DE102010007006A1 - Method for soldering components comprising conductor plate and surface mount device-components, involves providing conductor plate that has pad areas for contacting components - Google Patents

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Abstract

The method involves providing a conductor plate (4) that has pad areas for contacting the components, where a solder deposit is provided with a predetermined quantity of solder between the components and the conductor plate in the region of each contacting pad area. The component (3) is put to a predetermined vibration, during which the soldering is melted. The vibration is a linear vibration in a plane parallel to the surface of the conductor plate. An independent claim is also included for a device for executing a method for soldering components.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Löten von Baugruppen. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Löten von miniaturisierten und insbesondere hochminiaturisierten Baugruppen.The present invention relates to a method and apparatus for soldering assemblies. In particular, the present invention relates to a method and apparatus for soldering miniaturized and in particular highly miniaturized assemblies.

Hochminiaturisierte Baugruppen sind Baugruppen, die miniaturisierte Bauelemente, die auch als Ultra-Fine-Pitch-Bauelemente bezeichnet werden, aufweisen. Derartige hochminiaturisierte Bauelemente weisen als zweipolige Bauelemente beispielsweise eine Kantenlänge von 400 μm × 200 μm oder in Area-Array-Packages einen Abstand der Kontaktelemente (Pitches) von zum Beispiel nicht größer als 100 μm und vorzugsweise nicht größer als 80 μm auf.Highly miniaturized assemblies are assemblies that have miniaturized components, also referred to as ultra fine pitch components. Such highly miniaturized components have as bipolar components, for example, an edge length of 400 .mu.m.times.200 .mu.m or in area array packages a spacing of the contact elements (pitches) of, for example, not greater than 100 .mu.m and preferably not greater than 80 .mu.m.

Bei derart kleinen Bauteilen können schon geringe Versätze zu Fehlkontaktierungen führen. Deshalb müssen diese Bauteile sehr exakt auf der Leiterplatte vor dem Löten platziert werden. Weiterhin besteht speziell bei Reflow-Lötvorrichtungen die Gefahr, dass die Bauteile aufgrund der Luftströmung in Konvektionsöfen verschoben werden und nicht mehr korrekt positioniert sind. Prozesskammern für Reflow-Lötvorrichtungen mit Konvektionsheizungen gehen aus der DE 44 01 790 C1 , EP 0 664 180 B1 und EP 1 525 067 B1 hervor.With such small components even small offsets can lead to faulty contacts. Therefore, these components must be placed very accurately on the PCB before soldering. Furthermore, especially in reflow soldering the risk that the components are moved due to the air flow in convection ovens and are no longer correctly positioned. Process chambers for reflow soldering with convection heaters go out of the DE 44 01 790 C1 . EP 0 664 180 B1 and EP 1 525 067 B1 out.

Es ist bekannt, dass sich Bauteile während des Reflowprozesses von selbst neu ausrichten, was auch als Selbstzentrierung oder Selbstausrichtung bezeichnet wird. Die Selbstausrichtung bzw. Selbstzentrierung wird maßgeblich durch die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lotes verursacht, wobei aufgrund der Oberflächenspannung das Lot eine Form annehmen möchte, bei der die Oberfläche minimiert ist, um den niedrigsten Energiezustand zu erreichen. Dies wird in der Regel in Positionen mit größter Symmetrie erreicht. Weiterhin wird die Selbstzentrierung durch die Adhäsionskräfte des geschmolzenen Lotes mit der Oberfläche des Substrates beeinflusst, die im Bereich der Kontaktflächen wesentlich größer als außerhalb der Kontaktflächen sind. Diese Selbstzentrierung der Bauteile ist seit langem bekannt und wurde wissenschaftlich eingehend untersucht. Lediglich beispielhaft wird diesbezüglich auf Klein Wassink R. J.: Weichlöten in der Elektronik; zweite Auflage, Bad Saulgau, Leutze-Verlag 1991 und Klein Wassink R. J.; Verguld M. M. F.: Manufacturing techniques for surface mounted assemblies; Electrochemical Publications LTD; Assahi House, Port Erin, Isle of Man, GB, 1995 verwiesen.It is known that components reorient themselves during the reflow process, which is also referred to as self-centering or self-alignment. The self-alignment or self-centering is significantly caused by the surface tension of the molten solder, due to the surface tension, the solder wants to take a form in which the surface is minimized to achieve the lowest energy state. This is usually achieved in positions of greatest symmetry. Furthermore, the self-centering is influenced by the adhesion forces of the molten solder to the surface of the substrate, which are substantially larger in the region of the contact surfaces than outside the contact surfaces. This self-centering of the components has long been known and has been studied scientifically. Only by way of example in this respect Klein Wassink RJ: Soldering in electronics; second edition, Bad Saulgau, Leutze-Verlag 1991 and Klein Wassink RJ; Verguld MMF: Manufacturing techniques for surface mounted assemblies; Electrochemical Publications LTD; Assahi House, Port Erin, Isle of Man, GB, 1995 directed.

In der Literatur wird sowohl die Auffassung vertreten, dass kleine Bauteile zu einer Herabsetzung des Selbstzentriereffektes führen und zu einer höheren Fehlkontaktierung neigen, als auch dass kleine Bauteile aufgrund ihres geringen Gewichtes eine erhöhte Fähigkeit zur Selbstzentrierung besitzen.In the literature, it is believed that small components tend to reduce the self-centering effect and are prone to more mis-contacting, and that small components have an increased self-centering capability due to their low weight.

Unabhängig davon, ob mit kleiner werdender Größe der Bauteile der Selbstzentriereffekt zu- oder abnimmt ist festzustellen, dass der Selbstzentriereffekt nicht genügt, die Probleme bei herkömmlichen Verfahren und Vorrichtungen zum Positionieren und Löten von Bauteilen auf hochminiaturisierten Baugruppen zu kompensieren.Regardless of whether the self-centering effect increases or decreases with decreasing size of the components, it can be seen that the self-centering effect is not sufficient to compensate for the problems with conventional methods and devices for positioning and soldering components on highly miniaturized assemblies.

