DD216398A1

DD216398A1 - DEVICE FOR APPLYING EBENER, CLEANING-FREE LAYERS

Info

Publication number: DD216398A1
Application number: DD25240783A
Authority: DD
Inventors: Hans Weissling; Andreas Zabelt
Original assignee: Robotron Messelekt
Priority date: 1983-06-27
Filing date: 1983-06-27
Publication date: 1984-12-12

Abstract

Die Erfindung beinhaltet eine Vorrichtung zum Aufbringen ebener, verunreinigungsfreier Lotschichten konstanter Dicke auf metallische Flaechen und betrifft das Gebiet der Leiterplattentechnik, aber z. B. auch der Konservenindustrie. Ziel der Erfindung ist es, die nachtraeglichen Waschprozesse zur Beseitigung von verschleppten Lotbad-Abdecksalzen sowieNivellierungsmassnahmen zur Erzielung einer konstanten Lotschichtdicke einzusparen. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass den metallischen Flaechen eine definierte Menge Lot ueber eine Auftragswalze zugefuehrt wird, die bei der Drehung in einem aus einem Lotbad gespeisten Loetschwall verunreinigungsfreies Lot aufnimmt. Dabei werden Eintauchtiefe und Drehzahl der Auftragswalze so gewaehlt, dass eine ausreichende Erwaermung und damit eine ordnungsgemaesse Benetzung gewaehrleistet ist.Die Dicke der aufgebrachten Lotschicht laesst sich durch die Oberflaechenform der Auftragswalze und die Andruckkraft, mit der die metallischen Flaechen gegen diese gedrueckt werden, beeinflussen. Die Vorrichtungkann auf dem Gebiet der Leiterplattentechnik und bei der Konservendosenherstellung eingesetzt werden.The invention includes a device for applying planar, pollution-free solder layers of constant thickness on metallic surfaces and relates to the field of printed circuit board technology, but z. B. also the canning industry. The aim of the invention is to save the subsequent washing processes for the removal of delayed Lotbad cover salts and leveling measures to achieve a constant solder layer thickness. The essence of the invention consists in that a defined quantity of solder is supplied to the metallic surfaces via an applicator roll, which receives contamination-free solder during the rotation in a Loetschwall fed from a solder bath. In this case, immersion depth and speed of the applicator roll are chosen so that a sufficient warming and thus proper wetting is ensured. The thickness of the applied solder layer can be influenced by the surface shape of the applicator roll and the pressure force with which the metallic surfaces are pressed against them. The device can be used in the field of printed circuit board technology and in the canning industry.

Description

Title of Invention

Vorrichtung zum Aufbringen ebener, verunreinigungsfreier LotschichtenApparatus for applying planar, contamination-free solder layers

Field of application of the invention

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung, mit der ebene, verunreinigungsfreie Lotschichten konstanter Dicke auf metallische Flächen aufgebracht werden können» Die Vorrichtung kann zum Verzinnen der Leiterzüge von Leiterplatten, aber z.B. auch zum Verlöten der Längsnähte von Konservendosen eingesetzt werden«The invention relates to a device with which flat, contamination-free, solder layers of constant thickness can be applied to metallic surfaces. The device can be used for tinning the conductor tracks of circuit boards, but e.g. also be used for soldering the longitudinal seams of food cans «

Characteristic of the known technical solutions

Aus der DE-OS C230 1/04 2140116 ist bekannt, daß mit einer sich in einem ruhenden Lotbad drehenden Auftragwalze Lotschichten auf Leiterzüge von Leiterplatten aufgewalzt werden können· Das Lotbad wird dabei durch ein Abdecksalz oder -öl vor Oxydation geschützt· Beim Aufwalzen der Lotschichten werden aber zusammen mit dem Lot auch immer Reste des Abdecksalzes auf oder in die aufgebrachte Schicht verschleppt. Auch durch aufwendige Waschprozesse nach dem Auftragen der Lotschicht können diese verschleppten Reste nicht vollständig entfernt werden· Diese Reste führen z.B. bei Einsatzbedingungen unter hoher Luftfeuchte, häufig zu Ausfällen. . 'It is known from DE-OS C230 1/04 2140116 that solder layers can be rolled onto conductor tracks of printed circuit boards with a coating roller rotating in a stationary solder bath. The solder bath is protected from oxidation by a covering salt or oil. During the rolling of the solder layers However, residues of the covering salt are always dragged onto or into the applied layer together with the solder. Even through complicated washing processes after the application of the solder layer, these entrained residues can not be completely removed. in conditions of use under high humidity, often to failures. , '

