DE4028082C2

DE4028082C2 - Tauchlötgerät

Info

Publication number: DE4028082C2
Application number: DE19904028082
Authority: DE
Inventors: Johann Fessmaier; Helmut Kernstock; Walter Dipl Ing Holzer; Karl Galliwoda; Johann Dipl Ing Dantonello
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 1990-09-05
Filing date: 1990-09-05
Publication date: 1999-05-06
Anticipated expiration: 2010-09-06
Also published as: DE4028082A1

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einem Tauchlötgerät nach dem Gattungsbegriff des Hauptanspruchs.

Durch die DE-AS 23 46 992 ist eine Vorrichtung zum Tauchlöten von Trägerplättchen mit kleinen elektri schen Bauteilen bekannt geworden, die ein Zinnbad mit Zinnumwälzung aufweist, bei der das Zinn aus einem Vorratsbehälter durch einen Kanal in eine mit einem Überlauf versehene Lötwanne und von dort in den Vor ratsbehälter zurückströmt. Der Kanal hat einen Steig schacht, durch den das flüssige Lot mit Hilfe einer Zinn umwälzpumpe in die oberhalb des Vorratsbehälters en geordnete Lötwanne gefördert wird. Im Bereich des Steigschachtes ist ein Drosselventil beziehungsweise ei ne Blende angeordnet, derart, daß durch Querschnitts veränderung im Kanal die Strömungsgeschwindigkeit des schmelzflüssigen Zinns einstellbar ist. Zum Lötver binden von mit Bauteilen bestückten Schaltungsplatten ist es weiter bekannt, diese Teile durch einen aus schmelzflüssigen Zinn bestehenden Schwall zu führen. Ein derartiges Schwall-Lötbad (zum Beispiel DE-AS 17 77 016) besteht aus einem Vorratsbehälter mit einer Zinnumwälzpumpe, die das schmelzflüssige Zinn über einen Steigschacht in eine mit einem Überlauf versehe ne Rinne fördert. Beim Hindurchführen der Schaltungs platte durch den Schwall (zumeist entgegen der Strö mungsrichtung des schmelzflüssigen Zinns) werden die Anschlußelemente der Bauteile mit den Leiterbahnen der Schaltungsplatte verlötet.

Eine wichtige Voraussetzung zum Herstellen ein wandfreier Lötstellen in einem Tauchlötgerät besteht darin, daß das Niveau des Lötbadspiegels in der Löt wanne während des Betriebs in engen Grenzen kon stant gehalten wird. Hierzu ist es durch die DE-PS 19 51 016 bekannt, der Zinn-Umwälzpumpe einen Dreh zahlregler zuzuordnen, welcher beim Absinken des Löt badspiegels in der Lötwanne die Drehzahl der Umwälz pumpe erhöht, so daß die Pumpenleistung innerhalb ei nes vorgegebenen Regelintervalls ansteigt, während bei Absinken des Lötbadspiegels unter ein zulässiges Maß ein Alarmsignal gegeben und der Betrieb der Vorrich tung automatisch unterbrochen wird.

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Tauchlötgerät mit den kenn zeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 hat demge genüber den Vorteil, daß in einem definierten Drehzahl bereich der Löt-Umwälzpumpe störende Einflußgrö ßen, welche eine Niveauänderung in der Lötwanne her vorrufen, auf überraschend einfache Weise auf ein Mini mum begrenzt werden. Durch die besondere Ausbil dung des Steigschachtes wird die Höhendifferenz des Lötbadspiegels nur durch einen Teil des Volumen stroms der pro Zeiteinheit geförderten Flüssiglotmenge bestimmt und ist dementsprechend geringer, als wenn die gesamte, pro Zeiteinheit geförderte Flüssiglotmenge in die Lötwanne eingeleitet wird. Die Reduzierung der Höhendifferenz des Lötbadspiegels schafft in der Löt wanne außerdem ein Lötbad mit beruhigter Oberfläche, die von Verwirbelungen und starken Strömungen weit gehend frei ist.

Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Tauchlötgeräts möglich. Besonders geringe Höhendiffe renzen des Lötbadspiegels in der Lötwanne lassen sich durch eine solche Ausbildung des Steigschachtes errei chen, daß ein kleinerer Teil der pro Zeiteinheit geför derten Flüssiglotmenge der Lötwanne zugeführt wird und der größere Teil der Lotmenge in den Vorratsbe hälter zuruckströmt. Um die Lotwanne mit Flüssiglot zu versorgen, kann der Steigschacht mit einer in Höhe der Lötwanne angeordneten Einlaßöffnung für das Flüssi glot versehen sein. Es ist vorteilhaft, die Einlaßöffnung durch einen mit Drosselbohrungen versehenen, aus tauschbaren Schieber abzudecken. Dieser Schieber er füllt eine Filterfunktion, indem er Krätzepartikel und dergleichen von der Lötwanne fernhält. Der Steig schacht hat weiter einen Überlauf für die an der Löt wanne vorbeifließende Restmenge des Flüssiglots. Die ser Überlauf des Steigschachtes ist in Förderrichtung des Flüssiglots oberhalb der Einlaßöffnung des Schach tes angeordnet. Eine baulich besonders einfache Ausge staltung des Tauchlötgeräts besteht darin, daß der Steigschacht Bestandteil einer im Vorratsbehälter ange ordneten Pumpenkammer ist, deren obere Gehäuse wand den Boden der Lötwanne bildet.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Be schreibung näher erläutert. Die Figur zeigt die für die Erfindung wesentlichen Teile eines Tauchlötgeräts in einem Längsschnitt.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In der Figur ist mit 1 ein vorzugsweise rechteckig ausgebildeter Vorratsbehälter bezeichnet, der bis zu ei nem durch eine Dreiecksmarke 2 angedeuteten Niveau mit schmelzflüssigem Lot 3 gefüllt ist. Eine nicht darge stellte, im Vorratsbehälter 1 installierte Heizung sorgt dafür, daß das Lot in seinen schmelzflüssigen Aggregat zustand überführt wird und in diesem Zustand verbleibt.

Im Vorratsbehälter 1 befindet sich eine Pumpenkam mer 4, welche eine nicht dargestellte Umwälzpumpe an sich bekannter Bauart enthält. Diese Pumpe drückt das Flüssiglot 3 im Behälter 4 nach oben in eine nachstehend noch näher beschriebene Lotwanne 5. Die Forderlei stung der von einem drehzahlgeregelten Elektromotor angetriebenen Pumpe ist so ausgelegt, daß der Lötwan ne 5 während des Betriebs etwas mehr Flüssiglot 3 zu geführt wird als diese unter Berücksichtigung des beim Löten entstehenden Verbrauchs aufzunehmen vermag. Das überschüssige Flüssiglot fließt über einen Überlauf in den Vorratsbehälter 1 zurück. Der Überlauf wird durch ein schräg ansteigendes Wehr 6 gebildet, damit Wirbel innerhalb der Lotströmung auf ein Minimum reduziert werden.

Das Niveau des durch eine Dreiecksmarke angedeu teten Lötbadspiegels in der Lötwanne 5 sollte zur Erzie lung einwandfreier Lötverbindungen während des Be triebs möglichst konstant bleiben. Es ist aber aufgrund der Trägheit des dem Umwälzpumpenmotor zugeord neten Regelkreises und anderer Einflußgrößen gewis sen Schwankungen unterworfen. Um diese Schwankun gen (Δh₂) auf ein Minimum zu begrenzen, wird der Löt wanne 5 das Flüssiglot 3 über einen Steigschacht 7 zuge führt, welcher von der Pumpenkammer 4 abgeht und so ausgebildet ist, daß nur ein Teil der den Schacht durch strömenden Flüssiglotmenge der Lötwanne 5 zugeführt wird, während ein weiterer Teil über einen Überlauf des Schachtes unmittelbar in den Vorratsbehälter 1 zurück strömt. Es wird also eine erhebliche größere Flüssiglot menge pro Zeiteinheit gefördert, als es zur Versorgung der Lötwanne 5 allein notwendig wäre. Dadurch ma chen sich Unterschiede in der Förderleistung bezüglich des Lötspiegelniveaus in der Lötwanne 5 auch nur antei lig, daß heißt im Verhältnis der der Lotwanne 5 und dem Überlauf des Steigschachtes pro Zeiteinheit zugeführ ten Flüssiglotmengen bemerkbar. Je kleiner der Anteil des der Lötwanne 5 zugeführten Volumenstroms an der Gesamtmenge ist, desto geringer fällt auch die Höhen differenz Δh₂ des Lötbadspiegels in der Lötwanne 5 bei Förderleistungsschwankungen der Umwälzpumpe aus.

Die Pumpenkammer wird durch zwei parallele, plat tenförmige Längswände 8, zwei parallele Querwände 9, 10 und eine obere Gehäusewand 11 gebildet, welche zugleich als Boden der Lötwanne 5 dient. Die eine Quer wand 10 der Pumpenkammer 4 ist über das Niveau des Lötbadspiegels in der Lötwanne 5 hochgezogen und hat eine Überlaufkante 12, über die ein Teil der geförderten Flüssiglotmenge in den Vorratsbehälter 1 zurückströmt. Wie aus der Zeichnung ersichtlich, kann sich dort, ab hängig vom Volumenstrom des Flüssiglots eine Höhen differenz Δh₁ des Lotschwalls einstellen, die beträchtlich größer ist als die Höhendifferenz Δh₂ des Lotbadspie gels in der Lötwanne 5.

