinweis in einem mobilen Endgerät und/oder in einer Überwachungseinheit einer Fertigungslinie ausgegeben.
In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung weist das Flexkabel wenigstens einen Testkontakt innerhalb des Kontaktierungsbereichs des Flexkabels auf, welcher mit einem elektrischen Leiter des Flexkabels verbunden ist, der bis in den ersten Montageabschnitt und/oder in den zweiten Montageabschnitt geführt ist, sodass der elektrische Leiter zumindest im gefügten Zustand des Flexkabels und des Steckers von der zweiten Seite der Platine elektrisch kontaktierbar ist. Zur Überprüfung des korrekten Fügezustandes des Flexkabels wird eine elektrische Leitfähigkeit zwischen dem elektrischen Leiter im ersten Montageabschnitt und/oder im zweiten Montageabschnitt und einem mit dem Testkontakt korrespondierenden Kontakt des Steckers, welcher von der zweiten Seite der Platine kontaktierbar ist, ermittelt. Eine Position des Testkontaktes innerhalb der Kontakte im Kontaktierungsbereich ist grundsätzlich nicht eingeschränkt. So ist es beispielsweise möglich, den Testkontakt in der Mitte oder abseits der Mitte des Kontaktierungsbereichs anzuordnen. Ferner ist es möglich, dass der für die Überprüfung der Leitfähigkeit verwendete Kontakt des Steckers als Kontaktfläche (engl. „pad“) auf der Leiterplatte ausgebildet ist, um eine elektrische Kontaktierung zu erleichtern. Die Messung der elektrischen Leitfähigkeit erfolgt beispielsweise mittels des Montagewerkzeugs, welches zum Fügen des Flexkabels und des Steckers verwendet wird. Alternativ oder zusätzlich kann hierfür ein dediziertes Prüfwerkzeug eingesetzt werden. Die elektrische Leitfähigkeit wird beispielsweise durch Anlegen einer Spannung zwischen dem elektrischen Leiter im Montageabschnitt und dem mit dem Testkontakt korrespondierenden Kontakt des Steckers und/oder der mit dem Kontakt des Steckers elektrisch verbundenen Kontaktfläche überprüft. Auf Basis eines gemessenen Stroms und/oder Widerstandes innerhalb der Messanordnung lässt sich anschließend eine Leitfähigkeit ermitteln. Für den beispielhaften Fall, dass ein fließender Strom einen vordefinierten Stromschwellenwert überschreitet und/oder ein Widerstandswert einen vordefinierten Widerstandswert unterschreitet, ist entsprechend von einer korrekten Fügeverbindung zwischen dem Stecker und dem Flexkabel auszugehen.
Besonders vorteilhaft ist der wenigstens eine Testkontakt kleiner ausgebildet als weitere Kontakte des Kontaktierungsbereichs und/oder versetzt („nacheilend“) angeordnet zu den weiteren Kontakten des Kontaktierungsbereichs, sodass während des Fügevorgangs zuerst die weiteren Kontakte mit jeweiligen Kontakten des Steckers kontaktiert werden und der wenigstens eine Testkontakt erst dann mit einem korrespondierenden Kontakt des Steckers kontaktiert wird, wenn der Fügevorgang fehlerfrei abgeschlossen ist. Hierdurch lässt sich eine Zuverlässigkeit bei der Überprüfung der Korrektheit der Fügeverbindung weiter erhöhen, da die Wahrscheinlichkeit, dass eine fehlerhafte Fügeverbindung bei einem vorliegenden Stromfluss durch den Testkontakt vorliegt, dadurch weiter reduziert wird. Vorzugsweise ist der Testkontakt ein erster Testkontakt, der über den ersten Montageabschnitt kontaktierbar ist. Darüber hinaus weist das Flexkabel vorteilhaft einen zweiten Testkontakt auf, der über den zweiten Montageabschnitt kontaktierbar ist. Alternativ oder zusätzlich sind der erste Testkontakt und/oder der zweite Testkontakt jeweils die äußersten Kontakte innerhalb der vorzugsweise parallel angeordneten Kontakte des Kontaktierungsbereichs. Weiter alternativ oder zusätzlich wird der korrekte Fügezustand des Flexkabels anhand separater Leitfähigkeitsmessungen zwischen den Testkontakten und ihren jeweils korrespondierenden Montageabschnitten und/oder mittels einer gemeinsamen Leitfähigkeitsmessung überprüft, bei welcher die elektrischen Leiter der beiden Montageabschnitte oder die mit den Testkontakten korrespondierenden Kontakte des Steckers direkt elektrisch verbunden werden. Die mit den Testkontakten korrespondierenden Kontakte des Steckers lassen sich beispielsweise mittels einer oder mehrerer Leiterbahnen der Platine dauerhaft verbinden. Alternativ oder zusätzlich ist es möglich, dass durch das verwendete Montagewerkzeug und/oder durch ein separates Prüfwerkzeug eine elektrische Verbindung zwischen den Kontakten des Steckers