DE19545189C2

DE19545189C2 - Lötvorrichtung mit abrupter Trennung des Lotstroms

Info

Publication number: DE19545189C2
Application number: DE19545189A
Authority: DE
Inventors: Adrianus Johannes Mar Hendrikx
Original assignee: Soltec BV
Current assignee: Soltec BV
Priority date: 1994-12-05
Filing date: 1995-12-04
Publication date: 2000-05-18
Anticipated expiration: 2015-12-05
Also published as: DE19545189A1; US5630542A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lötvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.

Derartige Lötvorrichtungen sind z. B. aus "Kuhn, Hubert: We niger Lot ins Depot, 3D-Welle senkt Fehlerrate; in: PROIG, Heft 1, 25.2.1994, S. 20-22" und "Löten in der dritten Di mension; Werbeprospekt der Firma Streckfuß GmbH, Eggen stein" bekannt.

Bei Lötvorrichtungen gemäß dem Stand der Technik tritt oft das Problem auf, daß an den gelöteten Leiterplatten Lot brücken entstehen. Dies kann die Ursache für spätere Kurz schlüsse sein, die zwischen Leitern auftreten, welche nicht miteinander verbunden sein sollten. Dieses Problem tritt in besonderem Maße nicht ausschließlich beim Löten unter Schutzgasatmosphäre auf. Im oben zitierten Stand der Tech nik wird diesem Problem durch Verändern der Geometrie der Lötvorrichtung begegnet.

Vermutlich führt die sauerstofflose Atmosphäre zu einem An steigen der Oberflächenspannung, was zur Entwicklung von Lotbrücken beiträgt.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbes serte Lötvorrichtung zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst.

Infolge der Merkmale im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 wird der Lotstrom abrupt von der Leiterplatte abgeleitet, so daß die Möglichkeiten für die Entwicklung von Lotbrücken und daraus resultierenden Kurzschlüssen an der Leiterplatte wesentlich reduziert sind. Dabei bleibt die übliche Geome trie der Lötvorrichtung erhalten.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind Führungsmittel so ausgebildet, daß sie den Lotschwall von den zu lötenden Werkstücken in eine Richtung führen, die mit einem Winkel zwischen 45° und 135° zur Ebene der zu lötenden Werkstücke verläuft.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Führungs mittel so ausgebildet, daß sie den Lotschwall von den zu lötenden Werkstücken in eine Richtung führen, die sich in einem Winkel zwischen 20° und 100° zur Ebene der zu löten den Werkstücke erstreckt.

Im folgenden wird die vorliegende Erfindung anhand der be gleitenden Figuren näher erläutert, in welchen zeigt:

Fig. 1 eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung im Schnitt;

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung im Schnitt; und

Fig. 3 eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfin dung im Schnitt.

Die in der Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zeigt einen Lot tank 1, der mit Lötzinn 2 gefüllt ist. Der Ausdruck Lötzinn soll jedes mögliche Gemisch von Lötmetall umfassen, das zur gegenseitigen Verbindung von anderen Metallen geeignet ist. Ein solches Gemisch muß nicht notwendigerweise Zinn enthal ten.

Oberhalb des Tanks 1 ist ein Förderband 3 vorgesehen, um die zu lötenden Werkstücke, im vorliegenden Fall Leiter platten 4, zu transportieren. Ein derartiges Förderband ist Gegenstand der NL-PA 8901014. Selbstverständlich können auch andere Arten von Fördereinrichtungen verwendet werden.

Weiterhin sind in dem Lottank zwei Lotschächte 5 und 6 an geordnet. Der erste Lotschacht hat eine Tülle 7, die zum Erzeugen eines Lotstrahls 8 geeignet ist, welcher die Lei terplatte von unten berührt. Daher ist in dem Lotschacht 5 eine Pumpe 9 vorgesehen, die mit der Lottülle 7 über einen Kanal 10 verbunden ist.

Der zweite Lotschacht 6 hat einen Schwallformer zum Erzeu gen eines Lotschwalls. In dem zweiten Lotschacht 6 ist eine Pumpe 11 vorgesehen, die mit dem Schwallformer 13 über einen Kanal 12 verbunden ist. Weiterhin ist anzumerken, daß beide Pumpen 9 und 11 das geschmolzene Lot aus dem Lottank 1 pumpen.

