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DE20114177U1 - Anordnung zur Prüfung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit von Isolationszwischenlagen von Basismaterial zur Herstellung gedruckter Schaltungen - Google Patents

Anordnung zur Prüfung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit von Isolationszwischenlagen von Basismaterial zur Herstellung gedruckter Schaltungen

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DE20114177U1
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electrode
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DE20114177U
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R31/00Arrangements for testing electric properties; Arrangements for locating electric faults; Arrangements for electrical testing characterised by what is being tested not provided for elsewhere
    • G01R31/12Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing
    • G01R31/1227Testing dielectric strength or breakdown voltage ; Testing or monitoring effectiveness or level of insulation, e.g. of a cable or of an apparatus, for example using partial discharge measurements; Electrostatic testing of components, parts or materials

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  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

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Anordnung zur Prüfung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit von Isolationszwischenlagen zur Herstellung von Basismaterial für gedruckte Schaltungen.
Beschreibung
Für die Herstellung gedruckter Leiterplatten für elektronische oder elektrische Schaltungen wird sogenanntes Basis-Material verwendet.
Dieses Basismaterial BO besteht wie in FIG.5 schematisch dargestellt aus zwei relativ dünnen (ca. 17,5 bis 34 Mikrometer dicken) Kupferschichten Ll und L2, die durch eine Isolationszwischenlage ( z.B. einer Harz-Glasfaser-Gewebeschicht L3 einer Stärke von 50 bis 100 Mikrometer) voneinander getrennt sind.
Isolationszwischenlagen sind für die Herstellung von Basismaterial unentbehrlich; das Basismaterial ist das Ausgangsprodukt für die Herstellung von Mehrschicht-Leiterplatten.
Der Stand der Technik zur Herstellung von Basismaterial und Mehrschicht-Leiterplatten ist in dem Buch „Handbuch der Leiterplattentechnik" von Günther Hermann, Eugen G. Leuze Verlag, D-7968 SAULGAU, beschrieben. (Referenzhinweise auf diese Publikation werden im folgenden durch den Hinweis „Buch A" berücksichtigt).
Bei Mehrschicht-Leiterplatten (sogenannten Multilayern oder PCB -printed circuit boards)) mit bis zu 20 Kupferschichten, werden -wie in FIG. 6 schematisch dargestellt- entsprechend mehrere
Lagen &Bgr;4, &Bgr;5, &Bgr;6, des Basismaterials übereinander angeordnet, nachdem zuvor jede Basismaterial-Lage prozessiert wurde (Buch A, S. 217).
Unter Prozessierung einer Basismaterial-Lage wird die Erzeugung gedruckter Leiterbahnen durch Belichtungs-und Ätzvorgänge der Kupferschichten verstanden. Zumeist wird eine Kupferschicht mit diversen Leitungszügen als Signalebene und die andere als Referenz-Potential-Ebene verwendet.
Die Basismaterial-Lagen L4, L5 und L6 sind jeweils durch eine Isolations-Zwischenlage L4/5, und L5/6 voneinander getrennt. Diese Isolations-Zwischenlagen weisen vorzugsweise eine geringe Stärke von maximal 100 Mikrometer auf. Bei der Herstellung von Mehrschicht-Leiterplatten werden die Basismaterial-Lagen mit den Isolations-Zwischenlagen unter Vacuum, Druck und bei einer entsprechend hohen Temperatur verpreßt. Dabei entweichen unerwünschte Lufteinschlüsse und das in den Isolations-Zwischenlagen enhaltene Epoxydharz härtet weiter aus.
Nach Verpressen aller Lagen des Basismaterials in der Mehrschicht-Leiterplatte werden an vorbestimmten Stellen Durchgangs- und Sacklöcher gebohrt und metallisiert, durch die bestimmte Stellen verschiedener Kupferschichten elektrisch miteinander verbunden werden (Buch A, Seite 423).
Vor der Herstellung der Mehrschicht-Leiterplatte werden nach dem Stand der Technik (Empfehlung des IPC „Institut of Printed Circuits", U.S.A.) bestimmte prozessierte Basismaterial-Lagen in einem Hochspannungstest einer Prüfung auf elektrische Durchschlagsfestigkeit durch Anlegen von z.B. 500 V Gleichspannung unterzogen. Hierbei ergeben sich insbesondere bei sehr dünnen Harz-Glasfaser-Gewebeschichten relativ hohe
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Ausschußraten.
Leiterplatten mit höchsten Anforderungen, &zgr;.&Bgr;.für schnelle Rechner, müssen besonders dünne Isolationszwischenlagen aufweisen, weil hierdurch eine erwünschte höhere Kapazität gewährleistet ist.
Die sich beim Hochspannungstest nach dem Stand der Technik ergebenden Ausfälle prozessierten Basismaterials beruhen
a) auf Fehlstellen in der Isolationszwischenlage des Basismaterials oder
b) auf Verunreinigungen (z.B. leitende Metall-Partikelchen im Mikrometer-Bereich) auf bzw. in der Isolationszwischenlage.
