DE102007022596B4

DE102007022596B4 - Method for heating power control of soldering machines

Info

Publication number: DE102007022596B4
Application number: DE200710022596
Authority: DE
Inventors: Uwe Filor
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2007-05-14
Filing date: 2007-05-14
Publication date: 2009-07-02
Anticipated expiration: 2027-05-15
Also published as: DE102007022596A1

Abstract

Verfahren zur Erwärmung von zu verlötendem Lötgut in Reflow- oder Dampfphasen- Lötanlagen, dadurch gekennzeichnet, dass zur Erreichung einer vorgegebenen Aufheizrate für jeweils ein spezifisches Lötgut, die Masse des Lötguts über Wägezelle oder Kraftaufnehmer ermittelt wird, die ermittelte Masse manuell oder automatisch einer Steuerung übermittelt wird, und die Heizleistung in Abhängigkeit dieser Masse automatisch eingestellt wird.Method for heating soldering material to be soldered in reflow or vapor-phase soldering systems, characterized in that to achieve a predetermined heating rate for each specific solder, the mass of the solder material is determined via load cell or force transducer, the determined mass manually or automatically transmitted to a controller is set, and the heating power is automatically adjusted depending on this mass.

Description

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren für die Steuerung von Lötanlagen (Reflow-Lötanlagen bzw. Dampfphasen-Lötanlagen, Inline- und Batch-Anlagen), in Abhängigkeit des zu verlötenden Lötguts, bezogen auf die Masse des Lötguts. Durch die Bestimmung der Masse, z. B. über eine Wägezelle, wird die Heizleistung der Lötanlage eingestellt. Die Heizleistungssteuerung in Verbindung mit der Masse des Lötguts ist zuständig für den Temperaturgradienten, der der Aufheizrate des Lötguts entspricht.The The invention describes a method for the control of soldering machines (Reflow soldering or Vapor phase soldering systems, Inline and batch systems), depending on the solder to be soldered on the mass of the solder. By determining the mass, z. B. via a load cell, the heating power the soldering system set. The heating capacity control in connection with the mass of the soldering stock is responsible for the Temperature gradient, which corresponds to the heating rate of the solder.

In der Elektronik-Industrie werden maximale Aufheizraten von den Herstellern der Bauteile vorgegeben, um eine Schädigung der Bauteile zu vermeiden. Ein Anhaltspunkt sind 2°C pro Sekunde als Temperaturgradient. Für Baugruppen die sehr schwer sind, also sehr große Masse haben, dauert der Aufheizprozess länger als für Baugruppen die leichter sind also eine geringere Masse haben.In The electronics industry will get maximum heating rates from the manufacturers predetermined the components to prevent damage to the components. A clue is 2 ° C per second as a temperature gradient. For assemblies that are very heavy, So very big Having mass, the heating process takes longer than for assemblies that are lighter So have a lower mass.

Es ist bekannt, dass durch Steuerung der Heizleistung das Lötprofil bzw. die Aufheizrate des Lötgutes eingestellt wird. Durch die unterschiedliche Bestückung und die unterschiedlichen Massen ist die Erstellung eines optimalen Lötprofils recht schwierig und bedingt diverse Testplatten für die optimale Einstellung der Lötanlage bzw. des Lötprofils.It It is known that by controlling the heating power of the soldering or the heating rate of the soldering material is set. Due to the different equipment and the different masses is creating an optimal one soldering profile quite difficult and requires various test plates for the optimal Setting the soldering system or the soldering profile.

In der DE 10159057 A1 wird die automatische Einstellung von Temperaturgradienten insbesondere bei Dampfphasen-Lötanlagen beschrieben. Hierbei spielt die lineare Beziehung zwischen Dampfmengenproduktion und Aufwärmgeschwindigkeit eine Rolle. Es wird die flächenmäßige Größe des Lötguts über Sensoren bestimmt bzw. über eine CCD-Kamera erfasst.In the DE 10159057 A1 the automatic adjustment of temperature gradients is described in particular in vapor-phase soldering. Here, the linear relationship between steam quantity production and warm-up speed plays a role. It is the areal size of the Lötguts determined via sensors or detected by a CCD camera.

In der DE 29921643 U1 wird eine Heizvorrichtung beschrieben, die über eine Anzahl von Heizzonen und Kühlzonen verfügt. Mindestens zwei Heizstraßen sind übereinander angeordnet. Über ein vorbestimmtes vorprogrammierbares Temperaturprofil werden die Baugruppen verlötet.In the DE 29921643 U1 a heating device is described which has a number of heating zones and cooling zones. At least two heating streets are arranged one above the other. About a predetermined pre-programmable temperature profile, the modules are soldered.

In der DE 29704601 U1 wird eine Heizvorrichtung beschrieben, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ein Transportweg der Transporteinrichtung im Heizbereich in einer Ebene, im wesentlichen quer zur horizontalen Zufuhr- oder Abgaberichtung verläuft und Eingabe- und Ausgabebereich in etwa ringförmig verbindet.In the DE 29704601 U1 a heating device is described, which is characterized in that a transport path of the transport device in the heating area in a plane substantially transverse to the horizontal feed or dispensing direction and connects input and output area in an approximately annular manner.

