DE10145883C1 - Lötanlage - Google Patents

Abstract

Lötanlage (1) zur Befestigung von elektronischen Bauteilen (6) oder Bauteilgruppen auf einem Bauteilträger (14) unter Zuführung und Erhitzung von Lot, umfassend mindestens eine Bauteilträgeraufnahmeeinheit (Transportband 11), mindestens eine Lotzuführeinheit und mindestens eine Wärmequelle (Heißluftgebläse 9) zur Verflüssigung des Lotes, wobei es sich bei der Wärmequelle um mindestens ein Heißluftgebläse (9) handelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lötanlage gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Lötanlagen zur vornehmlich automatischen Verlötung von elektronischen Bauteilen mit den zugeordneten Bauteilträgern (Platinen) sind hinreichend bekannt. Es handelt sich hierbei um hochautomatisierte Roboterstraßen, wobei die Bauteile zunächst an der vorbestimmten Stelle des Bauteilträgers platziert und anschließend durch Zuführen eines mit einem Lötkolben oder Laser bestückten mechanischen Zuführeinheit und durch Zuführen des Lotes verlötet werden. Derartige Anlagen vermögen durch einen optimierten Prozessablauf einen großen Durchsatz von Bauteilgruppen zu erzielen.

Nach einem anderen Prinzip arbeiten sogenannte Heißluftlötanlagen. Hier wird ein bereits platziertes Lot an der Lötstelle durch einen Heißluftstrom aufgeschmolzen und das Bauteil somit befestigt. Eine derartige Anlage ist bereits aus der JP 070 15 133 A bekannt. Hier wird eine Heißluftlötanlage vorgestellt, die über zwei Transportbänder für Platinen verfügt und ebenfalls mit horizontalen Heißluftgebläsen ausgestattet ist. Die beiden Transportbänder dienen hier jedoch lediglich zum Transport von Platinen.

Auch ist aus der DE 38 06 753 A1 eine Heißluftlötanlage bekannt, die zumindest im letzten Abschnitt des Transportbandes über eine berührungslose Temperaturerfassung der Bauteiltemperatur verfügt.

Als nachteilig erweist es sich jedoch, dass eine individuelle Anpassung der Einwirkdauer des Heißluftstroms auf die Platinen nicht oder nur unzureichend möglich ist. Um beispielsweise die Einwirkdauer auf eine einzige auf dem Transportband beförderte Platine zu verlängern muß das Transportband vollständig angehalten werden.

Die Aufgabe der folgenden Erfindung liegt somit in der Bereitstellung einer Lötanlage, die eine individuelle Anpassung der Einwirkdauer des Heißluftstroms auf die zu verlötenden Platinen zulässt.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Lötanlage mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Durch die Verwendung eines zweiten, von dem ersten vorzugsweise unabhängig verfahrbaren, Transportbandes, welches zur Nachführung bzw. Positionierung der Heißluftgebläse vorgesehen ist, ergeben sich Vorteile hinsichtlich der Einrichtung eines Taktbetriebs der Lötanlage. Es eröffnet sich die Möglichkeit, die Heißluftgebläse zumindest abschnittsweise synchron zu den Bauteilträgern bzw. Bauteilen zu verfahren, so dass beispielsweise die Einwirkdauer des Heißluftstroms verlängert oder auch punktgenaue Erwärmung aufrecht erhalten werden kann, so dass eine flexible Anpassung an den Taktbetrieb des Förderbandes für die Bauteilträger bzw. Bauteile möglich wird.

Eine regelungstechnisch vorteilhafte Ausgestaltung ergibt sich durch das Vorsehen von Temperatursensoren, insbesondere Infrarotsensoren, die zur Bestimmung der Bauteilträgertemperatur bzw. Bauteiltemperatur geeignet sind.

Zur Automatisierung sind weiterhin Entnahme- und Bestückungsvorrichtungen vorgesehen, die Bauteile und Bauteilträger entsprechend auf das Förderband auflegen bzw. fertige Erzeugnisse entnehmen und beispielsweise einer weiteren Verpackungsanlage zuführen können.

Eine weiterhin regelungstechnisch vorteilhafte Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung stellt die Verwendung von Sensoren dar, die zur Bestimmung der Position von Bauteilträgern bzw. Bauteilen auf dem Förderband geeignet sind. Diese Sensoren können der Steuereinheit die benötigten Informationen für die Optimierung der Taktraten, aber auch Betriebsstörungen übermitteln.

Eine weitere vorteilhafte Anpassungsmaßnahme stellt die Benutzung von verstellbaren Düsen, die vornehmlich schwenkbar, höhenverstellbar und fokussierbar ausgelegt sind, dar. Auch hier kann auf einfache Weise eine Anpassung an Bauteilträger- bzw. Bauteilgeometrien vorgenommen werden.

Als vorteilhafte Wärmeaufnahmevorrichtungen bieten sich Kühlkörper an, die mit Kühlrippen ausgestattet sind. Da die Bauteile oder Bauteilträger ohnehin mit derartigen Kühlkörpern, ursprünglich zur Wärmeabfuhr, ausgestattet sind, wird der Effekt hier umgekehrt und die Wärmeaufnahme optimiert, wobei die Taktzeiten weiter verkürzt werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Abbildungen. Darin zeigen

Fig. 1 eine Prinzipskizze einer erfindungsgemäßen Lötanlage.