Solche Ausfälle wurden nach einem „älteren11 Stand der Technik erst dann festgestellt, nachdem die Basismaterial-Lage bereits prozessiert wurde (Buch A, Seite 221/222), d.h. nachdem die zeit- und kostenintensiven Verfahrensschritte zur Herstellung der gedruckten Schaltung aus der entsprechenden Kupferschicht bereits vollzogen wurden. Ein durch einen Hochspannungstest ermittelter Ausschuß prozessierten Basismaterials bedeutet nicht nur Material-Verlust, sondern auch vergebliche Prozessierung.
Eine elektrische (Vor-)Prüfung von noch nicht prozessierten! Basismaterial ist in der deutschen Patentschrift 19840167.1 beschrieben.
Danach wird zunächst der elektrische Widerstand - auf einen ausreichend hohen, eine Isolierung garantierenden Wertzwischen den Kupferschichten der Basismaterial-Lagen geprüft. Für den Fall eines zu geringen Widerstandes wird die entsprechende Basismaterial-Lage als Ausschuß aussortiert; für den Fall eines ausreichend hohen Widerstandes folgt
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ein Hochspannungstest der Basismaterial-Lage auf elektrische Durchschlagsfestigkeit. Dieser Hochspannungstest führt zum Ausschluß der Basismaterial-Lage, wenn bei ihr ein elektrischer Durchschlag auftritt.
Eine fehlerfreie Basismaterial-Lage wird erst nach bestandenem Hochspannungstest einer nachfolgenden Prozessierung zur Erzeugung der gedruckten Schaltung unterzogen.
Diese Methode hat jedoch den Nachteil, daß ein Fehler in der Isolationszwischenlage erst zu einem relativ „späten" Zeitpunkt erkannt wird, nachdem die Isolationszwischenlage durch Aufbringen von Kupferschichten bereits zu einer Basismateriallage verarbeitet wurde.
Eine elektrische (Vor)Prüfung von noch nicht weiterverarbeiteten Isolationszwischenlagen ist nach dem Stand der Technik nicht bekannt.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, eine Anordnung zur Prüfung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit von bahnförmigen dünnem Isolationszwischenlagenmaterial anzugeben, wobei das Isolationszwischenlagenmaterial aus einem mit Harz verbundenem Trägermaterial besteht und eine Stärke von maximal 0,1 mm aufweist.
Derart dünne Isolationszwischenlagen werden aus bahnförmigen Isolationszwischenlagenmaterial geschnitten und danach einer weiteren Verarbeitung zugeführt. Geringste mechanische Beanspruchungen, z.B. ein Durchbiegen oder Knicken solcher extrem dünnen Isolationszwischenlagen, führen zum Herausbrechen kleiner Harzpartikel aus dem der Harz-Gewebe-
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Verbund (verschiedentlich auch „Weißbruch" genannt). Dies macht jedoch einen späteren elektrischen Test der vereinzelten Isolationszwischenlage zunichte, da das aus dem Harz-Gewebe-Verbund herausgebröckeltes Harz eine den elektrischen Durchschlag begünstigende Luftbrücke hinterläßt.
Derartige Isolationszwischenlagen „mit Knickstellen" werden nur in der Hoffnung weiterverarbeitet, daß beim späteren Verpressen der Lagen der künftigen Mehrschichtleiterplatte keine elektrischen Fehlstellen zurückbleiben. Diese Hoffnung bietet jedoch keine Garantie auf Fehlerfreiheit.
Aus diesem Grunde soll erfindungsgemäß die Prüfung auf elektrische Durchschlagsfestigkeit des Isolationszwischenlagenmaterials bereits zu einem Zeitpunkt erfolgen, bevor die Bahn dieses Materials in einzelne Lagen aufgeteilt wird.
Bisher wurde bahnförmiges Isolationszwischenlagenmaterial wie folgt hergestellt, ohne daß dabei eine elektrische Prüfung auf Fehlstellen erfolgte:
Eine Bahn von Trägermaterial, z.B. einem Glasfaser-Gewebe, wird durch ein Harzbad geführt, in welchem das Gewebe mit verflüssigtem Harz (insbesondere Epoxyd-Harz) durchsetzt wird.
Anschließend wird die Harz-getränkte Gewebebahn durch einen Trocknungs-Ofen geführt. Infolge des Trocknungsprozesses verfestigt sich das an und in der Gewebebahn sitzende Harz. Die Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials wird nach Verlassen des Trocknungs-Ofens in Isolationszwischenlagen vorgegebener Größe zerteilt. Fehlstellen im Isolationszwischenlagenmaterial ergeben sich insbesondere durch
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im Trocknungsofen herumvagabundierende verbrannte Harzpartikel, die sich am und im Harz-Gewebe-Verbund des Isolationszwischenlagenmaterials festsetzen. Derartige Fehlstellen können später in einer Mehrschichtleiterplatte zu unerwünschten Schaltungsfehlern führen.
Die Prüfung des Isolationszwischenlagenmaterial auf elektriche Durchschlagsfestigkeit erfolgt nach Abschluß des Trocknungsprozesses in einer erfindungsgemäßen Anordnung.