hergestellt wird, welche mit den Testkontakten korrespondieren. Die gemeinsame Leitfähigkeitsmessung bietet den Vorteil einer vereinfachten Kontaktierung durch das Montagewerkzeug und/oder das dedizierte Prüfwerkzeug, da nur die beiden elektrischen Leiter der Montageabschnitte oder nur die beiden korrespondierenden Kontakte des Steckers für die Leitfähigkeitsmessung kontaktiert werden müssen, um einen gemeinsamen Stromkreis über beide Testkontakte herzustellen. Zudem ist nur ein Messkreis erforderlich. Die separaten Leitfähigkeitsmessungen bieten hingegen den Vorteil, dass die korrekte Kontaktierung des ersten Testkontaktes und des zweiten Testkontaktes unabhängig voneinander überprüft werden kann, sodass unterschiedliche Kontaktierungsfehler zwischen dem Flexkabel und dem Stecker unterschieden werden können.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist der wenigstens eine Testkontakt ein Kontakt, der in einem Produktiveinsatz des Flexkabels für eine Signalübertragung und/oder eine elektrische Energieversorgung verwendet wird. Dies bietet den Vorteil, dass keine zusätzlichen Kontakte und Leitungen innerhalb des Flexkabels für die Überprüfung der Korrektheit der Fügeverbindung vorgesehen werden müssen, die in einem Produktiveinsatz nach erfolgreicher Prüfung keinen Verwendungszweck mehr aufweisen, für welche aber ein Platz- und Materialbedarf bereitgestellt werden muss. Auf diese Weise lässt sich das Flexkabel kostengünstiger und/oder platzsparender ausbilden. Alternativ oder zusätzlich wird durch eine Verwendung wenigstens zweier Testkontakte, die einen vordefinierten Abstand zueinander aufweisen, eine Art eines Fehlerzustandes, insbesondere eine Richtung einer Verkippung des Flexkabels in Bezug auf den Stecker ermittelt. Die Information über den konkret vorliegenden Fehlerfall lässt sich besonders vorteilhaft für eine gezielte Korrektur einer fehlerhaften Fügeverbindung nutzen.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Überprüfen des korrekten Fügezustandes des Flexkabels und des Steckers dadurch, dass der erste Montageabschnitt und/oder der zweite Montageabschnitt im gefügten Zustand durch ein Prüfwerkzeug mittels einer Kraft beaufschlagt werden, die in eine entgegengesetzte Richtung zur Fügerichtung wirkt und dadurch, dass gemessen wird, ob die Kraft einen vordefinierten Zielwert erreicht und/oder ob der vordefinierte Zielwert für einen vordefinierten Zeitraum aufrechterhalten bleibt und/oder ob eine Position des Flexkabels und/oder des Prüfwerkzeugs innerhalb des vordefinierten Zeitraums im Wesentlichen unverändert bleibt. Mit anderen Worten erfolgt in diesem Fall eine mechanische Prüfung der Korrektheit der Fügeverbindung durch Ausüben einer Kraft auf einen oder beide Montageabschnitte, deren Auswirkung einen Rückschluss auf die Korrektheit der Fügeverbindung und/oder auf einen konkreten Fehlerzustand zulässt. Die ermittelte Information lässt sich für eine gezielte Korrektur der Fügeverbindung durch das Montagewerkzeug und/oder das Prüfwerkzeug verwenden. Für den beispielhaften Fall, dass der erste Montageabschnitt durch das Ausüben der Kraft in entgegengesetzter Richtung zur Fügerichtung nachgibt, während der zweite Montageabschnitt unverändert bleibt, kann beispielsweise von einem nicht erfolgten Einrasten des Flexkabels in den Stecker auf der Seite des ersten Montagebereichs ausgegangen werden. Durch ein erneutes Ziehen des ersten Montageabschnitts in Fügerichtung lässt sich dieser Fehler ggf. korrigieren. Vorteilhaft erfolgt die vorstehend beschriebene mechanische Prüfung nach abgeschlossener Korrektur erneut.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung erfolgt das Überprüfen des korrekten Fügezustandes dadurch, dass mittels eines optischen Sensors (z. B. eine RGB- und/oder eine monochrome Kamera) eine Position und/oder eine Größe und/oder eine Ausrichtung des ersten Montageabschnitts und/oder des zweiten Montageabschnitts in Bezug zur Platine erfasst wird (z. B. über eine Markierung auf der Platine und/oder über ein auf der Platine angeordnetes Referenzobjekt und/oder über eine charakteristische Bestückung und/oder über ein Leiterbahnenmuster der Platine, usw.) und dadurch, dass ermittelt wird, ob die durch den optischen Sensor erfassten Größen (d. h., die Position und/oder die Größe und/oder die Ausrichtung) mit vordefinierten korrespondierenden Sollgrößen übereinstimmen.