Der Schwallformer 13 hat ein vorderes Überlaufwehr 14 und ein hinteres Überlaufwehr 15. Das vordere Wehr 14 ist mit einer Führungsplatte 16 verbunden, um den Frontalteil des Lotschwalls, der am Schwallkanal 12 austritt, auf die Füll höhe des Lotes 2 im Tank 1 so zu führen, daß ein Spritzen und Bilden von Tröpfchen soweit als möglich vermieden wird.

An der Rückseite ist das Wehr 15 mit einer rückwärtigen Führungsplatte 17 verbunden, die den Lotschwall, welcher am Lotkanal austritt, so führt, daß der Lotschwall abrupt von dem zu lötenden Werkstück, d. h. der Leiterplatte, abrupt an der Stelle 18 getrennt wird. Weiterhin hat die rückwärtige Platte 17 eine leicht konkave Form, so daß der Lotstrom, der über diese Platten fließt, eine ausgeprägtere horizon tale Bewegungskomponente hat, wenn er auf der Höhe des Fluidpegels des Lotes in den Lottank 1 eintritt. Dies trägt zum Vermeiden von Verspritzen bei.

Die Platte 17 bildet zusammen mit dem Wehr 15 mit einer Verbindungsplatte 19 ein einstückiges Bauteil, das an der Wand 20 des Lotschachtes mittels einer Schraubverbindung 21 befestigt ist. Diese Schraubverbindung 21 ist so ausgebil det, daß die Höhe des Wehres 15 und damit der Platte 17 eingestellt werden kann.

Die Vorrichtung ist hauptsächlich dafür gedacht, bei Löt vorrichtungen verwendet zu werden, bei welchen der Lötvor gang in einer nicht-oxidierenden Atmosphäre durchgeführt wird, d. h. in einer Atmosphäre mit einem sog. Schutzgas. Die Durchführung des Lötvorganges und der Schutz durch das Schutzgas führt im allgemeinen zu einer Lötverbindung mit einer verbesserten Qualität.

Als Konsequenz aus der Tatsache, daß die Oxidationsprobleme in einer solchen Situation weniger häufig sind, führt die Durchführung des Lötvorganges zu dem Problem, daß zwischen an der Leiterplatte vorstehenden Drähten Brücken an der Stelle gebildet werden, wo der Lotschwall die Leiterplatte verläßt. Das Ausbilden solcher Brücken wird durch die sau erstofflose Atmosphäre begünstigt, die ansonsten einen ver bessernden Einfluß auf die Qualität der Lötverbindungen hat. Daraus folgend ist die vorliegende Erfindung ganz be sonders für Lötvorrichtungen geeignet, die ein Schutzgas verwenden. Sie kann aber auch bei solchen Lötvorrichtungen angewandt werden, die einen Lötvorgang in einer normalen sauerstoffhaltigen Atmosphäre durchführen.

Die Konstruktion gemäß der vorliegenden Erfindung führt zu einem abrupten Trennen des Lotschwalls von dem zu lötenden Werkstück am Ort 18. Dieses Merkmal führt zu der Tatsache, daß es kaum irgendeine Gelegenheit für den Lotschwall gibt, zwischen Teilen des zu lötenden Werkstückes, d. h. der Lei terplatte, unerwünschte Verbindungen zu schaffen, wie dies in Situationen der Fall ist, bei denen der Lotschwall nur leicht von dem zu lötenden Werkstück abweicht, was eine Si tuation ist, die die Ausbildung von unerwünschten Brücken zwischen nicht zu verbindenden Teilen begünstigt. Die vor liegende Erfindung vermeidet dies durch die abrupte Tren nung des Lotschwalls von der Leiterplatte.

Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, die im wesentlichen der in der Fig. 1 dargestellten Konstruktion entspricht. Bei der in der Fig. 2 gezeigten Ausführungsform ist jedoch der obere Teil der Wand 20 des Lotschachtes 6 durch einen ein stellbaren Teil 23 ersetzt worden. Der einstellbare Teil 23 besteht aus einem Wagen 24, der in horizontaler Richtung über einen Streifen 25 verschiebbar ist, der mit dem unte ren, verbleibenden Teil der Wand 20 verbunden ist.