Aus der DE-OS 48b 1/04 1809206 ist bekannt, daß Lotschichten auf Leiterplatten auch durch Führen der Leiterplatte über eine stehende Welle des Lotes erzeugt werden können· Die so aufgetragenen Lot schicht en sind aber nicht eben und haben unterschiedliche Dicken· Eine nachträgliche Einebnung bindet nichtFrom DE-OS 48b 1/04 1809206 it is known that solder layers on printed circuit boards can also be produced by guiding the printed circuit board over a standing wave of the solder · The solder layers applied in this way are not flat and have different thicknesses · Subsequent leveling does not bind

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nur Arbeitszeit, sondern beansprucht auch die aufgebrachte Lotschicht und das Basismaterial. Bei Leiterplatten kann es zu Delaminationserscheinungen kommen·only working time, but also claimed the applied solder layer and the base material. PCBs can cause delamination phenomena ·

Aus der DE-OS 48b 1/04 1521225 ist bekannt, daß ebene Lotschichten auf Leiterplatten durch Tauchen in ein Lotbad und anschließende Heißluftnivellierung der Schicht erzeugt werden können· Derartige Vorrichtungen sind anlagenbedingt teurer als die anderen aufgezeigten Vorrichtungen· Außerdem sind hier, wenn die Aufbringung der Lotschichten nur einseitig gewünscht wird, aufwendige Methoden zur Abdeckung der nicht zu verzinnenden Seite notwendig·From DE-OS 48b 1/04 1521225 it is known that planar solder layers on printed circuit boards by immersion in a solder bath and subsequent hot air leveling of the layer can be generated · Such devices are due to the system more expensive than the other devices shown · Moreover, here, when the application the solder layers are desired only on one side, expensive methods for covering the non-tinned page necessary ·

Object of the invention

Ziel der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zu finden, mit der ebene, verunreinigungsfreie Lotschichten konstanter Dicke auf metallische Flächen aufgebracht werden können· Dabei sollen nachträgliche Nivellierungsmaßnahmen, die die aufgebrachte Schicht und das Basismaterial beanspruchen, eingespart werden· Weiterhin sollen Waschprozesse zur Beseitigung von verschleppten Abdecksalzresten überflüssig werden· Durch das verunreinigungsfreie Auftragen der Lotschichten sollen Ausfälle, auch bei extremen Einsatzbedingungen, vermieden werden· Die Vorrichtung soll im Anlagenwert niedriger liegen als Vorrichtungen für Tauchverfahren mit Heißluftnivellierung und eine einseitige Verzinnung unkompliziert gewährleisten·The aim of the invention is to find a device with which flat, contamination-free solder layers of constant thickness can be applied to metallic surfaces. In doing so, subsequent leveling measures that require the applied layer and the base material are to be saved. Furthermore, washing processes are to be used to remove deportees Residue residues are superfluous · The contamination-free application of the solder layers should prevent failures, even under extreme conditions of use · The device should be lower in terms of system value than devices for immersion methods with hot air leveling and ensure unilateral tinning in an uncomplicated manner ·

Explanation of the essence of the invention

Die Erfindung löst die Aufgabe, ebene, verunreinigungsfreie Lot— schichten konstanter Dicke auf metallische Flächen aufzubringen· Dabei sollen solche Mangel bekannter Lösungen, wie die undefinierte Lotzuführung und die Benetzung der Auftragwalze bei Drehung in einem ruhenden Lotbad vermieden werden· Die Merkmale der Erfindung bestehen darin, daß eine Vorrichtung erfindungsgemäß aus einem Lötbad, einer oder mehrerer sich darin befindlicher Einrichtungen zur Erzeugung einer Lötmittel-The object of the invention is to apply even, impurity-free solder layers of constant thickness to metallic surfaces. In so doing, such deficiencies of known solutions, such as the undefined solder supply and the wetting of the application roller during rotation in a quiescent solder bath, should be avoided in that, according to the invention, a device consists of a soldering bath, one or more devices for generating a soldering agent located therein.

Strömung, einer oder mehrerer Düsen, die die stehende Welle erzeugen, einer Auftragwalze, die so angeordnet ist, daß sie in die stehende Welle eintaucht, und einer Transporteinrichtung, die die zu beschichtenden metallischen Flächen über die Auftragwalze führt und gegen diese drückt, besteht« Die Einrichtung zur Erzeugung einer Lötmittelströmung kann so aufgebaut sein, daß sie einen Lötschwall erzeugt. Zur Erzeugung dicker Lotschichten kann die Auftragwalze mit Quernuten versehen werden. Zum zusätzlichen Schutz der gesamten Lotbadoberfläche ist es möglich, die Vorrichtung in einer Schutzgasatmosphäre zu betreiben.Flow, one or more nozzles that generate the standing wave, an applicator roller which is arranged so that it dips into the standing wave, and a transport device, which leads the metallic surfaces to be coated on the applicator roller and presses against this, there « The means for generating a solder flow may be configured to generate a solder surge. To produce thick layers of solder, the application roller can be provided with transverse grooves. For additional protection of the entire Lotbadoberfläche it is possible to operate the device in a protective gas atmosphere.