Außer der Wand 10 und den hochgezogenen Teilen 8a der Längswände 8 der Pumpenkammer 4 hat der Steigschacht noch ein Wandstück 13, dessen Unterkante mit Abstand zum Boden 11 der Lotwanne etwa in Höhe der Oberkante des Wehrs 6 angeordnet ist. Dadurch ist zwischen dem Lötwannenboden 11 und der Unterkante des Wandstücks 13 ein Spalt 14 vorhanden, der die Ein laßöffnung für das Flüssiglot in die Lötwanne 5 bildet. Der Spalt 14 ist im Ausführungsbeispiel durch einen mit mindestens einer Drosselbohrung versehenen Schieber 15 abgedeckt, welcher an der Innenseite des Wand stücks 13 geführt ist. Die Größe dieser Bohrung (Dros selquerschnitt) bestimmt die in die Lötwanne 5 gelan gende Flüssiglotmenge.

Während des Betriebs wird durch die Umwälzpumpe eine bestimmte Lotmenge pro Zeiteinheit über die Pumpenkammer 4 in den Steigschacht 7 gedrückt. Von dieser Lotmenge strömt ein Teil durch die Drosselboh rung des Schiebers 15 in die Lötwanne 5. Die der Wanne 5 pro Zeiteinheit zugeführte Lotmenge wird bestimmt durch den Querschnitt der Drosselbohrung im Schieber 15 und durch die Strömungsgeschwindigkeit des Lots im Steigschacht 7. Diese Parameter sind so gewählt, daß der Wanne 5 etwas mehr Lot zugeführt wird als durch den Lötprozeß jeweils verbraucht wird. Überschüssiges Lot fällt über das Wehr 6 der Lötwanne 5 in den Vor ratsbehälter 1 zurück.

Die Höhendifferenz Δh₁ des Lotschwalls an der Kan te 12 pendelt, bedingt durch Förderleistungsschwankun gen der Pumpe zwischen einem Minimum und einem Maximum. Minimum und Maximum liegen dabei infolge des relativ großen Volumenstroms des Flüssiglots rela tiv weit auseinander. Durch die im Schieber 15 ausgebil dete Drosselbohrung gelangt ein kleiner Teil des Volu menstroms in die Lötwanne 5. Dadurch reduziert sich die Höhendifferenz des Lotbadspiegels auf Δh₂. Auf die se Weise werden innerhalb eines definierten Drehzahl bereichs des Pumpenmotors störende Einflußgrößen, welche Schwankungen in der Höhe des Lotbadspiegels sowie Turbulenzen im Lotbad hervorrufen, auf ein Mi nimum begrenzt.

Der der Lotwanne 5 zugeführte Anteil des Volumen stroms des Flüssiglots beträgt nur ein Bruchteil, bei spielsweise 10%, des Gesamtvolumenstroms. Entspre chend klein fällt auch die Höhendifferenz Δh es Lot badspiegels gegenüber der Höhendifferenz Δh₁ des über die Kante 12 des Steigrohrs 7 in den Vorratsbehäl ter 1 zurückströmenden Flüssiglots aus.

Claims

1. Tauchlötgerät mit einem das flüssige Lot aufneh menden Vorratsbehälter, einer oberhalb des Vor ratsbehälters angeordneten, mit einem Überlauf versehenen Lotwanne sowie einem zwischen Vor ratsbehälter und Wanne angeordneten Steig schacht, durch den flüssiges Lot unter Druck in die Wanne eingeleitet wird, gekennzeichnet durch ei ne solche Ausbildung des Steigschachtes (7), daß nur ein Teil der geförderten Flüssiglotmenge (3) der Lötwanne (5) zugeführt wird, während ein wei terer Teil über den Steigschacht (7) in den Vorrats behälter (1) zurückströmt.

2. Tauchlötgerät nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine solche Ausbildung des Steigschachtes (7), daß ein kleinerer Teil der pro Zeiteinheit geför derten Flüssiglotmenge der Lötwanne (5) zuge führt wird und der größere Rest der Lotmenge über den Steigschacht (7) in den Vorratsbehälter (1) zurückströmt.

3. Tauchlötgerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Steigschacht (7) mit einer in Höhe der Lötwanne (5) angeordneten Einlaßöff nung (14) für das Flüssiglot (3) versehen ist.

4. Tauchlötgerät nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Einlaßöffnung (14) durch einen mit mindestens einer Drosselbohrung versehenen, auswechselbaren Schieber (15) abgedeckt ist.

5. Tauchlötgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steig schacht (7) einen Überlauf (12) für die an der Löt wanne (5) vorbeiströmende Restmenge des Flüssi glotes (3) hat.

6. Tauchlötgerät nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Überlauf (12) des Steigschachtes (7) in Förderrichtung des Flüssiglo tes (3) oberhalb der Einlaßöffnung (14) des Schach tes angeordnet ist.

7. Tauchlötgerät nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steig schacht (7) Bestandteil einer im Vorratsbehälter (1) angeordneten Pumpenkammer (4) ist, deren obere Gehäusewand (11) den Boden der Lötwanne (5) bildet.