Die vorgenannte Aufgabe der Erfindung wird durch die in den Ansprüchen 1,2, 8 und 9 angegebenen kennzeichnenden Merkmale gelöst.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
FIG. IA
eine schematische Darstellung, in der die Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials nach Passieren eines Harzbades und eines Trocknungs-Ofens erfindungsgemäß in einer Prüfstation zwischen einer Umlenkwalzen-Elektrode und einer messerschneidenartigen Prüf-Elektrode zur Durchführung eines Hochspannungstestes hindurchbewegt wird;
FIG.IB
eine andere Ausführungsform einer Prüfstation, bestehend aus zwei voneinander zum Durchtritt der bewegten Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials beabstandeten umlaufenden Walzen-Elektroden;
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FIG. 2
eine schematische Darstellung der Erfindung mit einer 1.Station I für einen Hochspannungstest und einer
2. Station II zur Feststellung der Durchschlagsbereiche durch eine elektrische Widerstandsmessung in Verbindung mit der Erzeugung von Fehlersignalen;
FIG. 3
eine schematische Darstellung einer Schaltung zur Vorgabe einer Prüfspannung für den Hochspannungstest und zur Erzeugung eines Fehlersignales beim Auftreten eines elektrischen Durchschlages;
FIG. 4
eine Aufteilung der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials für zwei Teil-Prüfbereiche (Bahnstreifen) in eine obere und eine untere Bahnhälfte.
FIG. 5
eine schematische auszugsweise perspektivische Darstellung einer Basismaterial-Lage;
FIG.6 eine schematische auszugsweise perspektivische Darstellung einer Mehrfach-Leiterplatte.
Fig. IA zeigt
eine schematischen Darstellung, in der die Bahn 1'' eines Trägermaterials ( z.B. Glasfaser-Gewebe) zunächst durch ein Harzbad 2 geführt wird. Dort „verbindet" sich das (flüssige) Harz (vorzugsweise Epoxyd-Harz) mit dem Trägermaterial (ähnlich wie Honig, der auf einen Pullover tropft).
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Nachfolgend wird die harzgetränkte Bahn 1' des Trägermaterials durch einen Trocknungs-Ofen 3 geführt, in welchem das Harz getrocknet und am Trägermaterial verfestigt wird; jetzt liegt bereits fertiges Isolationszwischenlagenmaterial vor.
Nach Verlassen des Trocknungs-Ofens 3 wird die über (nicht dargestellte) Transport- und Umlenkrollen geführte Bahn 1 des Isolationszwischenlagenmaterials durch eine feststehende Prüfstation HV bewegt.
Dort läuft die Bahn zwischen einer Umlenkwalzen- Elektrode 4 und einer Prüf-Elektrode 5 mit messerschneidenartigen Profil hindurch. Die Prüf-Elektrode 5 ist im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung R der Bahn angeordnet.
Über die Ausgangsleitungen 6-1 und 6-2 einer Schaltung 6 wird an die Umlenkwalzen- Elektrode 4 und die Prüf-Elektrode 5 eine Hoch(-Gleich-)spannung als Prüfspannung angelegt. Dadurch bildet sich zwischen den Elektroden 4 und 5 ein elektrisches Feld derart aus, daß es das Isolationszwischenlagenmaterial in einem strich- bis zellenförmigen zwischen den Elektroden 4 und 5 ausgebildeten Prüfbereich durchsetzt. Dieser schmale Prüfbereich ist insbesondere durch die spitze Schneide der Prüf-Elektrode bedingt. Eine stumpfere Schneide würde einen etwas breiteren, dann mehr zellenförmig als strichförmig ausgebildeten Prüfbereich und eine höhere Prüfspannung bedingen. Für die Stärke des elektrischen Feldes ist die Höhe der an die Elektroden 4 und 5 gelegte Prüfspannung maßgebend. Diese wird so gewählt, daß sie kleiner als die elektrische Durchschlagsspannung für ein fehlerfrei gedachtes Isolationszwischenlagenmaterial ist und daß nur aufgrund einer elektrischen Fehlstelle ( mit geringerer elektrischer
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Durchschlagsbelastbarkeit) im Isolationszwischenlagenmaterial ein elektrischer Durchschlag auftritt.
Elektrische einen Durchschlag bewirkende Fehlstellen im Isolationszwischenlagenmaterial ergeben sich - wie bereits erwähnt- insbesondere durch im Trocknungsofen herumvagabundierende verbrannte Harzpartikel, die sich im Harz-Gewebe- Verbund des Isolationszwischenlagenmaterial festsetzen.
Beim Auftreten eines solchen elektrischen Durchschlages wird von der Schaltung 6 auf Leitung 6-3 ein Fehler-Signal E erzeugt, welches auf die Stelle der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials bezogen wird, an der beim Durchlaufen des Prüfbereiches der elektrische Durchschlag auftrat.
Nähere Einzelheiten zur Schaltung 6 folgen im Zusammenhang mit den Erklärungen zu FIG. 3.
Das Fehlersignal E kann z.B. dazu benutzt werden, die Stelle der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials zu markieren ( z.B. mittels eines Druckers oder eines Stanzers), an welcher der elektrische Durchschlag auftrat. Das Fehlersignal kann auch zur Steuerung einer Schneide-Vorrichtung verwendet werden, in welcher die Bahn 1 in Isolationszwischenlagen vorgegebener Größe zerteilt wird unter Aussonderung von Ausschußstücken, in denen unerwünschte elektrische Durchschläge aufgetreten sind. Indirekt kann die Schneide-Vorrichtung auch über die Bahn-Markierungen (FL) gesteuert werden, welche auf Fehlstellen hinweisen.
