3-D-Montagekontrolle von Einpresskontakten

| Autor / Redakteur: Thomas Hoheisel, Jens Kokott * / Kristin Rinortner

Bild 4: 3-D-Visualisierung eines eingepressten Pins in der Leiterplatte.
Bild 4: 3-D-Visualisierung eines eingepressten Pins in der Leiterplatte. (Bild: GÖPEL electronic)

Das Inspektionssystem TMSA wurde für die Montagekontrolle von Einpresskontakten entwickelt. Mit ihm lassen sich direkt nach dem Einpressen tiefe Bohrungen mit kleinen Durchmessern vermessen.

Nachdem die Umstellung von bleihaltiger auf bleifreie Lötung elektronischer Baugruppen vor einigen Jahren für viel Wind in der Verbindungstechnik gesorgt hat, steht nun – zumindest bei einigen Bauteilen – ein nicht weniger spektakulärer Wandel bevor: Bei einer zunehmenden Anzahl von Steckverbindern wird seit einiger Zeit vollständig auf das Löten verzichtet.

Die Herstellung des elektrischen Kontaktes erfolgt dabei durch eine kraftschlüssige Verbindung der Anschlüsse mit der Durchkontaktierung in der Leiterplatte. Um eine sichere Funktionsweise zu garantieren, stehen damit jedoch auch neue Anforderungen an die Qualitätsprüfung an, welche ihrerseits neue Verfahren der Messtechnik erfordern.

Das nachfolgende Beispiel zeigt, wie bei der Firma Coriant diese neue Aufgabe durch Einsatz innovativer Technologien gelöst wird.

Netzwerklösungen für die Zukunft

Coriant ist einer der weltweit führenden Anbieter von innovativen und dynamischen Datenübertragungssystemen im Bereich Packet Optical und für Verbindungen von Datenzentren untereinander. Mit seinen Lösungen, Produkten und Dienstleistungen unterstützt das Unternehmen Telekommunikationsanbieter weltweit dabei, die Komplexität ihrer Netze zu reduzieren, eine Grundlage für die neue Generation von Services im Bereich Mobile, Video und Cloud zu schaffen und somit den größtmöglichen Wert aus bestehender Netzinfrastruktur zu ziehen.

Dabei stützt sich die Firma auf mehr als 1800 Patente und über 35 Jahre Erfahrung im Aufbau hochleistungsfähiger optischer Telekommunikationsnetze. Coriant betreut über 500 Kunden in mehr als 100 Ländern – Betreiber von Mobilfunknetzen, Festnetzen, Cloud- und Data-Center-Netze oder Anbieter von Web 2.0 oder Großunternehmen – und kann 9 der Top 10 Netzbetreibern der Welt zu seinen Kunden zählen. In seinem Berliner Delivery Operations Center stellt Coriant schwerpunktmäßig Systeme für die Langstreckenübertragung her.

Tiefenmessung in Bohrungen

Baugruppen wie die in Bild 1 dargestellte werden in Schaltschränken, sogenannten Racks, verbaut und sind Bestandteile einer Übertragungsstrecke. Auf Baugruppen der neuesten Generation werden zunehmend Einpresssteckverbinder eingesetzt, die zur Erfüllung der hochfrequenztechnischen Anforderungen sehr kurze Pins besitzen.

Bei komplexen Multilayerboards mit mehr als 20 Lagen sind die Pins kürzer als die Leiterplattendicke und können von der Gegenseite her nicht mit herkömmlichen Mitteln auf korrekten Einbau überprüft werden. Erschwerend kommt hinzu, dass der Durchmesser der Bohrungen bei diesen Steckverbindern weit unterhalb von 1 mm liegt.

Neben der einfachen Existenz des Pins in der Bohrung spielt auch die realisierte Einpresstiefe eine Rolle für die Qualität der Signalübertragung. Sollte der Pin sich beim Einpressen so verbogen haben, dass ein Kurzschluss hergestellt wird, kann dies zu elektrischen Beschädigungen an weiteren Baugruppen führen.

Die Suche nach einem Inspektionssystem, das die beschriebenen Einpresssteckverbinder sicher und mit ausreichender Geschwindigkeit testen kann, gestaltete sich schwierig. Im Gespräch mit der Firma GÖPEL electronic ergab sich schließlich die Möglichkeit, ein System der bereits etablierten „AdvancedLine“-Reihe mit einer 3-D-Messtechnik auszustatten, so dass es den dargestellten Kriterien entspricht.

3-D-Messungen auf Basis der TMSA-Technologie

Unter dem Namen Telecentric Multi Spot Array, kurz TMSA, stellt das Unternehmen aus Jena eine Technologie bereit, welche eine 3-D-Vermessung selbst in tiefe Bohrungen mit kleinsten Durchmessern hinein gestattet.

In ein eigens für diesen Zweck entwickeltes telezentrisches Messobjektiv wird bei diesem Verfahren eine Lichtquelle eingekoppelt. Dadurch erreicht man, dass im Gegensatz zu Triangulationstechnologien, kein Winkel zwischen Lichtquelle und Sensorik besteht und somit Beleuchtungs- und Signalstrahlengang identisch sind.

Vorteil dieser Anordnung ist, dass zum einen keine Schattenbildung an hohen Bauelementen entsteht und zum anderen auch in tiefe Bauteilschluchten oder Bohrungen sicher gemessen werden kann.

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