Dies gilt vor allem für Lot nach der RoHS-Richtlinie (Restriction of Hazardous Substances), die vereinfacht als bleifreies Lot bezeichnet werden. Derartige Lote enthalten Metallpulver, das aus runden Kugeln besteht. Zur Verarbeitung von hochminiaturisierten Bauteilen sind entsprechend kleine Korngrößenverteilungen der im Lot enthaltenen Metalle notwendig, um das Lot als Lotpaste auf entsprechend kleine Padfelder mittels Schablonen drucken zu können. Aufgrund der kleinen Korngrößenverteilungen steigt zwangsläufig die Oberfläche der Lotpartikel, was zu einer verstärkten Oxidationsbildung führen kann. Dies ist nachteilig für die Lotstelle, da hierdurch die Benetzungsfähigkeit des Lotes herabgesetzt wird.This applies in particular to solder according to the RoHS Directive (Restriction of Hazardous Substances), which is referred to simply as lead-free solder. Such solders contain metal powder, which consists of round balls. For the processing of highly miniaturized components, correspondingly small particle size distributions of the metals contained in the solder are necessary in order to be able to print the solder as solder paste on correspondingly small pad fields by means of stencils. Due to the small particle size distributions inevitably increases the surface of the solder particles, which can lead to increased oxidation formation. This is disadvantageous for the soldering point, as this reduces the wetting ability of the solder.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Löten von Baugruppen zu schaffen, die auch das Löten von hochminiaturisierten Baugruppen zuverlässig erlauben.The invention has for its object to provide a method and apparatus for soldering of assemblies that allow the soldering of highly miniaturized assemblies reliably.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den jeweiligen Unteransprüchen angegeben.The object is achieved by a method having the features of claim 1 and by an apparatus having the features of claim 10. Advantageous embodiments of the invention are specified in the respective subclaims.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Baugruppen, die eine Leiterplatte. und zumindest ein oder mehrere SMD-Bauteile umfassen gelötet. Die Leiterplatte weist Padflächen zum Kontaktieren der Bauteile auf und zwischen den Bauteilen und der Leiterplatte befinden sich im Bereich einer jeden zu kontaktierenden Padfläche zumindest ein Lotdepot mit einer vorbestimmten Menge an Lot, das durch Erhitzen aufgeschmolzen wird und durch anschließende Abkühlung zu einer Lötverbindung aushärtet.With the method according to the invention are assemblies that a printed circuit board. and soldered at least one or more SMD components. The printed circuit board has pad surfaces for contacting the components and between the components and the printed circuit board are in the area of each pad surface to be contacted at least one solder deposit with a predetermined amount of solder, which is melted by heating and cured by subsequent cooling to a solder joint.

Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die Baugruppe währenddessen das Lot aufgeschmolzen ist einer vorbestimmten Schwingung unterzogen wird.The method is characterized in that the assembly during which the solder is melted is subjected to a predetermined vibration.

Da die Baugruppe während das Lot geschmolzen ist einer vorbestimmten Schwingung ausgesetzt wird, wird der Selbstzentriereffekt der einzelnen Bauteile unterstützt, so dass alle Bauteile zuverlässig und korrekt auf der Leiterplatte ausgerichtet werden können. Durch die Schwingung werden die die Selbstzentrierung hemmenden Reibungskräfte zwischen den Bauteilen und der Leiterplatte überwunden, so dass sich die einzelnen Bauteile jeweils in einer Position maximaler Symmetrie zu den entsprechenden Padflächen anordnen, wodurch das flüssige Lot eine möglichst geringe Oberfläche aufweist und damit einen Zustand minimaler Energie einnimmt. Durch die Vibration wird somit der Selbstzentriereffekt gezielt zur Positionierung der Bauteile während des Lötvorganges ausgenutzt.Since the assembly is subjected to a predetermined vibration while the solder is molten, the self-centering effect of the individual components is promoted, so that all components reliably and correctly on the circuit board can be aligned. The oscillation overcomes the self-centering friction forces between the components and the printed circuit board, so that the individual components each arrange in a position of maximum symmetry to the corresponding pad surfaces, whereby the liquid solder has the smallest possible surface and thus a state of minimal energy occupies. The vibration thus exploits the self-centering effect specifically for positioning the components during the soldering process.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Schwingung zumindest eine lineare Schwingung in einer Ebene parallel zur Oberfläche der Leiterplatte. Es hat sich gezeigt, dass Schwingungen, die eine kreisförmige Bahn in einer Ebene parallel zur Oberfläche der Leiterplatte ausführen nachteilig für die Anordnung der Bauteile sind, da eine solche Kreisbewegung oftmals zu einer Schrägstellung der Bauteile gegenüber den entsprechenden Padflächen führt. Vorzugsweise ist die Linearschwingung quer und/oder parallel zur Längsrichtung der zu lötenden Bauteile bzw. zur Längsrichtung der Verbindungslinien paarweise benachbarter Padflächen gerichtet. Eine solche Ausrichtung der Linearschwingung ist in der Regel zumindest für eine Mehrzahl der auf einer Leiterplatte angeordneten Bauteile möglich, da die korrespondierenden Padflächen eines jeweiligen Bauteiles mit ihren Verbindungslinien parallel oder quer zu einer Vorzugsrichtung auf der Leiterplatte angeordnet sind. Weist die Leiterplatte eine Rechteckform auf, dann ist diese Vorzugsrichtung in der Regel parallel zu einer der Seitenkanten der Leiterplatte angeordnet.According to a preferred embodiment of the invention, the oscillation is at least one linear oscillation in a plane parallel to the surface of the printed circuit board. It has been found that vibrations that make a circular path in a plane parallel to the surface of the circuit board are disadvantageous for the arrangement of the components, since such a circular motion often leads to an inclination of the components relative to the corresponding pad surfaces. Preferably, the linear oscillation is directed transversely and / or parallel to the longitudinal direction of the components to be soldered or to the longitudinal direction of the connecting lines of pairs of adjacent pad surfaces. Such alignment of the linear oscillation is generally possible for at least a plurality of the components arranged on a printed circuit board, since the corresponding pad surfaces of a respective component are arranged with their connecting lines parallel or transverse to a preferred direction on the printed circuit board. If the printed circuit board has a rectangular shape, then this preferred direction is generally arranged parallel to one of the side edges of the printed circuit board.

Vorzugsweise umfasst die Schwingung zwei Linearschwingungen, die jeweils in einer Ebene parallel zur Oberfäche der Leiterplatte gerichtet sind, wobei die beiden Linearschwingungen unabhängig voneinander ausgeführt werden und vorzugsweise zueinander orthogonal ausgerichtet sind. Hierdurch werden die einzelnen Bauteile unabhängig voneinander in ihrer Quer- und in ihrer Längsrichtung ausgerichtet. Hierdurch erhält man eine optimale Ausrichtung der einzelnen Bauteile sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung derselben.The oscillation preferably comprises two linear oscillations which are each directed in a plane parallel to the surface of the printed circuit board, wherein the two linear oscillations are carried out independently of one another and are preferably oriented orthogonally to one another. As a result, the individual components are aligned independently in their transverse and in their longitudinal direction. This gives an optimal alignment of the individual components both in the transverse and in the longitudinal direction of the same.