Desweiteren können die Fehlersignale pro Längeneinheit der Bahn gezählt werden mit der Folge, daß Bahnabschnitte mit einer zu hohen Fehlerdichte in der Schneidevorrichtung ausgesondert
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werden.
Zur einfachen Produktions-Überwachung können die Fehlersignale auch zur Erzeugung optisch oder akkustisch wahrnehmbarer Anzeigen verwendet werden.
Fig.IB zeigt
eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Prüfstation, in welcher die Bahn des
Isolationszwischenlagenmaterials 1 zwischen zwei voneinander beabstandeten Walzen-Elektroden 7 und 8 hindurchbewegt wird. Die obere Walzen-Elektrode 8 ersetzt in dieser Ausführungsform quasi die Prüf-Elektrode 5 gemäß der Darstellung nach FIG. Bei der Walzen-Elektrodenanordnung gemäß FIG. IB kann jedoch eine aufwendige Justierung der oberen Elektrode ( wie die der Prüf-Elektrode 5 in FIG. IA) entfallen, da die Walzenelektrode 8 auch durch ihr Eigengewicht ( oder durch Federkraft) auf der Bahn des Isolationszwischenschichtmaterials aufliegen kann. Versuche haben ergeben, daß die Walzen-Elektrodenanordnung 7,8 gemäß FIG. IB eine höhere Prüfspannung erfordert als die in FIG. IA gezeigte Umlenkwalzen-/Prüf-Elektroden-Anordnung 4,5 .
Die Schaltung 6 (FIG.IA) zur Erzeugung des Fehlersignales E ist auch für die Walzen-Elektrodenanordnung 7,8 anwendbar, abgesehen von ev. erforderlichen Dimensionierungsanpassungen der Bauteile für eine höhere Prüfspannung.
FIG. 3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Schaltung 6 zur Vorgabe einer Prüfspannung für den Hochspannungstest des Isolationszwischenlagenmaterials und zur Erzeugung eines Fehlersignales E beim Auftreten eines elektrischen
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Durchschlages.
Alle Bauteile dieser Schaltung sind für sich gesehen funktionell bekannt und größtenteils auch als Handelsware verfügbar.
Über der Umlenkwalzen-Elektrode 4 ist in geringem Abstand der Stärke des Isolationszwischenlagenmaterials 1 entsprechend (maximal ca. 0,1 mm)- die Prüf-Elektrode 5 mit einem messerschneidenartigen Profil über der Breite der Bahn angeordnet. An beide Elektroden 4,5 wird eine Prüfspannung für den Hochspannungstest angelegt.
Als Hochspannungsquelle 62 ( für ca. 500 Volt Gleichspannung) kann z.B. eine solche vom Typ HCE7-3500 der Fa. fug, Rosenheim, Deutschland, verwendet werden.
Zwischen der Umlenkwal&zgr;en-Elektrode 4 und der Prüf-Elektrode 5 wird durch Anlegen der Prüfspannung ein elektrisches Feld hoher Feldstärke aufgebaut, welches das
Isolationszwischenlagenmaterial in dem durch die Formgebung der Elektroden bestimmten strich- oder zellenförmigen Prüfbereich durchsetzt.
Die elektrische Feldstärke ist so bemessen, daß zwischen der Umlenkwalzen-Elektrode 4 und der Prüf-Elektrode 5 kein elektrischer Überschlag erfolgt, solange das Isolationszwischenlagenmaterial keine einen elektrischen Durchschlag bedingende Fehlstellen aufweist.
Derartige Fehlstellen können z.B. unerwünschte Partikel oder Materialinhomogenitäten höherer elektrischer Leitfähigkeit sein. Sie führen zu einer Verringerung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit des Isolationszwischenlagenmaterial und bedingen einen elektrischen Durchschlag. Dadurch ergibt sich
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ein kurzzeitiger impulsartiger Stromfluß (von z.B. 2mA im Millisekendenbereich) im Schaltungsteil P. Der Schaltungsteil P und der Schaltungsteil S sind galvanisch durch den Übertrager 61 voneinander getrennt (durch die galvanische Trennung wird der Hochspannungsteil P der Schaltung vom „hochspannungs-empfindlichen" Elektronik-Teil S der Schaltung getrennt.
Es sind auch Schaltungen mit kapazitiver oder optoelektronischer Entkopplung zwischen dem Hochspannungs- und Elektronik-Teil möglich.
Als Übertrager 61 kommt z.B. ein Breitband-NF-Ringkern mit Windungen auf der (Hochspannungs-)Seite P und mit 12 Windungen auf der (Elektronik-)Sekundärseite S in Betracht. Solange kein elektrischer Durchschlag erfolgt, liegt die Hochspannung (Prüfspannung) an den Elektroden 4 und 5 - für diesen Zustand ergibt sich keine Magnetflußänderung in der Primärwicklungsseite des Übertragers 61 und somit wird auch auf der Sekundärwicklungsseite des Übertragers keine Spannung induziert.