Gemäß einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Flexkabel vorgeschlagen, welches wenigstens einen Kontaktierungsbereich mit einer Vielzahl parallel angeordneter Kontakte aufweist, wobei wenigstens einer der Kontakte einen Testkontakt repräsentiert und welches einen ersten Montageabschnitt und einen zweiten Montageabschnitt aufweist, wobei das Flexkabel eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden Stecker (reversibel oder irreversibel) verbunden zu werden, sodass die Kontakte des Kontaktierungsbereichs elektrische Verbindungen mit jeweiligen korrespondierenden Kontakten des Steckers herstellen. Der erste Montageabschnitt und der zweite Montageabschnitt sind jeweils länglich ausgebildete Überstände an jeweiligen Seiten des Kontaktierungsbereichs des Flexkabels, welche sich in einer Längsrichtung des Flexkabels über den Kontaktierungsbereich des Flexkabels hinaus erstrecken. Ferner sind der erste Montageabschnitt und der zweite Montageabschnitt eingerichtet, in Richtung des zu verbindenden Steckers gezogen zu werden, um das Flexkabel und den Stecker zu fügen. Zudem ist der wenigstens eine T estkontakt mit einem elektrischen Leiter des Flexkabels verbunden, der bis in den ersten Montageabschnitt und/oder in den zweiten Montageabschnitt geführt ist, sodass der elektrische Leiter eingerichtet ist, über den ersten Montageabschnitt und/oder den zweiten Montageabschnitt elektrisch kontaktiert zu werden.
Besonders vorteilhaft ist der wenigstens eine Testkontakt des Flexkabels kleiner ausgebildet ist als die weiteren Kontakte des Kontaktierungsbereichs und/oder er ist versetzt („nacheilend“) angeordnet zu den weiteren Kontakten des Kontaktierungsbereichs, sodass der Testkontakt eingerichtet ist, während eines Fügevorgangs des Flexkabels erst dann mit einem korrespondierenden Stecker kontaktiert zu werden, wenn die weiteren Kontakte bereits mit jeweiligen Kontakten des Steckers in Kontakt stehen. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die begleitende Zeichnung im Detail beschrieben. Dabei zeigen:
Figur 1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Flexkabels in einer ersten Ausführungsform und eines korrespondierenden Steckers vor einem Fügevorgang;
Figur 2a eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Flexkabels in der ersten Ausführungsform und des korrespondierenden Steckers während einer ersten erfindungsgemäßen Prüfung des Fügezustandes;
Figur 2b eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Flexkabels in der ersten Ausführungsform und des korrespondierenden Steckers während einer zweiten erfindungsgemäßen Prüfung des Fügezustandes;
Figur 2c eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Flexkabels in der ersten Ausführungsform und des korrespondierenden Steckers während einer dritten erfindungsgemäßen Prüfung des Fügezustandes;
Figur 3 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Flexkabels in einer zweiten Ausführungsform und eines korrespondierenden Steckers während einer weiteren erfindungsgemäßen Prüfung eines Fügezustandes; und
Figur 4 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen
Flexkabels in der zweiten Ausführungsform während einer weiteren erfindungsgemäßen Prüfung eines Fügezustandes.
Figur 1 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flexkabels 10 in einer ersten Ausführungsform und eines korrespondierenden Steckers 30 vor einem Fügevorgang der beiden Komponenten 10, 30, wobei der Fügevorgang zur Herstellung einer elektrischen Kontaktierung zwischen Kontakten 17 des Flexkabels 10 und jeweils korrespondierenden Kontakten des Steckers 30 durchgeführt wird.