Nach der DE 10025472 C2 wird in einer Dampfphasen-Lötanlage die Heizleistung des Lötzonenheizmoduls und des Prozesszonenheizmoduls unabhängig voneinander eingestellt und erzeugt damit zonenbezogenen überhitzten Dampf.After DE 10025472 C2 In a vapor-phase soldering system, the heating power of the Lötzonenheizmoduls and the Prozesszonenheizmoduls is set independently of each other and thus generates zone-related superheated steam.

Keines dieser Verfahren und keine dieser Vorrichtungen verwendet die Masse der Baugruppen, um die Heizleistung zu regeln oder zu steuern. Bei den Reflow-Lötanlagen versucht man die Heizleistung über Muster-Baugruppen einzustellen. Bei den Dampfphasen-Lötanlagen geschieht dies über lineare Dampfmengenproduktion in Abhängigkeit von der Aufwärmgeschwindigkeit mit Hilfe entsprechender Sensorik an den Anlagen. Es ist hier auch eine Interpolation notwendig (Probelötung), da das Lötgut eine ganz spezifische, aber noch unbekannte Aufnahme der Verdampfungswärme hat. Damit wird eine Testlötung zur Bestimmung des Wärmehaushaltes des zu erwärmenden Lötguts notwendig.None this method and none of these devices uses the mass the assemblies to regulate or control the heating power. at the reflow soldering systems you try the heating power over Set pattern assemblies. For the vapor-phase soldering systems this happens over linear production of steam as a function of the warm-up speed with the help of appropriate sensors on the systems. It is here too an interpolation necessary (trial soldering), since the item to be soldered has very specific, but still unknown absorption of the heat of vaporization. This will be a test solder for determining the heat balance of the to be heated soldering stock necessary.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Masse der Baugruppe in der Einstellung der Heizleistung bei Reflow-Lötanlagen und Dampfphasen-Lötanlagen zu berücksichtigen. Über die Erfassung der Masse über eine Wägezelle oder durch Eingabe der Masse in die Steuerung stellt sich die Heizleistung der Anlagen automatisch ein.It is therefore an object of the present invention, the mass of the assembly to be considered in the setting of the heating power for reflow soldering systems and vapor-phase soldering systems. About the Acquisition of the mass over a load cell or by entering the mass in the control, the heating power the systems automatically.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst.These The object is achieved by a method according to claim 1.

Die physikalische Grundlage des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die allgemeine Beziehung: Q = c·m·ΔT,wobei

Q: = Wärmemenge
c: = spezifische Wärmekapazität
m: = Masse
ΔT: = Temperaturerhöhung

The physical basis of the method according to the invention is the general relationship: Q = c · m · ΔT, in which

Q: = Amount of heat
c: = specific heat capacity
m: = Mass
.DELTA.T: = Temperature increase

Bei der Wärmeabgabe bzw. -aufnahme hat die Masse des Körpers einen direkt proportionalen Einfluss, so dass die Erwärmung, die über die Heizleistung eingestellt wird, mit ihr in direktem Zusammenhang steht. Die Heizleistung bei den Lötanlagen ist direkt oder indirekt zuständig für die Erwärmung des Lötguts bei Reflow-Lötanlagen bzw. Dampfphasen-Lötanlagen. Wird die Masse über Kraftaufnehmer bzw. Wägezelle bestimmt und mit in die Steuerung der Heizleistung einbezogen, kann über die sogenannte massebezogene Heizleistung die notwendige Wärmemenge eingestellt werden. Da diese Beziehung proportional ist, kann ein linearer Temperaturanstieg der Masse über eine lineare Erhöhung der Wärmemenge Q erreicht werden. Dies steht in direktem Zusammenhang mit der linearen Heizleistungssteuerung.at the heat output the mass of the body has a direct proportional influence, so that the warming, the above the heating power is set, with it in direct connection stands. The heat output at the soldering machines is direct or indirect responsible for the Warming of the soldering stock in reflow soldering systems or vapor-phase soldering systems. Will the mass over Force transducer or load cell Determined and included in the control of heating power, can over the so-called mass-related heating power the necessary amount of heat be set. Since this relationship is proportional, one can linear increase in temperature of the mass over a linear increase in the amount of heat Q can be achieved. This is directly related to the linear one Heating control.

Die mit der Erfindung bestimmten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass statt einer Vielzahl von verschiedenen Probelötungen, sei es durch Musterbaugruppen oder durch vergleichbares Lötgut, nur die Bestimmung der Masse über z. B. eine Wägezelle in Kombination mit der Heizleistung nötig ist, um die nötige Heizleistung einzustellen. Da das Lötgut z. B. nur 2°C pro Sekunde Aufheizrate zulässt, ergibt sich ein linearer Verlauf der Heizleistung mit der Masse.The advantages determined by the invention are, in particular, that instead of a large number of different sample solderings, be it by pattern assemblies or by comparable soldering good, only the determination of mass over z. B. a load cell in combination with the heating power is necessary to adjust the necessary heating power. Since the solder z. B. only 2 ° C per second heating rate allows, results in a linear curve of the heating power with the mass.

Claims

Method for heating soldering material to be soldered in reflow or vapor-phase soldering systems, characterized in that to achieve a predetermined heating rate for each specific solder, the mass of the solder material is determined via load cell or force transducer, the determined mass manually or automatically transmitted to a controller is set, and the heating power is automatically adjusted depending on this mass.

Method according to claim 1, characterized that the adjustment of the heating power linear to the determined mass he follows.