Ein auftretender elektrischer Durchschlag zieht jedoch - wie bereits erwähnt- einen kurzzeitigen impulsartigen Stromfluß im Schaltungsteil P nach sich. Der Widerstand 63 dient der Strombegrenzung. Dieser kurzzeitige Stromfluß bewirkt während der Dauer des elektrischen Durchschlags im Isolationszwischenlagenmaterial eine Änderung des Magnetflusses auf der Primärwicklungsseite des Übertragers 61, wodurch auf dessen Sekundärwicklungsseite ein kurzzeitiger Spannungspuls (z.B von 2mV) induziert wird.
Dieser Spannungspuls wird einem Spannungsverstärker 65 ( z.B.
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mit einem Verstärkungsfaktor 100) zugeführt zur Erzeugung eines impulsartigen Fehlersignales E (z.B. 2 Volt).
Das Fehlersignal E wird in Abhängigkeit von seiner Weiterverwendung einer steuerpulsbildenden Schaltung 9 ,die z.B. einen Puls mit einer bestimmten Zeitdauer (je nach Anforderung durch ein nachgeschaltetes Gerät) erzeugt. So kann z.B. der Steuerpuls zur Beaufschlagung eines Puls-Zählers, oder zur Ansteuerung einer Schaltung zur Erzeugung einer optischen oder akkustischen Anzeige oder eines Markierungsgerätes (z.B. eines Tintelstrahldruckers 10 oder eines Stanzers) dienen, welches zum Zeitpunkt des Auftretens eines elektrischen Durchschlages entsprechende Markierungen FL auf der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials anbringt ( z.B. randwärts an einer Stelle, an der - über die Breite der Bahn gesehen - der elektrische Durchschlag auftrat).
Die Markierung FL kann auch versetzt angebracht werden. Solche Markierungen weisen auf fehlerhafte Stellen in der Bahn des Isolationszwischenschichtmaterials hin; durch sie kann eine spätere Aussonderung von Ausschußabschnitten bewirkt werden. Dabei wird eine Markierung durch ein Lesegerät erfaßt, welches eine nachgeschaltete Schneide-Vorrichtung steuert.
Die Elektroden-Anordnung 4/5 (FIG.IA) oder 7/8 (FIG.IB) der Prüfstation kann erfindungsgemäß dahingehend modifiziert werden, daß der Prüfbereich über der Breite der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials in einzelne Teil-Prüfbereiche aufgeteilt wird. Beim Auftreten eines elektrischen Durchschlags in einem Teil-Prüfbereich aufgrund einer diesen Durchschlag bewirkenden Fehlstelle im Isolierzwischenlagenmaterial wird dann ein Teil-Bereich-Fehler-Signal erzeugt. Dieses Teil-Bereich- Fehlersignal wird auf die Stelle der Bahn des
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Isolierzwischenlagenmaterials für den Teil-Prüfbereich bezogen , an der beim Durchlaufen des Teil-Prüfbereiches der elektrische Durchschlag auftrat.
FIG. 4 zeigt
eine Aufteilung der Bahn 1 in eine obere IHT und eine untere IHB Bahnhälfte. Dabei ist die obere Bahnhälfte einem oberen Teil-Prüfbereich und die untere Bahnhälfte einem unteren Teil-Prüfbereiche zugeordnet.
Hierdurch ergibt sich bei der Aufteilung ( beim Zerschneiden) der Bahn in Isolationszwischenlagen IS vorgegebener Größe eine Verminderung des Ausschusses beim Aussondern von Bahnabschnitten Sl, S2 mit Fehlstellen.
Angenommen, die Bahnabschnitte Sl und S2 müßten wegen aufgetretener elektrischer Durchschläge ausgesondert werden. Wäre die Bahn nicht in zwei Bahnhälften (Bahnstreifen) aufgeteilt, würde sich der auszusondernde Bahnabschnitt immer auf die gesamte Breite der Bahn beziehen. Bei einer Aufteilung der Bahn in z.B. 2 Bahnhälften ( eine Drei-, Vier- oder Fünf-Teilung etc. wäre ebenfalls denkbar), bezieht sich jedoch die Aussonderung eines Ausschuß-Bahnabschnittes nur auf die zugehörige Bahnhälfte; die andere Bahnhälfte bleibt von der Aussonderung unberührt.
Die Aufteilung des Prüfbereiches in Teil-Prüfbereiche wird dadurch realisiert, daß im Falle der Elektroden-Anordnung 4/5 gemäß FIG. IA oder 7/8 gemäß FIG. IB die Umlenkwalzen-Elektrode 4 und /oder die Prüfelektrode 5 bzw. mindestens eine der Walzen-Elektroden 7,8 in einzelne voneinander isolierte Elektroden-Abschnitte aufgeteilt wird, wodurch zugleich auch eine Aufteilung des Prüfbereiches in einzelne Teil-Prüfbereiche
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und eine Aufteilung der Bahn in Teilbereiche (Bahnstreifen) gegeben ist.