Das Flexkabel 10, welches eine Vielzahl von Adern zur Herstellung einer elektrischen Verbindung aufweist, die jeweils über die Kontakte 17 des Flexkabels 10 kontaktierbar sind, befindet sich hier in einem Vorbereitungszustand zur Durchführung des Fügevorgangs zwischen dem Flexkabel 10 und dem Stecker 30. Der Stecker 30 ist auf einer ersten Seite 42 einer Platine 40 montiert. In diesem Vorbereitungszustand ist das Flexkabel 10 in eine Zentriereinheit 70 eingeführt, welche während des nachfolgenden Fügevorgangs eine Führung des Flexkabels 10 sicherstellt.
Das Flexkabel 10 weist einen ersten Montageabschnitt 12 und einen zweiten Montageabschnitt 14 auf, welche in einem nachfolgenden Fügevorgang verwendet werden, um das Flexkabel 10 in eine Fügerichtung 20 des Steckers 30 zu ziehen, mit welchem das Flexkabel 10 zu kontaktieren ist. Die Fügerichtung 20 verläuft hier senkrecht zur Ebene der Platine 40.
Der erste Montageabschnitt 12 und der zweite Montageabschnitt 14 sind jeweils länglich ausgebildete Überstände an jeweiligen Seiten eines mit dem Stecker 30 zu verbindenden Kontaktierungsbereichs 16 des Flexkabels 10, welche sich in einer Längsrichtung des Flexkabels 10 über den Kontaktierungsbereich 16 des Flexkabels 10 hinaus erstrecken. Die Montageabschnitte 12, 14 weisen hier zudem jeweils Stanzlöcher 90 in ihren Endabschnitten auf, in welche ein (nicht gezeigtes) Montagewerkzeug für eine erleichterte Ausführung des Fügevorgangs eingreifen kann. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die Stanzlöcher 90 für die Durchführung des Fügevorgangs nicht zwingend erforderlich sind und somit entfallen können.
Der erste Montageabschnitt 12 und der zweite Montageabschnitt 14 sind in dem Vorbereitungszustand durch korrespondierende Öffnungen 46 (die in Figur 4 sichtbar sind) in der Platine 40 geführt, um die Montageabschnitte 12, 14 im nachfolgenden Fügevorgang von einer zweiten Seite 44 der Platine 40, welche der ersten Seite 42 gegenüberliegt, in Richtung der Fügerichtung 20 des Steckers 30 gezogen zu werden. Das Flexkabel 10 weist darüber hinaus einen ersten Testkontakt 18 innerhalb des Kontaktierungsbereichs 16 des Flexkabels 10 auf, welcher mit einem elektrischen Leiter 15 des Flexkabels 10 verbunden ist, der bis in den ersten Montageabschnitt 12 geführt ist, sodass der erste Testkontakt 18 über den ersten Montageabschnitt 12 elektrisch kontaktierbar ist.
Das Flexkabel 10 weist weiter einen zweiten Testkontakt 19 innerhalb des Kontaktierungsbereichs 16 des Flexkabels 10 auf, welcher mit einem elektrischen Leiter 15 des Flexkabels 10 verbunden ist, der bis in den zweiten Montageabschnitt 14 geführt ist, sodass der zweite Testkontakt 19 über den zweiten Montageabschnitt 14 elektrisch kontaktierbar ist.
Der erste Testkontakt 18 und der zweite Testkontakt 19 sind hier jeweils die äußersten Kontakte 17 des Kontaktierungsbereichs 16 des Flexkabels 10, ohne auf eine solche Anordnung eingeschränkt zu sein. Zudem sind beide Testkontakte 18, 19 versetzt („nacheilend“) zu den weiteren parallel angeordneten Kontakten 17 des Kontaktierungsbereichs 16 angeordnet, sodass bei der Durchführung des Fügevorgangs zunächst die weiteren Kontakte 17 mit den Kontakten des Steckers 30 in Kontakt kommen, bevor die Testkontakte 18, 19 mit ihren korrespondierenden Kontakten des Steckers 30 in Kontakt kommen. Die Testkontakte 18, 19 sind dabei derart ausgebildet, dass von einem korrekten Fügezustand des Flexkabels 10 und des Steckers 30 auszugehen ist, wenn diese eine elektrische Verbindung mit ihren korrespondierenden Kontakten des Steckers 30 herstellen.
Die mit den Testkontakten 18, 19 korrespondierenden Kontakte des Steckers 30 sind elektrisch mit jeweiligen Kontaktflächen 80 („Pads“) verbunden, welche auf der zweiten Seite 44 der Platine 40 für eine elektrische Kontaktierung durch ein in Fig. 2 gezeigtes Prüfwerkzeug 50 vorgesehen sind.