Die Schwingung weist eine maximale Amplitude von 0,2 mm und vorzugsweise eine maximale Amplitude von 0,1 mm auf.The vibration has a maximum amplitude of 0.2 mm and preferably a maximum amplitude of 0.1 mm.

Die Frequenz der Schwingung beträgt zumindest 150 Hertz und vorzugsweise zumindest 200 Hertz.The frequency of the oscillation is at least 150 hertz and preferably at least 200 hertz.

Vorzugsweise wird die Frequenz und/oder die Amplitude variiert. Es hat sich gezeigt, dass Bauteile bestimmter Größe sich besonders gut bei einer bestimmten Frequenz und einer bestimmten Amplitude ausrichten, die sich von der optimalen Frequenz und der optimalen Amplitude von Bauteilen anderer Größe unterscheidet. Grundsätzlich gilt, dass je kleiner die Bauteile sind, desto höher ist in der Regel die optimale Frequenz für die Selbstzentrierung und desto geringer ist die optimale Amplitude. Da die Selbstzentrierung unter Einfluss von Vibration jedoch ein statistischer Effekt ist, der von vielen Parametern (Gewicht, Oberflächenbeschaffenheit, Lotzusammensetzung, Anzahl der Kontaktstellen pro Bauteil, Verhältnis des Gewichtes des Bauteile zur Menge des Lotes, das mit dem jeweiligen Bauteil in Kontakt steht, etc.) abhängt, es ist auch möglich, dass es Ausnahmen von dieser Regel gibt, so dass zum Beispiel kleinere Bauteile mit einer geringen Frequenz in einer größeren Amplitude optimal ausgerichtet werden.Preferably, the frequency and / or the amplitude is varied. It has been found that components of a particular size are particularly well aligned at a particular frequency and amplitude that is different from the optimum frequency and amplitude of components of other sizes. Basically, the smaller the components are, the higher is usually the optimum frequency for self-centering and the lower the optimum amplitude. However, self-centering under the influence of vibration is a statistical effect that depends on many parameters (weight, surface finish, solder composition, number of contact points per component, ratio of weight of components to quantity of solder contacting each component, etc .), it is also possible that there are exceptions to this rule, so that, for example, smaller components with a low frequency are optimally aligned in a larger amplitude.

Die Frequenz der Schwingungen kann bis zu einigen 100 Hertz und sogar bis etwa 1 KHz betragen. Es hat sich auch gezeigt, dass es zweckmäßig sein kann, die Amplitude der Schwingung auf einige wenige zehntel Millimeter oder sogar auf einige hundertstel Millimeter zu reduzieren.The frequency of the vibrations can be up to several hundred hertz and even up to about 1 khz. It has also been shown that it may be expedient to reduce the amplitude of the oscillation to a few tenths of a millimeter or even to a few hundredths of a millimeter.

Es hat sich gezeigt, dass insbesondere bei sehr kleinen Bauteilen diese auch durch die Schwingungen von ihrer Soll-Position versetzt werden können und die Schwingungen zu einer Fehlpositionierung führen. Die Gefahr einer Fehlpositionierung ist relativ gering, wenn die Bauteile sich exakt oder annähernd exakt in ihrer Soll-Position befinden, da dann die Anordnung aus Bauteil und aufgeschmolzenem Lot den geringsten Energiezustand einnimmt, der sehr stabil ist. Bei der Variation der Frequenz und/oder Amplitude der Vibration ist es daher zweckmäßig zunächst die optimale Frequenz und/oder Amplitude der kleinsten Bauteile zu verwenden und die Frequenz und/oder Amplitude schrittweise auf die jeweils nächst größeren Bauteile optimal einzustellen. Daher ist es zweckmäßig zunächst mit einer hohen Frequenz und kleinen Amplitude zu beginnen und die Frequenz entweder kontinuierlich oder stufenweise abzusenken und gegebenenfalls die Amplitude an die entsprechend größeren Bauteile durch Erhöhung derselben anzupassen.It has been shown that, in particular for very small components, these can also be displaced from their desired position by the vibrations and the vibrations lead to incorrect positioning. The risk of incorrect positioning is relatively low when the components are exactly or approximately exactly in their desired position, since then the arrangement of component and molten solder occupies the lowest energy state, which is very stable. In the variation of the frequency and / or amplitude of the vibration, it is therefore expedient first to use the optimum frequency and / or amplitude of the smallest components and to adjust the frequency and / or amplitude stepwise to the respective next larger components optimally. Therefore, it is expedient to start first with a high frequency and small amplitude and reduce the frequency either continuously or gradually and, if appropriate, adjust the amplitude of the correspondingly larger components by increasing the same.

Als Lotmaterial wird vorzugsweise Lotpaste verwendet, die beispielsweise mittels Schablonendruck oder (bzw.) Siebdruck auf der Leiterplatte aufgetragen wird. Die Lotpaste wird zweckmäßigerweise mit einer im Vergleich zu den übrigen Abmessungen der Padflächen von hochminiaturisierten Baugruppen mit ähnlich großer Dicke von zumindest 100 μm vorzugsweise von zumindest 120 μm aufgetragen, so dass eine ausreichende Menge an Lotpaste vorhanden ist.As a solder material solder paste is preferably used, which is applied for example by means of stencil printing or (or) screen printing on the circuit board. The solder paste is expediently applied with a comparison with the other dimensions of the pad surfaces of highly miniaturized assemblies with a similar thickness of at least 100 microns, preferably of at least 120 microns, so that a sufficient amount of solder paste is present.

Die Erfindung kann derart weitergebildet werden, dass alternativ oder zusätzlich eine Schwingung quer zur Ebene der Leiterplatte angelegt wird. Eine solche Vertikalschwingung” kann zweckmäßig sein, um die Selbstzentrierung während einer „Horizontalschwingung” zu verstärken. Eine solche Vertikalschwingung kann jedoch auch in Kombination mit einer Horizontalschwingung oder auch alleine bei einer flexiblen Leiterplatte eingesetzt werden, um die flexible Leiterplatte nur bereichsweise mit einer Schwingung anzuregen, um bestimmte Bereiche der Leiterplatte entsprechend den jeweils vorhandenen Bauteilen mit unterschiedlicher Frequenz und/oder Amplitude anregen zu können.The invention can be developed such that, alternatively or additionally, a vibration is applied transversely to the plane of the circuit board. Such vertical vibration "may be useful to enhance self-centering during" horizontal vibration ". However, such a vertical vibration can also be used in combination with a horizontal vibration or even alone in a flexible circuit board to excite the flexible circuit board only partially with a vibration to stimulate certain areas of the circuit board according to the respective existing components with different frequency and / or amplitude to be able to.