Jedem Elektroden-Abschnitt ist ein Teil-Prüfbereich zugeordnet. Die Elektroden für jeden Teil-Prüfbereich werden mit einer Schaltungsanordnung zur Vorgabe der Prüfspannung und zur Erzeugung eines Teilbereich-Fehlersignales beim Auftreten eines elektrischen Durchschlages im Teil-Prüfbereich verbunden . Diese Schaltungen entsprechen jeweils der in FIG. IA bzw. FIG. 2 gezeigten Schaltung 6. Das von jeder Schaltung erzeugte Teilbereich-Fehlersignal wird dem zugehörigen Teil-Prüfbereich bzw. dem diesem zugeordneten Teilbereich der Bahn (Bahnstreifen) zugeordnet.
Eine andere Variante der Erfindung beruht darauf (s. FIG.2), daß zunächst in einer ersten Station I an der durchlaufenden Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials ein Hochspannungstest durchgeführt wird, in dessen Folge elektrische Durchschläge erzeugt werden, die sogenannte „Durchschlagsbereiche " hinterlassen. Wie sich herausgestellt hat weisen solche „Durchschlagsbereiche" verbranntes Material der Harz/Gewebeschicht mit einem endlichen Ohmschen Widerstand kleiner als der theoretisch unendliche Widerstand des fehlerfrei angenommenen Isolationszwischenlagenmaterials auf. Diese Durchschlagsbereiche werden in einer nachfolgenden 2. Station II dadurch erfaßt, daß die zwischen zwei Kontaktwalzen 12,13 hindurchlaufende Bahn des
Isolationszwischenlagenmaterials einer Widerstandsmessung unterzogen wird, in deren Folge Fehler-Signale E' für durchlaufende „Durchschlagsbereiche™ erzeugt werden.
FIG. 3 zeigt
eine schematische Darstellung der Erfindung mit einer !.Station I für einen Hochspannungstest und einer
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2. Station II zur Feststellung der Durchschlagsbereiche durch eine elektrische Widerstandsmessung in Verbindung mit der Erzeugung von Fehlersignalen E'.
In der ersten Station I wird die Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials 1 zwischen zwei Walzen-Elektroden 10,11 hindurchbewegt, an welche mittels einer Schaltung 14 über die Leitungen 14-1 und 14-2 eine Hochspannung (Prüfspannung) angelegt wird.
Die Elektroden können -wie in FIG.3 dargestellt -umlaufende Walzenelektroden sein; es sind jedoch auch andere Elektroden-Anordnungen denkbar, z.B. eine solche ( 4,5) wie in FIG. IA gezeigt.
Die Prüfspannung ist kleiner als die elektrische Durchschlagsspannung für ein fehlerfrei gedachtes Isolationszwischenlagenmaterial. Bei Auftreten eines elektrischen Durchschlages aufgrund einer diesen Durchschlag bewirkenden Fehlstelle im Isolationszwischenlagenmaterial wird ein Durchschlagsbereich mit einem endlichen elektrischen Widerstandswert- kleiner als der des
Isolationszwischenlagenmaterials- erzeugt.
In einer auf Station I nachfolgenden - gegenüber der bewegten Bahn 1 feststehenden - zweiten Station II werden die Durchschlagsbereich durch eine elektrische Widerstandsmessung erfaßt.
Bei Feststellung eines solchen Durchschlagsbereiches wird ein Fehlersignal E' erzeugt, welches auf die Stelle der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials 1 bezogen wird, an der sich beim Durchlaufen der Station I der Durchschlagsbereich infolge
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eines elektrischen Durchschlags gebildet hat.
Für die Widerstandsmessung wird die Bahn 1 des Isolationszwischenlagenmaterials durch zwei entsprechend voneinander beabstandete umlaufende Kontaktwalzen-Elektroden 12,13 hindurchgeführt. Diese sind mit einer Schaltung 15 zur Bestimmung des zwischen den Kontaktwal&zgr;en-Elektroden 12,13 auftretenden elektrischen Widerstandes eines Durchschlagsbereiches und zur Erzeugung eines davon ableitbaren Fehlersignales E' verbunden.
Die Verwendung der Fehlersignale E' erfolgt analog zu der Verwendung des im Zusammengang mit den FIG. 1&Aacgr; und FIG. 2 beschriebenen Fehlersignales E.
In Analogie zu der Aufteilung der Prüfbereiche in Teil-Prüfbereiche und der damit einhergehenden Aufteilung der Elektroden in Elektroden-Abschnitte und der Aufteilung der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials in entsprechende Bahnstreifen (Teilbereiche), können auch die Kontaktwalzen-Elektroden 12,13 in Elektroden-Abschnitte aufgeteilt werden. Dabei wird jedem Elektroden-Abschnitt eine entsprechende Schaltung zur Widerstandsmessung und Fehlersignal-Erzeugung zugeordnet.
Sobald sich ein Durchschlagsbereich zwischen den Kontakt-Walzen hindurchbewegt, wird dies durch eine Widerstandsmessung mittels der Schaltung 15 erfaßt, welche über die Leitungen 15-1 und 15-2 mit den Kontakt-Wal&zgr;en verbunden ist.
Bei der Erfassung eines Durchschlagsbereiches wird zugleich ein Fehlersignal E' erzeugt, welches auf der Ausgangsleitung 15-3 zur Verfügung steht. Dieses Fehlersignal wird auf die Stelle
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der Bahn bezogen, an der sich beim Durchlaufen der Station I infolge eines elektrischen Durchschlages ein Durchschlagsberexch gebildet hat.