Die Punktion der Vorrichtung läßt sich so beschreiben, daß verunreinigungsfreies Lot durch eine Düse strömt und eine stehende Welle bildet. In diese stehende Welle taucht die Auftragwalze ein und wird benetzt. Für die Benetzung einer langen Auftragwalze wird eine lange stehende Welle benötigt, die durch mehrere nebeneinander angeordnete Vorrichtungen zur Erzeugung einer Lötmittelströmung und mehrere Düsen gebildet wird. Die Auftragwälze nimmt je nach Eintauchtiefe in die stehende Welle und Drehzahl eine definierte Menge des Lotes mit. Eintauchtiefe und Drehzahl müssen so gewählt werden, daß eine ausreichende Erwärmung und damit eine ordnungsgemäße Benetzung der Auftragwalze gewährleistet wird. Die Dicke der aufzubringenden Lotschicht läßt sich auch durch die Oberflächengestalt der Auftragwalze beeinflussen, Auftragwalzen mit Quernuten erzeugen z.B. dickere Schichten als glatte Auftragwalzen·The puncture of the device can be described so that contaminant-free solder flows through a nozzle and forms a standing wave. The application roller dives into this standing wave and is wetted. Wetting a long applicator roll requires a long standing wave formed by a plurality of juxtaposed solder flow producing devices and multiple nozzles. Depending on the depth of immersion in the standing shaft and rotational speed, the roller takes a defined amount of the solder. Immersion depth and speed must be selected so that sufficient heating and thus proper wetting of the applicator roller is ensured. The thickness of the solder layer to be applied can also be influenced by the surface shape of the application roller, application rollers with transverse grooves produce e.g. thicker layers than smooth application rollers ·

Die Aufbringung der Lotschicht auf die metallischen Flächen erfolgt durch direkten Kontakt von Auftragwalze und zu beschichtender metallischer Fläche. Durch die Erzeugung einer bestimmten Andruckkraft der zu beschichtenden metallischen Fläche an die Auftragwalze wird gewährleistet, daß die aufgebrachte Lotschicht eben und von konstanter Dicke ist. , Abdecksalze sind bei dieser Vorrichtung nicht mehr notwendig.The application of the solder layer on the metallic surfaces is carried out by direct contact of application roller and to be coated metallic surface. By generating a certain pressure force of the metallic surface to be coated on the applicator roll ensures that the applied solder layer is flat and of constant thickness. Cover salts are no longer necessary with this device.

Auf dem ruhenden Teil des Lotbades anfallendes Oxid des Lotes muß regelmäßig mittels eines Kratzers entfernt werden. Zum zusätzlichen Schutz der gesamten Badoberfläche vor Oxydation kann die Vorrichtung in einer Schutzgasatmosphäre betrieben werden«On the dormant part of the Lotbades accumulating oxide of the solder must be removed regularly by means of a scratch. For additional protection of the entire bath surface from oxidation, the device can be operated in a protective gas atmosphere «

embodiment

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen sowie an Hand einer Zeichnung näher erläutert werden· Figur 1 zeigt das Auftragprinzip für Lotschichten, Figur 2 die Vorrichtung zum Aufbringen ebener, verunreinigungsfreier Lotschichten auf Leiterplatten·The invention will be explained in more detail below with reference to two exemplary embodiments and with reference to a drawing. FIG. 1 shows the application principle for solder layers, and FIG. 2 shows the device for applying planar, contamination-free solder layers to printed circuit boards.