Alternativ oder in Kombination mit den oben erläuterten Schwingungen ist es auch möglich die Baugruppe mittels Ultraschall lokal oder vollständig in Schwingungen zu versetzen. Der Ultraschall kann von einer herkömmlichen Schallquelle oder auch von einem oder mehreren mit der Leiterplatte in Kontakt stehenden Piezo-Elementen erzeugt werden.Alternatively or in combination with the vibrations explained above, it is also possible to vibrate the assembly locally or completely by means of ultrasound. The ultrasound can be generated by a conventional sound source or by one or more of the circuit board in contact with piezo elements.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Durchführen des oben erläuterten Verfahrens zum Löten von Baugruppen weist einen Schwingungserzeuger auf, der an die Leiterplatte der Baugruppe koppelbar ist und mit einer Steuereinrichtung verbunden ist, die den Schwingungserzeuger zum Erzeugen einer Schwingung mit vorbestimmter Amplitude und Frequenz ansteuert.The device according to the invention for carrying out the above-described method for soldering assemblies has a vibration generator, which is coupled to the circuit board of the assembly and connected to a control device which drives the vibration generator to generate a vibration of predetermined amplitude and frequency.

Mit einer solchen Vorrichtung kann die Baugruppe zu einer bestimmten Zeit, insbesondere wenn das Lot aufgeschmolzen ist mit einer Schwingung vorbestimmter Frequenz und vorbestimmter Amplitude angeregt werden.With such a device, the assembly at a certain time, in particular when the solder is melted with a vibration of predetermined frequency and predetermined amplitude are excited.

Diese Vorrichtung kann als Werkstückträger ausgebildet sein, der derart plattenförmig ausgebildet ist, dass er in eine herkömmliche Lötvorrichtung zusammen mit der Baugruppe einsetzbar ist.This device may be formed as a workpiece carrier which is formed plate-shaped so that it can be used in a conventional soldering device together with the assembly.

Diese Vorrichtung kann auch eine Reflow-Lötvorrichtung mit einer Fördereinrichtung zum Fördern von zu lötenden Baugruppen und zumindest einer Heizzone zum Erhitzen von Lot sein, wobei in diese Heizzone ein Koppelelement zum Kraft- und/oder formschlüssigen Koppeln an eine zu lötende Baugruppe angeordnet ist, wobei das Koppelelement mit dem Schwingungserzeuger verbunden ist. Die vom Schwingungserzeuger erzeugten Schwingungen werden von dem Koppelelement auf die Baugruppe übertragen.This device may also be a reflow soldering device with a conveyor for conveying assemblies to be soldered and at least one heating zone for heating solder, wherein in this heating zone a coupling element for force and / or positive coupling is arranged on a module to be soldered, wherein the coupling element is connected to the vibration generator. The vibrations generated by the vibrator are transmitted from the coupling element to the assembly.

Das Koppelement kann eine oder mehrere die Leiterplatte der Baugruppe kraftschlüssig greifende Klemmen umfassen. Das Koppelelement kann auch einen Rahmen aufweisen, in dem die Baugruppe formschlüssig aufgenommen wird oder einen oder mehrere Stifte aufweisen, die in den entsprechenden Durchgangsbohrungen in der Leiterplatte formschlüssig eingreifen.The coupling element may comprise one or more terminals frictionally engaging the printed circuit board of the assembly. The coupling element may also have a frame in which the assembly is positively received or have one or more pins which engage positively in the corresponding through holes in the circuit board.

Vorzugsweise ist das Koppelelement mit einem Hubmechanismus derart verbunden, dass eine an das Koppelelement gekoppelte Baugruppe von der Fördereinrichtung der Reflow-Lötvorrichtung gehoben werden kann. Hierdurch wird die Baugruppe von der Fördereinrichtung getrennt und kann unabhängig von der Fördereinrichtung mit einer Schwingung beaufschlagt werden.Preferably, the coupling element is connected to a lifting mechanism such that an assembly coupled to the coupling element can be lifted by the conveying device of the reflow soldering device. As a result, the assembly is separated from the conveyor and can be acted upon independently of the conveyor with a vibration.

Als Schwingungserzeuger können elektromagnetisch arbeitende Stellglieder, Piezo-Elemente, Ultraschallsensoren oder andere Stellglieder verwendet werden, die in dem gewünschten Frequenzbereich eine entsprechende Schwingung erzeugen können. Als Schwingungserzeuger sind auch Rotationsmotoren geeignet, deren Rotationsbewegung mittels eines Exzentermechanismuses in eine Linearschwingung gewandelt wird. Vorzugsweise weist die erfindungsgemäße Vorrichtung mehrere Schwingungserzeuger auf, die zueinander orthogonal angeordnet sind.As a vibration generator electromagnetically operating actuators, piezo elements, ultrasonic sensors or other actuators can be used, which can generate a corresponding vibration in the desired frequency range. As a vibration generator and rotary motors are suitable, the rotational movement is converted by means of an eccentric mechanism in a linear oscillation. Preferably, the device according to the invention comprises a plurality of vibration generators, which are arranged orthogonal to each other.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielhaft näher anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen erläutert. Die Zeichnungen zeigen in:The invention will be explained in more detail by way of example with reference to exemplary embodiments illustrated in the drawings. The drawings show in:

1 einen erfindungsgemäßen Werkstückträger in einer schematischen Draufsicht, 1 a workpiece carrier according to the invention in a schematic plan view,

2 den Werkstückträger aus 1 in einer schematischen seitlich geschnittenen Ansicht, 2 from the workpiece carrier 1 in a schematic side-cut view,

3 einen Werkstückträger in einer aufgeschnittenen Draufsicht, 3 a workpiece carrier in a cutaway plan view,

4 einen Ausschnitt einer Reflow-Lötvorrichtung mit einer Schwingungserzeugereinrichtung in einer perspektivischen, seitlich geschnittenen Ansicht, 4 a detail of a reflow soldering device with a vibrator in a perspective, side-sectional view,

5 eine Halteeinrichtung der Reflow-Lötvorrichtung aus 4 in einer perspektivischen Ansicht, 5 a holding device of the reflow soldering device 4 in a perspective view,

6 einen Schwingungserzeuger der Reflow-Lötvorrichtung aus 4 in einer perspektivischen Ansicht, 6 a vibrator of the reflow soldering device 4 in a perspective view,