Diese zweistufige Verfahren ( Station I, Station II) ist gegenüber dem erstgenannten Verfahren gemäß FIG. IA insofern vorteilhaft, daß in der ersten Station I keine der hohen Prüfspannung ausgesetzte Schaltkreise zur Erzeugung eines Fehlersignales erforderlich sind.
Das Fehlersignal E' wird erst in der Station II erzeugt, in der ( im Vergleich zum Hochspannungstest) mit relativ niedriger Spannung die Widerstangsmessung und Fehlersignal-Erzeugung erfolgen kann.
Die Widerstandsmessung des Durchschlagsbereiche über die Kontakt-Walzen 12, 13 erfolgt mit üblichen allgemein bekannten Mitteln nach dem Stand der Technik. Bei Erfassung eines relevanten Widerstandswertes, z.B. durch einen diesem entsprechenden Stromfluß oder einem Spannungswert , wird mit üblichen allgemein bekannten Mitteln das Fehler-Signal E' erzeugt.
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Claims (10)

1. Anordnung zur Prüfung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit von bahnförmigem dünnem Isolationszwischenlagenmaterial zur Herstelllung von Basismaterial für gedruckte Schaltungen, wobei das Isolationszwischenlagenmaterial aus einem mit Harz verbundenem Trägermaterial besteht und eine Stärke von maximal 0,1 mm aufweist, gekennzeichnet
durch eine Umlenkwalzen-Elektrode (4) für die bewegte Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials (1) und eine Prüf-Elektrode (5) mit einem messerschneidenartigen Profil,
wobei die Umlenkwalzen-Elektrode (4) zum Durchtritt der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials von der Prüfelektrode beabstandet und die Prüf-Elektrode (5) im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung der Bahn angeordnet ist, und durch eine Schaltungsanordnung (6)
mit einer
Hoch(-Gleich-)spannungs-Quelle (62) zur Vorgabe der Prüfspannung, welche an die Umlenkwalzen-Elektrode (4) und die Prüf-Elektrode (5) zur Ausbildung eines zwischen ihnen liegenden und das Isolationszwischenlagenmaterial durchsetzenden elektrischen Feldes und eines strich- oder zeilenförmigen Prüfbereiches anlegbar ist,
wobei die Prüfspannung kleiner als die elektrische Durchschlagsspannung für ein fehlerfrei gedachtes Isolationszwischenlagenmaterial ist, und
mit Mitteln (61, 65) zur Erzeugung eines (E) beim Auftreten eines elektrischen Durchschlages im Prüfbereich.
2. Anordnung zur Prüfung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit von bahnförmigen Isolationszwischenlagenmaterial zur Herstelllung von Basismaterial für gedruckte Schaltungen, wobei das Isolationszwischenlagenmaterial aus einem mit Harz verbundenem Trägerrmaterial besteht und eine Stärke von maximal 0,1 mm aufweist, gekennzeichnet
durch zwei voneinander zum Durchtritt der bewegten Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials beabstandeten Walzen- Elektroden (7, 8) und
und durch eine Schaltungsanordnung (6) mit einer Hoch(-Gleich-)spannungs-Quelle (62) zur Vorgabe der Prüfspannung, welche an die Walzen-Elektroden zur Ausbildung eines zwischen ihnen liegenden und das Isolationszwischenlagenmaterial durchsetzenden elektrischen Feldes in einem strich- oder zeilenförmigen Prüfbereich anlegbar ist,
wobei die Prüfspannung kleiner als die elektrische Durchschlagsspannung für ein fehlerfrei gedachtes Isolationszwischenlagenniaterial ist, und
mit Mitteln (61, 65) zur Erzeugung eines Fehlersignales beim Auftreten eines elektrischen Durchschlages im Prüfbereich.
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen-Elektroden (7, 8) übereinander angeordnet sind und die obere Walzen-Elektrode (8) durch ihr Eigengewicht auf der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials (1) aufliegt.
4. Anordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Schaltungsanordnung (6) zwei durch einen Übertrager (61) galvanisch getrennte Schaltungsteilen (P, S) aufweist,
wobei der primärwindungsseitige Schaltungsteil (P) die Hoch(-Gleich-)spannungs-Quelle (62) enthält, und
wobei der sekundärwindungsseitigen Schaltungsteil (S) einen Signalverstärker (65) aufweist zur Erzeugung eines Fehler- Signales (E) aus dem infolge des Auftretens eines elektrischen Durchschlages im Isolationszwischenlagenmaterial in der Sekundärwicklung des Übertragers (61) induzierten Spanungsstoß.
5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ausgang des Signalverstärkers (65) mit einem Zähler und/oder einer Markierungsanordnung für die Bahn des Isolierzwischenlagenmaterial und/oder einer Schaltung zur Erzeugung einer akkustisch und/oder optisch wahrnehmbaren Anzeige verbunden ist.