Figur 2a zeigt eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Flexkabels 10 in der ersten Ausführungsform und des korrespondierenden Steckers 30 während einer ersten erfindungsgemäßen Prüfung des Fügezustandes zwischen dem Flexkabel 10 und dem Stecker 30.
Da Figur 2a das Flexkabel 10 und den Stecker 30 gemäß Figur 1 im nun gefügten Zustand zeigt, werden zur Vermeidung von Wiederholungen nachfolgend im Wesentlichen nur die Unterschiede zwischen den Figuren 1 und 2a erläutert.
In Figur 2a ist der Fügevorgang durch ein Ziehen des Flexkabels 10 in die Fügerichtung 20 abgeschlossen, sodass mit einer Überprüfung einer Korrektheit des Fügezustandes begonnen werden kann. Dies erfolgt hier auf Basis einer Messung eines elektrischen Stroms mittels jeweiliger Stromsensoren 52, um eine elektrische Leitfähigkeit zwischen den Testkontakten 18, 19 und ihren jeweils korrespondierenden Kontakten des Steckers 30 sicherzustellen.
Hierbei wird jeweils ein Prüfwerkzeug 50 elektrisch mit den Kontaktflächen 80 und den korrespondierenden elektrischen Leitern 15 in den Montageabschnitten 12, 14 verbunden, sodass bei korrekter Kontaktierung der Testkontakte 18, 19 mit dem Stecker 30 jeweils ein Stromfluss messbar ist.
Durch die separate Überprüfung des ersten Testkontaktes 18 und des zweiten Testkontaktes 19 wird eine genaue Identifizierung eines potentiell vorliegenden Fehlerzustandes ermöglicht, da auf diese Weise ermittelt werden kann, welcher der Testkontakte 18, 19 ggf. fehlerhaft kontaktiert ist, sodass auf Basis dieser Information vorteilhaft eine gezielte Korrektur des Fehlers vorgenommen werden kann.
Es sei darauf hingewiesen, dass die beiden Kontaktflächen 80 auf der zweiten Seite der Platine 40 dauerhaft oder temporär elektrisch verbunden sein können, sodass alternativ eine Gesamtstrommessung zwischen dem elektrischen Leiter 15 im ersten Montageabschnitt 12 und dem elektrischen Leiter 15 im zweiten Montageabschnitt 14 erfolgen kann.
Figur 2b zeigt eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Flexkabels in der ersten Ausführungsform und des korrespondierenden Steckers während einer zweiten erfindungsgemäßen Prüfung des Fügezustandes.
Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend nur die Unterschiede zwischen Figur 2b und Figur 2a erläutert und es wird ansonsten auf die Beschreibung zu Figur 2a verwiesen. In Figur 2b erfolgt die Überprüfung der Korrektheit des Fügezustandes auf Basis einer einzelnen Spannungsquelle und eines einzelnen Stromsensors 52, indem die Kontakte der jeweiligen Prüfwerkzeuge 50 gemäß der Darstellung in Fig. 2b verbunden sind, wodurch im Falle eines vorliegenden korrekten Fügezustandes ein Stromkreis über die Prüfwerkzeuge 52 geschlossen wird.
Figur 2c zeigt eine schematische Ansicht des erfindungsgemäßen Flexkabels in der ersten Ausführungsform und des korrespondierenden Steckers während einer dritten erfindungsgemäßen Prüfung des Fügezustandes.
Zur Vermeidung von Wiederholungen werden nachfolgend nur die Unterschiede zwischen Figur 2c und Figur 2b erläutert und es wird ansonsten auf die Beschreibung zu den Figuren 2a und 2b verwiesen.
In Figur 2c erfolgt die Überprüfung der Korrektheit des Fügezustandes, indem der Stromkreis über eine auf der Platine 40 angeordnete Leiterbahn 41 geschlossen wird, welche mit den Testkontakten 18, 19 korrespondierende Kontakte des Steckers 30 elektrisch verbindet.
Entsprechend können die Prüfwerkzeuge 50, welche in den Figuren 2a und 2b die Kontaktflächen 80 (die in Fig. 2c nicht erforderlich sind) kontaktieren, entfallen, da der Stromkreis über die Leiterbahn 41 geschlossen wird, sofern ein korrekter Fügezustand vorliegt.