7 einen Aufnahmebereich der Reflow-Lötvorrichtung aus 4 in einer perspektivischen Detailansicht, 7 a receiving area of the reflow soldering device 4 in a perspective detail view,

8 einen erfindungsgemäßen Werkstückträger gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel in einer schematischen Draufsicht, 8th a workpiece carrier according to the invention according to a second embodiment in a schematic plan view,

9 den Werkstückträger aus 8 in einer schematischen Ansicht von unten, 9 from the workpiece carrier 8th in a schematic view from below,

10 den Werkstückträger aus 8 in einer schematischen Ansicht von oben wobei der Werkstückträger in einer ausschnittsweise dargestellten Fördereinrichtung einer Reflow-Lötvorrichtung angeordnet ist, und 10 from the workpiece carrier 8th in a schematic view from above wherein the workpiece carrier is arranged in a conveyor device of a reflow soldering device shown in detail, and

11 den Werkstückträger aus 8 in einer schematischen Ansicht von unten wobei der Werkstückträger in der Fördereinrichtung der Reflow-Lötvorrichtung aneordnet ist. 11 from the workpiece carrier 8th in a schematic view from below wherein the workpiece carrier in the conveyor of the reflow soldering device is aneordnet.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Löten von Baugruppen als Werkstückträger 1 ausgebildet (1, 2, 3). Ein Werkstückträger 1 ist eine Vorrichtung, die dazu dient, eine zu lötende Baugruppe 3 zu halten. Ein solcher Werkstückträger 1 ist deshalb so ausgebildet, dass er in eine herkömmliche Lötvorrichtung eingesetzt und zusammen mit jeweils einer Baugruppe 3 durch den Bearbeitungsbereich befördert werden kann. Der Werkstückträger 1 weist deshalb einen Aufnahmebereich 2 zum Aufnehmen der zu lötenden Baugruppe 3 auf.According to a first embodiment, an inventive device for soldering assemblies as a workpiece carrier 1 educated ( 1 . 2 . 3 ). A workpiece carrier 1 is a device that serves to solder an assembly 3 to keep. Such a workpiece carrier 1 is therefore designed to be inserted into a conventional soldering apparatus and together with one assembly each 3 through the processing area. The workpiece carrier 1 therefore has a receiving area 2 for picking up the assembly to be soldered 3 on.

Eine derartige Baugruppe 3 umfasst eine Leiterplatte 4 und zumindest einen oder mehrere SMD-Bauteile. Die Leiterplatte 4 weist Padflächen zum Kontaktieren der Bauteile auf. Zwischen den Bauteilen und der Leiterplatte befindet sich im Bereich einer jeden zu kontaktierenden Padfläche zumindest ein Lotdepot mit einer vorbestimmten Menge an Lot, das durch Erhitzen aufgeschmolzen wird und durch anschließende Abkühlung zu einer Lötverbindung aushärtet.Such an assembly 3 includes a printed circuit board 4 and at least one or more SMD components. The circuit board 4 has pad surfaces for contacting the components. In the region of each pad surface to be contacted, at least one solder deposit with a predetermined amount of solder, which is melted by heating and cures by subsequent cooling to form a solder joint, is located between the components and the printed circuit board.

Der Werkstückträger 1 weist eine niedrige Bauhöhe auf. Hierdurch ist der Werkstückträger 1 in einer Fördereinrichtung einer Reflow-Lötvorrichtung anordbar. Die Fördereinrichtung zum Fördern von zu lötenden Baugruppen 3 ist aus zwei parallel in Förderrichtung 7 verlaufende Schleppketten zum Aufnehmen einer Baugruppe 3 ausgebildet. In der Reflow-Lötvorrichtung ist zumindest eine Heizzone zum Erhitzen von Lot vorgesehen. In der Heizzone der Reflow-Lötvorrichtung wird auf die Leiterplatte 4 aufgebrachtes Lot ohne weitere Lotzugabe durch Wärmeeinbringung zum Aufschmelzen gebracht. Prozesskammern für derartige Reflow-Lötvorrichtungen mit Konvektionsheizungen gehen aus der DE 44 01 790 C1 , EP 0 664 180 B1 und EP 1 525 067 B1 hervor. Anstelle einer Konvektionsheizung oder in Kombination mit einer Konvektionsheizung kann auch eine Heizung vorgesehen sein, bei der die Wärmeübertragung mittels mit Kondensation, Wärmeleitung und/oder Strahlung erfolgt.The workpiece carrier 1 has a low height. As a result, the workpiece carrier 1 can be arranged in a conveyor of a reflow soldering device. The conveyor for conveying of assemblies to be soldered 3 is from two parallel in the conveying direction 7 running drag chains for picking up an assembly 3 educated. In the reflow soldering device, at least one heating zone for heating solder is provided. In the heating zone of the reflow soldering device is placed on the circuit board 4 applied solder without further addition of solder brought by heat input to melting. Process chambers for such reflow soldering with convection heaters go from the DE 44 01 790 C1 . EP 0 664 180 B1 and EP 1 525 067 B1 out. Instead of a convection heating or in combination with a convection heating, a heater may be provided, in which the heat transfer takes place by means of condensation, heat conduction and / or radiation.

Der Werkstückträger 1 umfasst einen rechteckförmigen Rahmen 10 mit zwei Längsträgern 11, die in Förderrichtung 7 der Schleppketten 8 der Reflow-Lötvorrichtung 6 verlaufen und zwei senkrecht damit verbundene Querstangen 12, 13. Die in Förderrichtung 7 vordere Querstange 12 wird als vordere Querstange 12 bezeichnet. Die andere Querstange 13 wird als hintere Querstange 13 bezeichnet. Der Werkstückträger 1 ist im Vergleich zu seiner Länge und Breite sehr flach. Hierdurch ist es möglich den Werkstückträger 1 wie eine Baugruppe auf den Schleppketten in der Reflow-Lötvorrichtung zu platzieren und durch die Heizzone zu befördern.The workpiece carrier 1 includes a rectangular frame 10 with two side rails 11 in the conveying direction 7 the drag chains 8th the reflow soldering device 6 run and two perpendicular crossbars 12 . 13 , The in the conveying direction 7 front crossbar 12 is called front crossbar 12 designated. The other crossbar 13 is called a rear crossbar 13 designated. The workpiece carrier 1 is very flat compared to its length and width. This makes it possible the workpiece carrier 1 how to place an assembly on the drag chains in the reflow soldering device and convey it through the heating zone.