6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Umlenkwalzen-Elektrode und/oder die Prüfelektrode bzw. mindestens eine der Walzen-Elektroden in einzelne voneinander isolierte Elektroden-Abschnitte aufgeteilt sind,
daß der Prüfbereich in einzelne Teil-Prüfbereiche aufgeteilt ist,
daß jedem Elektroden-Abschnitt ein Teil-Prüfbereich zugeordnet ist und
daß die Elektroden für jeden Teil-Prüfbereich mit einer Schaltungsanordnung zur Vorgabe der Prüfspannung und zur Erzeugung eines Fehlersignales beim Auftreten eines elektrischen Durchschlages im Teil-Prüfbereich verbunden sind.
7. Anordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaltungsanordnung durch einen Übertrager (61) galvanisch getrennte Schaltungsteile (P, S) aufweist,
wobei der primärwindungsseitige Schaltungsteil (P) eine Hoch(-Gleich-)spannungs-Quelle (62) umfaßt und wobei der sekundärwindungsseitige Schaltungsteil (S) einen Signalverstärker (65) aufweist zur Erzeugung eines Fehler-Signales (E) aus dem infolge des Auftretens eines elektrischen Durchschlages im Isolationszwischenlagermnaterial in der Sekundärwicklung des Übertragers (61) induzierten Spanungsstoßes.
8. Anordnung zur Prüfung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit von bahnförmigem dünnem Isolationszwischenlagenmaterial zur Herstelllung von Basismaterial für gedruckte Schaltungen, wobei das Isolationszwischenlagenmaterial aus einem mit Harz verbundenem Trägerrmaterial besteht und eine Stärke von maximal 0,1 mm aufweist, gekennzeichnet durch
eine Umlenkwalzen-Elektrode für die bewegte Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials
und eine Prüf-Elektrode mit einem messerschneidenartigen Profil,
wobei die Umlenkwalzen-Elektrode zum Durchtritt der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials von der Prüfelektrode beabstandet und die Prüf-Elektrode im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung der Bahn angeordnet ist,
daß die Umlenkwalzen-Elektrode und die Prüfelektrode mit einer Hoch-Spannungs-Quelle verbunden sind zur Ausbildung eines zwischen ihnen liegenden und das Isolationszwischenlagenmaterial durchsetzenden elektrischen Feldes und eines strich- oder zeilenförmigen Prüfbereiches zur Erzeugung elektrischer Durchschläge an elektrischen Fehlstellen in der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials unter Ausbildung von Durchschlagsbereichen mit einem endlichen elektrischen Widerstand- kleiner als der des fehlerfrei gedachten Isolationszwischenlagenmaterials, und durch
zwei voneinander zum Durchtritt der bewegten Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials beabstandeten Kontaktwalzen- Elektroden (12, 13),
die mit einer Schaltung (15) zur Bestimmung des zwischen den Kontaktwalzen-Elektroden (12, 13) auftretenden elektrischen Widerstandes beim Passieren eines Durchschlagsbereiches und zur Erzeugung eines davon ableitbaren Fehlersignales (E') verbunden sind.
9. Anordnung zur Prüfung der elektrischen Durchschlagsfestigkeit von bahnförmigem dünnem Isolationszwischenlagenmaterial zur Herstelllung von Basismaterial für gedruckte Schaltungen, wobei das Isolationszwischenlagenmaterial aus einem mit Harz verbundenem Trägermaterial besteht und eine Stärke von maximal 0,1 mm aufweist, gekennzeichnet durch
zwei voneinander zum Durchtritt der bewegten Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials beabstandeten Kontaktwalzen- Elektroden (10, 11), welche im wesentlichen quer zur Bewegungsrichtung der Bahn angeordnet sind,
wobei die Kontaktwalzen-Elektroden (10, 11) mit einer Hoch- Spannungs-Quelle verbunden sind zur Ausbildung eines zwischen ihnen (10, 11) liegenden und das
Isolationszwischenlagenmaterial durchsetzenden elektrischen Feldes und eines strich- oder zeilenförmigen Prüfbereiches zur Erzeugung elektrischer Durchschläge an elektrischen Fehlstellen in der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials unter Ausbildung von Durchschlagsbereichen mit einem endlichen elektrischen Widerstand- kleiner als der des fehlerfrei gedachten Isolationszwischenlagenmaterials, und durch
zwei voneinander zum Durchtritt der bewegten Bahn des Isolationszwischenlagerunaterials beabstandeten Kontaktwalzen- Elektroden (12, 13)
die mit einer Schaltung (15)
zur Bestimmung des zwischen den Kontaktwalzen-Elektroden (12, 13) auftretenden elektrischen Widerstandes beim Passieren eines Durchschlagsbereiches und
zur Erzeugung eines davon ableitbaren Fehlersignales (E') verbunden sind.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß
mindestens eine der Kontaktwalzen in ihrer Länge in einzelne voneinander isolierte Kontaktwalzen-Teilbereiche aufgeteilt ist,
daß jedem Kontaktwalzen-Teilbereich ein Breitenabschnitt der Bahn des Isolationszwischenlagenmaterials zugeordnet ist und daß jeder Kontaktwalzen-Teilbereich mit einer Schaltung zur Bestimmung des zwischen den Kontaktwalzen-Elektroden im zugehörigen Breitenabschnitt der Bahn beim Passieren eines Durchschlagsbereiches auftretenden elektrischen Widerstandes und
zur Erzeugung eines davon ableitbaren Fehlersignales (E') verbunden ist.
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