Eine bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lötanlage 1 umfasst im wesentlichen ein oberes Transportband 11 auf dem Bauteile 6 auf Bauteilträgern 14 verfahren werden können, sowie ein unteres Transportband 10, auf dem vier Heißluftgebläse 9 verfahren werden können.

Die hier abgebildete Lötanlage 1 umfasst weiterhin eine Rahmen- und Verkleidungskonstruktion, auf dessen Darstellung hier der Übersicht halber verzichtet worden ist.

Das obere Transportband 11 dient dem Transport der Bauteilträger 14 und den zu verlötenden Bauteilen 6 über eine festgelegte Strecke mit einer geeigneten Geschwindigkeit, die es den Heißluftgebläsen 9 ermöglicht, den Bauteilträger 14 bzw. die Bauteile 6 auf die zum Schmelzen des Lotes benötigte Temperatur zu erwärmen. Dabei muss sichergestellt sein, dass die Erwärmung bzw. die Einwirkzeit nicht zur Zerstörung der Bauteile 6 bzw. des Bauteilträgers 14 führt.

Zu diesem Zweck ist das Heißluftgebläse 9 über ein Stativ 4 mit einem Temperatursensor 5 ausgerüstet, der vornehmlich über einen Infrarotsensor die aktuelle Temperatur des Bauteilträgers 14 und/oder der Bauteile 6 misst. Überschreitet die Temperatur einen kritischen Schwellenwert, wird das Heißluftgebläse 9 abgeschaltet bzw. eingetaktet.

Zur Optimierung bzw. Ausrichtung der Wärmezufuhr sind die Heißluftgebläse 9 mit Düsen 8 ausgestattet, die schwenkbar, höhenverstellbar und fokussierbar ausgelegt sind.

Wie aus der Fig. 1 zu entnehmen ist, sind die Transportbänder 10, 11 mechanisch insoweit voneinander getrennt, dass ein separates Verfahren der Bauteilträger 14 bzw. der Bauteile 6 und des Heißluftgebläses 9 möglich ist. Angestrebt wird eine Synchronisierung der Geschwindigkeit zwischen oberem und unterem Transportband 10, 11 über den Weg, der für die Aufheizung und Verlötung des Bauteilträgers 14 mit den Bauteilen 6 benötigt wird.

Auf diese Weise kann eine optimale Ablaufgestaltung des Lötprozesses stattfinden, so dass eine, hier nicht dargestellte, Steuereinheit die Bestückung des oberen Transportbandes 11 über eine Bestückungseinheit 2 veranlassen kann, ein Sensor 3 das Einfahren des ersten Bauteilträgers 14 in den Wirkbereich der Heißluftgebläse 9 feststellen und die Heißluftgebläse 9 aktiviert werden können.

Weiterhin ist ein zweiter Sensor 12 endseitig des oberen Transportbandes 11 vorgesehen, welcher ein Einfahren des letzten verlöteten Bauteilträgers 14 einer Charge in den Bereich der Entnahmevorrichtung 13 feststellen kann. Entsprechend kann das obere Transportband 11 gestoppt werden, die fertigen Bauteilträger 14 durch die Entnahmevorrichtung 13 entnommen und das obere Transportband 11 durch die Bestückungsvorrichtung 2 neu bestückt werden. Indes kann das untere Transportband 10 mit den Heißluftgebläsen 9 in eine Startposition zurückgefahren werden, um die nächste Charge Bauteilträger 14 und Bauteile 6 zu erhitzen.

Vornehmlich kann die erfindungsgemäße Lötanlage zur Verlötung von Bauteilträgern 14 mit Kühlrippen 7 oder Bauteilen 6 mit Kühlrippen 7 angewendet werden. Im wesentlichen wird hier ausgenutzt, dass die ursprünglich zur Wärmeabfuhr vorgesehenen großen Kühlkörperflächen als Wärmesammler ausgenutzt werden, wodurch sich eine kürzere Einwirkzeit des Heißluftstrahls und somit eine kürzere Taktzeit ergeben kann.

Claims (6)

1. Lötanlage (1) zur Befestigung von elektronischen Bauteilen (6) oder Bauteilgruppen auf einem Bauteilträger (14) unter Zuführung und Erhitzung von Lot, umfassend mindestens ein erstes Transportband (11), mindestens ein zweites, von dem ersten Transportband (11) unabhängig verfahrbares Transportband (10) und mindestens ein Heißluftgebläse (9) zur Verflüssigung des Lotes, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens ein Heißluftgebläse (9) auf dem zweiten Transportband (10) angebracht ist.

2. Lötanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Heißluftgebläse (9) mit einem Temperatursensor (5) ausgestattet ist, der es erlaubt die Temperatur der Bauteilträger (14) und/oder der Bauteile (6) zu bestimmen.

3. Lötanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötanlage mit einer Bestückungseinheit (2) und einer Entnahmeeinheit (13) ausgestattet ist.

4. Lötanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötanlage mit Sensoren (3, 12) zur Bestimmung der Position des mindestens einen Bauteilträgers (14) bzw. Bauteils (6) auf dem ersten Transportband (11) ausgestattet ist.

5. Lötanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißluftgebläse (9) mit verstellbaren Düsen (8) ausgestattet sind.

6. Lötanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteilträger (14) und/oder Bauteile (6) mit Kühlrippen (7) ausgestattet sind.