Figur 3 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flexkabels 10 in einer zweiten Ausführungsform und eines korrespondierenden Steckers 30 während einer weiteren erfindungsgemäßen Prüfung eines Fügezustandes.
Aufgrund zahlreicher Übereinstimmungen zwischen den Figuren 1 , 2 und 3 werden zur Vermeidung von Wiederholungen nachfolgend überwiegend nur die Unterschiede zwischen Figur 3 und den Figuren 1 und 2 erläutert.
In Figur 3 weist das Flexkabel keine elektrischen Leiter 15 in den Montageabschnitten 12, 14 und keine Testkontakte 18, 19 auf, da in diesem Fall eine rein mechanische Prüfung des korrekten Fügezustandes zwischen dem Flexkabel 10 und dem Stecker 30 erfolgt. Dies schließ nicht aus, dass eine solche mechanische Prüfung auch mit einem gemäß Figur 1 und 2 ausgebildeten Flexkabel 10 ausgeführt wird.
Hier werden der erste Montageabschnitt 12 und der zweite Montageabschnitt 14 im gefügten Zustand durch ein Prüfwerkzeug 50 mittels einer vordefinierten Prüfkraft 55 beaufschlagt, die in eine entgegengesetzte Richtung zur Fügerichtung 20 wirkt, wobei das Prüfwerkzeug 50 hier gleichzeitig ein Montagewerkzeug 95 für den Fügevorgang ist. Die Prüfkraft 55 ist vorteilhaft derart bemessen, dass sie geringer ist, als eine Kraft, die eingerichtet ist, eine Rastverbindung zwischen dem Flexkabel 10 und dem Stecker 30 im Fügezustand zu lösen, die aber groß genug ist, um einen fehlerhaften Fügezustand zu detektieren.
Auf Basis der Prüfkraft 55 wird gemessen, ob die Prüfkraft 55 einen vordefinierten Zielwert erreicht und ob der vordefinierte Zielwert für einen vordefinierten Zeitraum aufrechterhalten bleibt und ob eine Position des Flexkabels und des Prüfwerkzeugs innerhalb des vordefinierten Zeitraums im Wesentlichen unverändert bleibt. Sind vorstehend genannte Voraussetzungen erfüllt, ist von einem korrekten Fügezustand auszugehen.
In Figur 3 ist zusätzlich ein Zentrierstift 75 gezeigt, welcher zur Positionierung der Zentriereinheit 70 in Bezug auf die Platine 40 dient. Ein solcher Zentrierstift 75 kann auch in der Konfiguration vorteilhaft angewendet werden, die in Figur 1, in Figur 2a, in Figur 2b und in Figur 2c gezeigt ist.
Figur 4 zeigt eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Flexkabels 10 in der zweiten Ausführungsform während einer weiteren erfindungsgemäßen Prüfung eines Fügezustandes.
Hier erfolgt eine Prüfung des korrekten Fügezustandes zwischen jeweiligen Flexkabeln 10 und jeweiligen (hier nicht sichtbaren) Steckern mittels eines als Kamera 60 ausgebildeten optischen Sensors, welcher eingerichtet ist eine Position und eine Größe und eine Ausrichtung der jeweiligen ersten Montageabschnitte 12 und der zweiten Montageabschnitte 14 in Bezug zur Platine 40 auf der zweiten Seite 44 der Platine 40 zu erfassen. Der Bezug zur Platine 40 wird hier durch eine Auswertung eines (nicht gezeigten) charakteristischen Leiterbahnenmusters sichergestellt. Auf Basis des Leiterbahnenmusters lassen sich folglich ein Sollabstand und ein Sollwinkel der Kamera 60 bezüglich der Platine 40 einstellen und/oder Abweichungen diesbezüglich rechnerisch kompensieren, sodass eine zuverlässige Überprüfung der Sollgrößen der Montageabschnitte 12, 14 erfolgen kann.
Ein korrekter Fügezustand lässt sich auf diese Weise dann ermitteln, wenn die durch die Kamera 60 erfassten Größen mit vordefinierten korrespondierenden Sollgrößen für den korrekten Fügezustand übereinstimmen. Zudem sind in Figur 4 die in der Platine 40 vorgesehenen Öffnungen 46 gezeigt, durch welche die Montageabschnitte 12, 14 der jeweiligen Flexkabel 10 von der ersten Seite 42 der Platine 40 zur zweite Seite 44 der Platine 40 geführt werden können.