Die zwei Längsträger 11 sind im Querschnitt rechteckförmige Stangen. Die Höhe dieser Längsträger 11 ist so gewählt, dass alle Bauteile des Werkstückträgers 1 in dem Zwischenbereich zwischen den beiden Längsträgern 11 angeordnet sind und weder nach unten unterhalb des unteren Randes der Längsträger noch nach oben oberhalb des oberen Randes der Längsträger vorstehen.The two side members 11 are rectangular bars in cross section. The height of these side members 11 is chosen so that all components of the workpiece carrier 1 in the intermediate area between the two side rails 11 are arranged and project neither below the lower edge of the side members still up above the upper edge of the side members.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Querstangen 12, 13 im Vergleich zu den Längsträgern 11 dünner und am oberen Randbereich der Längsträger 11 mit diesen verbunden. An der hinteren Querstange 13 ist als Federelement ein plattenförmiges Federblech 14 befestigt.In the present embodiment, the transverse rods 12 . 13 in comparison to the side members 11 thinner and at the upper edge of the side members 11 connected with these. At the rear crossbar 13 is a plate-shaped spring plate as a spring element 14 attached.

Das Federblech 14 ist vertikal angeordnet und mit seinem oberen Rand mit der Querstange 13 verbunden. Das Federblech 14 erstreckt sich von der Querstange 13 ein Stück nach unten und ist am unteren Rand in Förderrichtung 7 abgewinkelt. Dieser abgewinkelte Abschnitt des Federbleches 14 ist mit Verbindungselementen zum lösbaren Verbinden mit einer Leiterplatte 4 einer zu lötenden Baugruppe 3 versehen. Als Verbindungselement sind bspw. vertikal angeordnete Pins bzw. Stifte vorgesehen, die von unten in entsprechende Ausnehmungen bzw. Durchgangsbohrungen in der Leiterplatte 4 eingreifen, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen der Leiterplatte und dem Federblech bereitgestellt wird. Als Verbindungselement kann auch eine Schraubverbindung oder ein Schnellspannverschluss vorgesehen sein, mit welchen eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Federblech 14 und der Leiterplatte 4 hergestellt wird.The spring plate 14 is arranged vertically and with its upper edge with the crossbar 13 connected. The spring plate 14 extends from the crossbar 13 a piece down and is at the bottom in the conveying direction 7 angled. This angled section of the spring plate 14 is with fasteners for releasably connecting to a printed circuit board 4 a module to be soldered 3 Mistake. As a connecting element, for example, vertically arranged pins or pins are provided, which from below into corresponding recesses or through holes in the circuit board 4 engage, so that a positive connection between the circuit board and the spring plate is provided. As a connecting element can also be provided a screw connection or a quick-release closure, with which a frictional connection between the spring plate 14 and the circuit board 4 will be produced.

Im in Förderrichtung 7 vorderen Bereich des Rahmens 10 ist eine Schwingungserzeugereinrichtung 15 angeordnet. Die Schwingungserzeugereinrichtung 15 weist ein quaderförmiges, wärmeisolierendes Gehäuse 16 auf. Die Eckbereiche des quaderförmigen Gehäuses 16 sind mit den beiden Längsträgern 11 über Halteelemente 17 starr verbunden. Die Halteelemente 17 sind derart ausgebildet, dass das Gehäuse 16 selbst beim Betrieb der Schwingungserzeugereinrichtung nicht in Schwingung versetzt wird.Im in the conveying direction 7 front area of the frame 10 is a vibrator 15 arranged. The vibrator device 15 has a cuboid, heat-insulating housing 16 on. The corner areas of the cuboid housing 16 are with the two side rails 11 via holding elements 17 rigidly connected. The holding elements 17 are formed such that the housing 16 even when operating the Vibration generator is not vibrated.

Die Schwingungserzeugereinrichtung 15 umfasst einen Schwingungserzeuger 18, eine Stromversorgungsquelle 19, eine Steuerschaltung 20, einen Empfänger 21 und eine Kopplungsplatte 22 (3).The vibrator device 15 includes a vibrator 18 , a power source 19 , a control circuit 20 , a receiver 21 and a coupling plate 22 ( 3 ).

Der Schwingungserzeuger 18 ist ein Motor 18, bspw. ein bürstenloser Elektromotor, der einen Exzenter 23 antreibt. Der Schwingungserzeuger 18 erzeugt Schwingungen mit vorbestimmter Frequenz und Amplitude, die auf die Baugruppe 3 übertragen werden. Eine Antriebswelle des Motors ist mit dem Exzenter 23 verbunden. Im Vorliegenden Ausführungsbeispiel weist der Exzenter 23 eine erste Scheibe mit einem exzentrisch angeordneten Stift auf, wobei diese erste Scheibe drehfest mit der Antriebswelle verbunden ist.The vibrator 18 is an engine 18 , for example, a brushless electric motor, an eccentric 23 drives. The vibrator 18 Generates vibrations of predetermined frequency and amplitude that affect the assembly 3 be transmitted. A drive shaft of the engine is with the eccentric 23 connected. In the present embodiment, the eccentric 23 a first disc with an eccentrically arranged pin, said first disc is rotatably connected to the drive shaft.

Der Exzenter 23 ist mit seinem Stift mit einer zweiten Scheibe drehbar verbunden, wobei der Stift im Zentrum der zweiten Scheibe eingreift. Die zweite Scheibe weist wiederum einen exzentrisch angeordneten Stift auf, der in einer Bohrung der Kopplungsplatte 22 eingreift und in dieser drehbar gelagert ist. Die Kopplungsplatte 22 ist in Förderichtung 7 geführt. Hierdurch wird die Drehbewegung des Motors 18 in eine sich hin und her bewegende Linearbewegung umgewandelt. Der Exzenter 23 kann an Stelle zweier Scheiben auch lediglich zwei schwenkbar verbundene Hebelarme aufweisen.The eccentric 23 is rotatably connected with its pin with a second disc, wherein the pin engages in the center of the second disc. The second disc in turn has an eccentrically arranged pin in a bore of the coupling plate 22 engages and is rotatably mounted in this. The coupling plate 22 is in promotion 7 guided. This will cause the rotary motion of the motor 18 converted into a reciprocating linear motion. The eccentric 23 may also have only two pivotally connected lever arms instead of two discs.

Mittels verschiedener Exzentritäten ist die Amplitude der Schwingererregung, je nach zu lötender Baugruppe, variabel einstellbar. Die Exzentrität beträgt zwischen 0,05 mm und 0,3 mm und vorzugsweise zwischen 0,07 und 0,12 mm und insbesondere 1 mm.By means of different eccentricities, the amplitude of the oscillator excitation, depending on the module to be soldered, can be variably adjusted. The eccentricity is between 0.05 mm and 0.3 mm and preferably between 0.07 and 0.12 mm and in particular 1 mm.

