Der Herstellungsprozess elektronischer Steckverbinder: Qualität in jeder Phase sicherstellen

Es gibt viele Arten von elektronischen Steckverbindern, der Herstellungsprozess ist jedoch grundsätzlich derselbe und lässt sich im Allgemeinen in die folgenden vier Phasen unterteilen:

Stempeln

Überzug

Spritzguss

Montage

Terminalprägung

Der Herstellungsprozess elektronischer Steckverbinder beginnt typischerweise mit gestanzten Stiften. Mit großen Hochgeschwindigkeits-Stanzmaschinen werden elektronische Steckverbinder (Pins) aus dünnen Metallstreifen gestanzt. Ein Ende der großen Metallbandrolle wird in das vordere Ende der Stanzmaschine eingeführt, das andere Ende durchläuft die hydraulische Werkbank der Stanzmaschine und wird auf das Aufnahmerad aufgewickelt. Der Metallstreifen wird vom Aufnahmerad herausgezogen und aufgerollt, um das fertige Produkt auszustanzen.

Anschlussbeschichtung

Nachdem die Steckerstifte gestanzt wurden, sollten sie zur Galvanisierungsabteilung geschickt werden. In diesem Stadium werden die elektrischen Kontaktflächen des Steckverbinders mit verschiedenen Metallbeschichtungen versehen. Ähnliche Probleme wie beim Stanzen, wie z. B. Verdrehen, Risse oder Verformungen der Stifte, treten auch auf, wenn die gestanzten Stifte der Galvanisierungsanlage zugeführt werden. Durch die in diesem Artikel beschriebene Technologie können solche Qualitätsmängel leicht erkannt werden.

Für die meisten Anbieter von Bildverarbeitungssystemen sind jedoch viele Qualitätsmängel, die während des Galvanikprozesses auftreten, immer noch „verbotene Bereiche“ des Inspektionssystems. Hersteller von elektronischen Steckverbindern wünschen sich Inspektionssysteme, die inkonsistente Fehler wie kleine Kratzer auf der Beschichtungsoberfläche von Steckverbinderstiften erkennen können. Obwohl diese Mängel bei anderen Produkten (z. B. Dosenböden aus Aluminium oder anderen relativ flachen Oberflächen) leicht zu erkennen sind, sind sie für visuelle Inspektionssysteme aufgrund der unregelmäßigen und abgewinkelten Oberflächengestaltung der meisten elektronischen Steckverbinder schwierig zu erkennen. genügend Bilder, um diese subtilen Mängel zu identifizieren.

Schalenspritzguss

Der Kunststoff-Boxhalter für den elektronischen Steckverbinder wird im Spritzgussverfahren hergestellt. Der übliche Prozess besteht darin, geschmolzenen Kunststoff in eine Metallmembran zu spritzen und ihn dann schnell in Form abzukühlen. Sogenannte Defekte entstehen, wenn der geschmolzene Kunststoff die Membran nicht vollständig ausfüllt. Dies ist ein typischer Fehler, der während der Spritzgussphase erkannt werden muss. Weitere Mängel sind gefüllte oder teilweise blockierte Verbindungslöcher (diese Verbindungslöcher müssen frei und frei gehalten werden, um ein ordnungsgemäßes Einsetzen der Stifte während der Endmontage zu ermöglichen). Da durch die Hintergrundbeleuchtung fehlende Boxenhalter und verstopfte Steckdosen leicht erkannt werden können, ist das Bildverarbeitungssystem zur Qualitätsprüfung nach dem Spritzgießen relativ einfach und unkompliziert.

Gehäuse- und Klemmenblockbaugruppe

Der letzte Schritt bei der Herstellung elektronischer Steckverbinder ist die Montage des fertigen Produkts. Es gibt zwei Möglichkeiten, die galvanisierten Stifte mit dem spritzgegossenen Kastenboden zu verbinden: getrenntes Stecken oder kombiniertes Stecken. Unter Einzelstecken versteht man das Verbinden jeweils eines Pins; Beim kombinierten Stecken werden mehrere Pins gleichzeitig mit dem Boxenhalter verbunden. Unabhängig davon, welche Verbindungsmethode gewählt wird, müssen Hersteller während der Montagephase erkennen, ob alle Stifte fehlen und richtig positioniert sind. Eine andere Art von Routineinspektionsaufgabe bezieht sich auf die Messung des Abstands auf der Kontaktfläche des Steckverbinders.

Die Erkennung der „Ist-Position“ (True Position) ist eine weitere Anforderung an das Erkennungssystem für die Steckverbindermontage. Diese „tatsächliche Position“ ist der Abstand von der Spitze jedes Stifts bis zu einer festgelegten Design-Grundlinie. Das visuelle Inspektionssystem muss diese imaginäre Basislinie auf dem Inspektionsbild erstellen, um die „tatsächliche Position“ jedes Stiftscheitels zu messen und festzustellen, ob er den Qualitätsstandards entspricht. Allerdings ist der Referenzpunkt, der zur Abgrenzung dieser Referenzlinie verwendet wird, auf dem eigentlichen Verbindungsstück oft nicht sichtbar oder erscheint manchmal auf einer anderen Ebene und ist nicht gleichzeitig in derselben Aufnahme zu sehen. In einigen Fällen musste der Kunststoff am Steckergehäuse abgeschliffen werden, um die Position dieser Referenzlinie zu bestimmen. Hier taucht ein verwandtes Thema auf: Design für Erkennbarkeit.

Design für Inspectability

Aufgrund der kontinuierlichen Anforderungen der Hersteller, die Produktionseffizienz und Produktqualität zu verbessern und die Produktionskosten zu senken, werden neue Bildverarbeitungssysteme immer häufiger eingesetzt. Mit zunehmender Verbreitung verschiedener Bildverarbeitungssysteme werden die Menschen mit den Eigenschaften solcher Inspektionssysteme vertrauter und lernen, bei der Entwicklung neuer Produkte die Erkennbarkeit der Produktqualität zu berücksichtigen. Wenn beispielsweise eine Basislinie gewünscht wird, anhand derer die „tatsächliche Position“ erkannt werden kann, sollte die Sichtbarkeit dieser Basislinie beim Steckverbinderdesign berücksichtigt werden.