Der Wagen ist mittels einer Schraube 26, die sich durch eine Gewindebohrung 27 erstreckt, welche in dem Wagen 24 vorgesehen ist, einstellbar. Der Kopf der Schraube 26 ist mit einem Streifen 27 der Lotschachtkonstruktion verbunden. Der Wagen ist mit einer Platte 29 verbunden, die den oberen Teil der rückwärtigen Wand der Lotschachtes bildet, an wel cher, genauso wie bei der vorherigen Ausführungsform, der Teil bestehend aus der rückwärtigen Wand 15, der rückwärti gen Führungsplatte 17 und der Verbindungsplatte 19 mittels einer Schraube-Mutter-Verbindung 21 befestigt ist.

Diese Konstruktion erlaubt nicht nur die Einstellung der Höhe der rückwärtigen Wand des Lotschachtes, sondern auch der Breite des am Schacht austretenden Lotschwalls.

Schließlich unterscheidet sich die in der Fig. 3 gezeigte Ausführungsform von der in der Fig. 2 gezeigten Ausfüh rungsform durch die Tatsache, daß die Neigung der rückwär tigen Führungsplatte 17 mittels eines Bügels 29 einstellbar ist, der mit der Führungsplatte verbunden ist, und einer Schraube 30, die sich durch eine Gewindebohrung 31 in dem Bügel erstreckt, wobei das freie Ende der Schraube am Wagen 24 anliegt. Diese Einstellbarkeit wird beispielsweise dazu verwendet, die Neigung der Führungsplatte an eine mögliche Änderung der Neigung der Fördereinrichtung 3 anzupassen.

Obwohl alle drei beschriebenen Ausführungsformen alle drei zwei Lotschächte aufweisen, ist es für den Fachmann offen sichtlich, daß die Erfindung auch in einer Situation anzu wenden ist, bei der nur ein einziger Lotschacht vorhanden ist.

Es versteht sich ferner, daß der Umfang der vorliegenden Anmeldung nicht auf die gezeigten Ausführungsformen be grenzt ist, sondern daß der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung durch die begleitenden Patentansprüche bestimmt ist.

Claims

1. Lötvorrichtung mit:

1. einem Lottank (1),
2. mindestens einem, im Lottank (1) angeordneten Lot schacht (5, 6),
3. Transportmitteln (3) zum Transportieren von zu lö tenden Werkstücken (4) über den Lotschacht (5, 6),
4. einem am Lotschacht (6) vorhandenen Überlaufwehr (15), das ein Überlaufen des Lots parallel zur Trans portrichtung des zu lötenden Werkstückes (4) ermöglicht und
5. am Überlaufwehr (15) befestigte Führungsmittel (17),

dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (17) das Lot derart führen, daß unmit telbar nach dem Löten eines Abschnitts des zu lötenden Werkstücks (4) eine derart große Distanz zwischen dem Ab schnitt und dem Lot hergestellt wird, daß dadurch die Bil dung von Lotbrücken vermieden wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (17) so ausgebildet sind, daß das Lot von dem zu lötenden Werkstück (4) in einem Winkel von 45° bis 135° zur Oberfläche des zu lötenden Werkstücks weg geführt wird.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (17) so ausgebildet sind, daß das Lot von dem zu lötenden Werkstück (4) in einem Winkel von 60° bis 120° zur Oberfläche des zu lötenden Werkstücks weg geführt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (17) so ausgebildet sind, daß das Lot von dem zu lötenden Werkstück (4) in einem Winkel von 80° bis 100° zur Oberfläche des zu lötenden Werkstücks weg geführt wird.

5. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel eine Füh rungsplatte (17) aufweisen, die sich ausgehend von der Oberseite des Überlaufwehrs (15) in spitzem Winkel nach un ten erstreckt.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Lotschacht Mittel zum Einstellen der Höhe der Füh rungsplatte (17) und des Überlaufwehrs (15) aufweist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, daß der Lotschacht (6) Mittel zum Einstellen des Überlaufwehrs (15) und der Führungsplatte (17) in horizon taler Richtung hat.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch ge kennzeichnet, daß die Neigung der Führungsplatte (17) ein stellbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (17) mit der Vertikalen einen Winkel von 20° einnehmen.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsplatte (17) in Richtung nach oben konvex ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung wenigstens zwei Lotschachte (5) und (6) aufweist und daß nur der in der Transportrichtung am weitesten stromabwärts liegende Schacht (6) Führungsmittel gemäß Patentanspruch 1 aufweist.