Die Kopplungsplatte 22 ist somit mit einer Seite mit dem mit dem Motor 18 verbundenen Exzenter 23 verbunden. Die Kopplungsplatte dient zum Übertragen der Schwingungen von dem Exzenter 23 auf die Baugruppe 3. Die andere Seite der Kopplungsplatte 22 weist ein Verbindungselement zum kraft- und/oder formschlüssigen, lösbaren Verbinden der Leiterplatte 4 der Baugruppe 3 mit dem Kopplungselement 22 auf. Als Verbindungselement sind bspw. vertikal angeordnete Pins vorgesehen, die von unten in entsprechende Ausnehmungen in der Leiterpaltte eingreifen, so dass eine formschlüssige Verbindung zwischen der Leiterplatte 3 und dem Kopplungselement 22 bereitgestellt wird. Als Verbindungselement kann auch eine Schraubverbindung oder ein Schnellspannverschluss vorgesehen sein, welche eine kraftschlüssige Verbindung bewirken.The coupling plate 22 is thus with a side with the engine 18 connected eccentric 23 connected. The coupling plate serves to transmit the vibrations from the eccentric 23 on the assembly 3 , The other side of the coupling plate 22 has a connecting element for non-positive and / or positive, releasable connection of the circuit board 4 the assembly 3 with the coupling element 22 on. As a connecting element, for example, vertically arranged pins are provided which engage from below into corresponding recesses in the conductor gap, so that a positive connection between the circuit board 3 and the coupling element 22 provided. As a connecting element can also be provided a screw connection or a quick-release closure, which cause a frictional connection.

Der Aufnahmebereich 2 für die zu lötende Baugruppe 3 wird somit durch die mit dem Federelement verbundenen Verbindungselemente und mit dem Kopplungselement 22 verbundenen Verbindungselemente begrenzt.The recording area 2 for the assembly to be soldered 3 is thus by the connected to the spring element connecting elements and with the coupling element 22 limited connected connecting elements.

Die Stromversorgungsquelle 19 ist ein Akkumulator. Über die Stromversorgungsquelle 19 wird der Motor 18 mit elektrischer Energie versorgt.The power source 19 is an accumulator. About the power source 19 becomes the engine 18 supplied with electrical energy.

Der Motor 18 ist mit dem Empfänger 21 und der Steuerschaltung 20 verbunden. Der Empfänger 21 erhält Signale von einer externen Steuereinrichtung, die vom Empfänger 21 an die Steuerschaltung 20 übertragen werden. Die Steuerschaltung 20 steuert anhand dieser Signale den Strom bzw. die Spannung mit der der Motor 18 versorgt wird, um eine vorbestimmte Drehzahl am Motor 18 einzustellen.The motor 18 is with the receiver 21 and the control circuit 20 connected. The recipient 21 receives signals from an external control device, the receiver 21 to the control circuit 20 be transmitted. The control circuit 20 uses these signals to control the current or voltage with the motor 18 is supplied to a predetermined speed on the engine 18 adjust.

Als Schwingungserzeuger 18 können Linearmotoren, elektromagnetisch arbeitende Stellglieder, Piezo-Elemente, Ultraschallsensoren oder andere Stellglieder verwendet werden, die in dem gewünschten Frequenzbereich eine entsprechende Schwingung erzeugen können. Als Schwingungserzeuger sind auch Rotationsmotoren, wie oben beschrieben, geeignet, deren Rotationsbewegung mittels eines Exzenters 23 in eine Linearschwingung gewandelt wird. Bei Piezo-Elementen ist von Vorteil, dass über die Amplitude der Steuerspannung neben der Frequenz auch die Amplitude der Schwingung frei einstellbar ist.As a vibrator 18 Linear motors, electromagnetically operating actuators, piezo elements, ultrasonic sensors or other actuators can be used, which can generate a corresponding vibration in the desired frequency range. As a vibration generator and rotary motors, as described above, are suitable, the rotational movement by means of an eccentric 23 is converted into a linear oscillation. In the case of piezo elements, it is advantageous that, in addition to the frequency, the amplitude of the oscillation is also freely adjustable via the amplitude of the control voltage.

Alternativ kann an Stelle des Empfängers 21 auch eine Steuereinrichtung mit einem Temperatursensor vorgesehen sein, die beim Erreichen einer bestimmten Solltemperatur, z. B. wenn das Lot vollständig verflüssigt ist, ein Signal an die Steuerschaltung gibt, dass diese mit dem Rüttelvorgang beginnt. Nach einer vorbestimmten Zeitspanne oder beim Unterschreiten einer bestimmten Solltemperatur erhält die Steuerschaltung ein Signal, mit dem der Rüttelvorgang beendet wird.Alternatively, instead of the recipient 21 Also, a control device may be provided with a temperature sensor, which upon reaching a certain target temperature, for. B. when the solder is completely liquefied, a signal to the control circuit indicates that it begins with the shaking. After a predetermined period of time or falls below a certain target temperature, the control circuit receives a signal with which the shaking is terminated.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Löten von Baugruppen anhand des ersten Ausführungsbeispiels erläutert.In the following, the inventive method for soldering assemblies will be explained with reference to the first embodiment.

Eine zu lötende Baugruppe 3 wird im Aufnahmebereich 2 des Werkstückträgers 1 angeordnet. Die Ausnehmungen in einem ersten Randbereich der Leiterplatte 4 der Baugruppe 3 werden auf den Pins des Federblechs 14 angeordnet. Die Ausnehmungen in einem zweiten, dem ersten Randbereich gegenüberliegenden Randbereich werden auf den Pins der Kopplungsplatte 22 angeordnet. Hierdurch wird die Leiterplatte 4 kraft- und/oder formschlüssig im Aufnahmebereich 2 des Werkstückträgers angeordnet.An assembly to be soldered 3 will be in the recording area 2 of the workpiece carrier 1 arranged. The recesses in a first edge region of the printed circuit board 4 the assembly 3 be on the pins of the spring plate 14 arranged. The recesses in a second edge region opposite the first edge region become on the pins of the coupling plate 22 arranged. This will make the circuit board 4 positive and / or positive fit in the receiving area 2 arranged the workpiece carrier.