Claims

Ansprüche
1. Verfahren zur Überwachung eines Fügevorgangs eines Flexkabels (10) aufweisend:
• einen ersten Schritt (100) zum Verwenden eines ersten Montageabschnitts (12) und eines zweiten Montageabschnitts (14) des Flexkabels (10), um das Flexkabel (10) in eine Fügerichtung (20) eines Steckers (30) zu ziehen, mit welchem das Flexkabel (10) zu verbinden ist, wobei o der Stecker (30) auf einer ersten Seite (42) einer Platine (40) befestigt ist und die Fügerichtung (20) des Steckers (30) quer, insbesondere senkrecht, zur Ebene der Platine (40) verläuft, o der erste Montageabschnitt (12) und der zweite Montageabschnitt (14) jeweils länglich ausgebildete Überstände an jeweiligen Seiten eines mit dem Stecker (30) zu verbindenden Kontaktierungsbereichs (16) des Flexkabels (10) sind, welche sich in einer Längsrichtung des Flexkabels (10) über den Kontaktierungsbereich (16) des Flexkabels (10) hinaus erstrecken, o der erste Montageabschnitt (12) und der zweite Montageabschnitt (14) zum Fügen des Flexkabels (10) durch korrespondierende Öffnungen (46) in der Platine (40) geführt werden, um die Montageabschnitte (12, 14) von einer zweiten Seite (44) der Platine (40), welche der ersten Seite (42) gegenüberliegt, in Richtung der Fügerichtung (20) des Steckers (30) zu ziehen, und
• einen zweiten Schritt (200) zum Verwenden der auf der zweiten Seite (44) der Platine (40) nach dem Fügen zugänglichen Teile des ersten Montageabschnitts (12) und/oder des zweiten Montageabschnitts (14), um einen korrekten Fügezustand des Flexkabels (10) und des Steckers (30) anhand einer elektrischen und/oder optischen und/oder mechanischen Eigenschaft des ersten Montageabschnitts (12) und/oder des zweiten Montageabschnitts (14) zu überprüfen. Verfahren nach Anspruch 1 weiter aufweisend einen Schritt zum Verwenden des Ergebnisses der Überprüfung des Fügezustandes, um einen fehlerhaften Fügezustand zu korrigieren und/oder zu kennzeichnen, und/oder um eine Information über den Fügezustand auszugeben. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei
• das Flexkabel (10) wenigstens einen Testkontakt (18) innerhalb des Kontaktierungsbereichs (16) des Flexkabels (10) aufweist, welcher mit einem elektrischen Leiter (15) des Flexkabels (10) verbunden ist, der bis in den ersten Montageabschnitt (12) und/oder in den zweiten Montageabschnitt (14) geführt ist, sodass der elektrische Leiter (15) zumindest im gefügten Zustand des Flexkabels (10) und des Steckers (30) von der zweiten Seite (44) der Platine (40) elektrisch kontaktierbar ist, und
• zur Überprüfung des korrekten Fügezustandes des Flexkabels (10) eine elektrische Leitfähigkeit zwischen dem elektrischen Leiter (15) im ersten Montageabschnitt (12) und/oder im zweiten Montageabschnitt (14) und einem mit dem Testkontakt (18) korrespondierenden Kontakt des Steckers (30), welcher von der zweiten Seite (44) der Platine (40) kontaktierbar ist, ermittelt wird. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der wenigstens eine Testkontakt (18) kleiner ausgebildet ist als weitere Kontakte (17) des Kontaktierungsbereichs (16) und/oder versetzt angeordnet ist zu den weiteren Kontakten (17) des Kontaktierungsbereichs (16), sodass während des Fügevorgangs zuerst die weiteren Kontakte (16) mit jeweiligen Kontakten des Steckers (30) kontaktiert werden und der Testkontakt (18) erst dann mit einem korrespondierenden Kontakt des Steckers (30) kontaktiert wird, wenn der Fügevorgang fehlerfrei abgeschlossen ist. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei
• der Testkontakt ein erster Testkontakt (18) ist, der über den ersten Montageabschnitt (12) kontaktierbar ist und das Flexkabel (10) einen zweiten Testkontakt (19) aufweist, der über den zweiten Montageabschnitt (14) kontaktierbar ist, und/oder • der erste T estkontakt (18) und/oder der zweite T estkontakt (19) jeweils die äußersten Kontakte innerhalb der parallel angeordneten Kontakte (17, 18, 19) des Kontaktierungsbereichs (16) sind, und/oder