Di_ue Vorrichtung besteht aus einem Lotbad 1, in das eine Einrichtung zur Erzeugung einer Lötmittelströmung 2 eingetaucht ist« In das Lotbad 1 eingetaucht sind weiterhin die Heizung für die Verflüssigung des Lotes und ein Temperaturfühler zur Temperaturregelung, die auf der Zeichnung nicht dargestellt sind· DIe₁ Lötmittelströmung erzeugt hinter der Düse 4 eine stehende Welle in Form eines Lötschwalles 3· Die Düse 4 ist austauschbar, um verschiedene Wellenforraen des Lötschwalles 3 realisieren zu können· Über der Düse 4 ist die Auftragwalze 5 angeordnet, die zur Erzeugung dicker Lotschichten mit Quernuten versehen werden kann· Die Auftragwalze 5 kann zusammen mit der Transporteinrichtung 12 für die Leiterplatten 6, deren Arbeitshöhen übereinstimmen, in der Höhe relativ zur Düse 4 verstellt werden. Damit wird die Eintauchtiefe der Auftragwalze 5 in den Lötschwall 3 eingestellt und zusammen mit der Drehzahlregelung für die Auftragwalze 5 eine optimale Erwärmung und Benetzung der Auftragwalze 5 bei verschiedenen Düsen 4 ermöglicht. Zur Transporteinrichtung 12 gehört eine über der Auftragwalze 5 angeordnete Gegendruckwalze 7, die für einen festen Andruck der Leiterplatten 6 an die Auftragwalze sorgt. Der Transport der Leiterplatten 6 erfolgt rechtwinklig zur Drehachse der Auftragwalze 5· Die Lötmittelströmung wird durch eine Förderschnecke 9 erzeugt, die von einem stufenlosDi _u e device consists of a Lotbad 1, in which a means for generating a Lötmittelströmung 2 is immersed immersed in the Lotbad 1 are also the heater for liquefying the solder and a temperature sensor for temperature control, which are not shown in the drawing · ₁ Lötmittelströmung generated downstream of the nozzle 4, a standing wave in the form of a solder Walles 3 · the nozzle 4 is interchangeable in order to realize various Wellenforraen the soldering Walles 3 · over the nozzle 4, the application roller 5 is arranged to generate thicker layers of solder with transverse grooves The application roller 5 can be adjusted in height relative to the nozzle 4 together with the transport device 12 for the printed circuit boards 6, the working heights of which coincide. Thus, the immersion depth of the applicator roller 5 is set in the Lötschwall 3 and together with the speed control for the applicator roller 5 allows optimum heating and wetting of the applicator roller 5 at different nozzles 4. To the transport device 12 includes a arranged on the applicator roller 5 back pressure roller 7, which provides for a firm pressure of the circuit boards 6 to the applicator roll. The transport of the printed circuit boards 6 is perpendicular to the axis of rotation of the applicator roll 5 · The solder flow is generated by a screw conveyor 9, which is steplessly stepless

regelbaren Motor 8 über einen Riementrieb 10 angetrieben wird.· Die Auftragwalze 5 wird über einen Motor 11 direkt angetrieben· Zum zusätzlichen Schutz der gesamten Oberfläche des Lotbades 1 kann die Vorrichtung in einer Schutzgasatmosphäre betrieben werden·controllable motor 8 is driven via a belt drive 10. The application roller 5 is driven directly by a motor 11. For additional protection of the entire surface of the solder bath 1, the device can be operated in a protective gas atmosphere.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der Vorrichtung dient zum Verlöten der Längsnähte von Konservendosen· Der Transport der Dosen erfolgt parallel zur Drehachse der Auftragwalze 5· Zur Entwicklung der stehenden Welle sind jedoch mehrere nebeneinander angeordnete Einrichtungen zur Erzeugung einer Lötmittelströmung und mehrere Düsen 4 notwendig, während eine Gegendruckwalze 7 entfällt· Des weiteren entspricht die Vorrichtung der, zur Aufbringung von Lotschichten auf Leiterplatten.A further embodiment of the device is used for soldering the longitudinal seams of cans · The transport of the cans takes place parallel to the axis of rotation of the applicator roll 5 · For the development of the standing wave, however, several juxtaposed devices for generating a solder flow and multiple nozzles 4 are necessary, while a counter-pressure roller 7 · Furthermore, the device corresponds to the, for the application of solder layers on printed circuit boards.

Claims

Invention claim

Vorrichtung «Device for applying planar, pollution-free solder layers of constant thickness on metallic surfaces, characterized in that one or more, nozzles (4) of one or more immersed in a Lotbad (1) means for generating a Lötmittelströmung (2), a rotating applicator roll (5) is arranged, against which the surfaces to be metallized are pressed,

2. Device according to item 1, characterized in that the application roller (5) is arranged above the nozzle (4) of a device for generating a Lötschwalles ·

3 Device according to item 1 and / or 2, characterized in that the application roller (5) is provided with transverse grooves.

4. Apparatus according to item 1 and / or 3 », characterized in that the surface of the solder bath (1) is under a protective gas atmosphere, for example" argon ".

For this 2 sheet drawing