• der korrekte Fügezustand des Flexkabels (10) anhand separater Leitfähigkeitsmessungen zwischen den Testkontakten (18, 19) und ihren jeweils korrespondierenden Montageabschnitten (12, 14) und/oder mittels einer gemeinsamen Leitfähigkeitsmessung überprüft wird, bei welcher die elektrischen Leiter (15) der beiden Montageabschnitte (12, 14) oder die mit den Testkontakten (18, 19) korrespondierenden Kontakte des Steckers (30) direkt elektrisch verbunden werden. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, wobei
• der wenigstens eine Testkontakt (18) ein Kontakt ist, der in einem Produktiveinsatz des Flexkabels (10) für eine Signalübertragung und/oder eine elektrische Energieversorgung verwendet wird, und/oder
• unter Verwendung wenigstens zweier Testkontakte (18, 19), die einen vordefinierten Abstand zueinander aufweisen, eine Art eines Fehlerzustandes, insbesondere eine Richtung einer Verkippung des Flexkabels (10) in Bezug auf den Stecker (30), ermittelt wird. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Überprüfen des korrekten Fügezustandes dadurch erfolgt, dass
• der erste Montageabschnitt (12) und/oder der zweite Montageabschnitt (14) im gefügten Zustand durch ein Prüfwerkzeug (50) mittels einer Kraft beaufschlagt werden, die in eine entgegengesetzte Richtung zur Fügerichtung (20) wirkt, und
• gemessen wird, ob die Kraft einen vordefinierten Zielwert erreicht und/oder ob der vordefinierte Zielwert für einen vordefinierten Zeitraum aufrechterhalten bleibt und/oder ob eine Position des Flexkabels (10) und/oder des Prüfwerkzeugs (50) innerhalb des vordefinierten Zeitraums im Wesentlichen unverändert bleibt. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Überprüfen des korrekten Fügezustandes dadurch erfolgt, dass • mittels eines optischen Sensors (60) eine Position und/oder eine Größe und/oder eine Ausrichtung des ersten Montageabschnitts (12) und/oder des zweiten Montageabschnitts (14) in Bezug zur Platine (40) erfasst wird, und
• ermittelt wird, ob die durch den optischen Sensor (60) erfassten Größen mit vordefinierten korrespondierenden Sollgrößen übereinstimmen. lexkabel (10) aufweisend:
• einen Kontaktierungsbereich (16) mit einer Vielzahl parallel angeordneter Kontakte (17), wobei wenigstens einer der Kontakte (17) einen Testkontakt (18) repräsentiert, und
• einen ersten Montageabschnitt (12) und einen zweiten Montageabschnitt (14), wobei
• das Flexkabel (10) eingerichtet ist, mit einem korrespondierenden Stecker (30) verbunden zu werden, sodass die Kontakte (17, 18) des Kontaktierungsbereichs (16) elektrische Verbindungen mit jeweiligen korrespondierenden Kontakten des Steckers (30) herstellen,
• der erste Montageabschnitt (12) und der zweite Montageabschnitt
(14) o jeweils länglich ausgebildete Überstände an jeweiligen Seiten des Kontaktierungsbereichs (16) des Flexkabels (10) sind, welche sich in einer Längsrichtung des Flexkabels (10) über den Kontaktierungsbereich (16) des Flexkabels (10) hinaus erstrecken, und o eingerichtet sind, in Richtung des zu verbindenden Steckers (30) gezogen zu werden, um das Flexkabel (10) und den Stecker (30) zu fügen, und
• der wenigstens eine Testkontakt (18) mit einem elektrischen Leiter
(15) des Flexkabels (10) verbunden ist, der bis in den ersten Montageabschnitt (12) und/oder in den zweiten Montageabschnitt (14) geführt ist, sodass der elektrische Leiter (15) eingerichtet ist, über den ersten Montageabschnitt (12) und/oder den zweiten Montageabschnitt (14) elektrisch kontaktiert zu werden. Flexkabel (10) nach Anspruch 9, wobei der wenigstens eine Testkontakt (18) kleiner ausgebildet ist als die weiteren Kontakte (17) des Kontaktierungsbereichs (16) und/oder versetzt angeordnet ist zu den weiteren Kontakten (17) des Kontaktierungsbereichs (16), sodass der Testkontakt (18) eingerichtet ist, während eines Fügevorgangs des
Flexkabels (10) erst dann mit einem korrespondierenden Stecker (30) kontaktiert zu werden, wenn die weiteren Kontakte (17) bereits mit jeweiligen Kontakten des Steckers (30) in Kontakt stehen.
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