Der Werkstückträger 1 wird zusammen mit der darin angeordneten Baugruppe 3 in die Fördereinrichtung der Reflow-Lötvorrichtung derart eingesetzt, dass die Seite der Leiterplatte 4, auf der die Bauteile angeordnet sind, nach oben weist.The workpiece carrier 1 is together with the assembly arranged therein 3 in the conveyor of the reflow soldering device such inserted that side of the circuit board 4 , on which the components are arranged, facing upward.

Die Fördereinrichtung verfährt mit der Baugruppe in die Heizzone. In der Heizzone werden die Lotdepots erhitzt bis sie vollständig verflüssigt sind. Als Lot wird eine Lotpaste verwendet, die mit einer Dicke von zumindest 100 μm und vorzugsweise von zumindest 120 μm auf der Leiterplatte aufgebracht ist.The conveyor moves with the module in the heating zone. In the heating zone, the solder deposits are heated until they are completely liquefied. As solder, a solder paste is used, which is applied with a thickness of at least 100 .mu.m and preferably of at least 120 .mu.m on the circuit board.

Wenn das Lot vollständig verflüssigt ist gibt die Steuereinrichtung ein Signal an den Empfänger 21 des Werkstückträgers 1. Die Steuerschaltung 20 steuert dann den Schwingungserzeuger 18 derart an, dass die Baugruppe 3 in Schwingung versetzt wird.When the solder is completely liquefied, the controller issues a signal to the receiver 21 of the workpiece carrier 1 , The control circuit 20 then controls the vibrator 18 such that the assembly 3 is vibrated.

Die durch den Schwingungserzeuger 18 erzeugte Schwingung ist vorzugsweise eine Linearschwingung in einer Ebene parallel zur Oberfläche der Leiterplatte. Insbesondere ist die Linearschwingung quer zur Längsrichtung zumindest eines der zu lötenden Bauteile gerichtet. Die Schwingung weist eine maximale Amplitude von 0,2 mm und vorzugsweise von 0,1 mm auf.The by the vibrator 18 generated vibration is preferably a linear vibration in a plane parallel to the surface of the circuit board. In particular, the linear oscillation is directed transversely to the longitudinal direction of at least one of the components to be soldered. The vibration has a maximum amplitude of 0.2 mm, and preferably 0.1 mm.

Nach einem Zeitintervall von 45 Sekunden, insbesondere von 30 Sekunden und vorzugsweise von 20 Sekunden wird die Schwingung beendet. Die Zeitdauer wird so gewählt, dass sich alle Bauteile bzgl. der Leiterplatte korrekt ausrichten. Somit wird eine einwandfreie Kontaktierung zwischen den Bauteilen und der Leiterplatte erzielt. Dann wird die Baugruppe abgekühlt und das Lot härtet aus.After a time interval of 45 seconds, in particular 30 seconds and preferably 20 seconds, the oscillation is terminated. The time is chosen so that all components with respect to the circuit board align correctly. Thus, a perfect contact between the components and the circuit board is achieved. Then the assembly is cooled and the solder hardens.

Die Fördereinrichtung 5 verfährt die Baugruppe 3 aus der Heizzone, so dass der Werkstückträger 1 aus der Fördereinrichtung entnommen werden kann.The conveyor 5 moves the module 3 out of the heating zone, leaving the workpiece carrier 1 can be removed from the conveyor.

Im folgenden wird eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Werkstückträgers erläutert (8 bis 11). Sofern nichts anderes beschrieben ist weist der Werkstückträger die gleichen Bauteile wie der Werkstückträger gemäß der ersten Ausführungsform auf.In the following, a further embodiment of the workpiece carrier according to the invention is explained ( 8th to 11 ). Unless otherwise described, the workpiece carrier has the same components as the workpiece carrier according to the first embodiment.

Dieser Werkstückträger 1 umfasst einen rechteckförmigen Rahmen 10 mit zwei Längsträgern 11 und zwei senkrecht damit verbundenen Querstangen 12, 13. Der Werkstückträger 1 ist im Vergleich zu seiner Länge und Breite sehr flach. Hierdurch ist es möglich den Werkstückträger 1 wie eine Baugruppe auf Schleppketten in einer Reflow-Lötvorrichtung zu platzieren und durch eine Heizzone zu befördern.This workpiece carrier 1 includes a rectangular frame 10 with two side rails 11 and two perpendicular crossbars 12 . 13 , The workpiece carrier 1 is very flat compared to its length and width. This makes it possible the workpiece carrier 1 how to place an assembly on drag chains in a reflow soldering device and convey it through a heating zone.

Die zwei Längsträger 11 und die zwei Querstangen 12, 13 sind Profilstangen. Die Profilstangen sind aus Kunststoff, vorzugsweise aus einem faserverstärktem, insbesondere kohle- oder carbon- oder glas- oder aramidfaserverstärktem Kunststoff, ausgebildet. Durch die Verwendung des gegenüber den beim Lötvorgang auftretenden Temperaturen stabilen faserverstärkten Kunststoffmaterials weist der Werkstückträger 1 eine geringe thermische Kapazität auf. Dadurch beeinflusst der Werkstückträger 1 das thermische Verhalten in einer Heizzone einer Reflow-Lötvorrichtung nur geringfügig.The two side members 11 and the two crossbars 12 . 13 are profile bars. The profile bars are made of plastic, preferably made of a fiber-reinforced, in particular carbon or carbon or glass or aramid fiber reinforced plastic. By using the opposite of the temperatures occurring during the soldering process fiber-reinforced plastic material has the workpiece carrier 1 a low thermal capacity. This affects the workpiece carrier 1 the thermal behavior in a heating zone of a reflow soldering only slightly.

Im in Förderrichtung 7 hinteren Bereich des Rahmens 10 ist eine Schwingungserzeugereinrichtung 15 und im vorderen Bereich ist ein Aufnahmebereich 2 zum Aufnehmen einer zu lötenden Baugruppe angeordnet. Selbstverständlich ist es auch möglich, den Werkstückträger so auszubilden, dass die Schwingungserzeugereinrichtung 15 in Förderrichtung 7 vorne und der Aufnahmebereich 2 in Förderrichtung 7 hinten angeordnet sind.Im in the conveying direction 7 rear area of the frame 10 is a vibrator 15 and in the front area is a receiving area 2 arranged to receive a module to be soldered. Of course, it is also possible to form the workpiece carrier so that the vibration generator 15 in the conveying direction 7 front and the receiving area 2 in the conveying direction 7 Rear are arranged.

Die Schwingungserzeugereinrichtung 15 weist ein quaderförmiges, wärmeisolierendes Gehäuse 16 auf. In den 8 bis 11 ist das Gehäuse 16 aufgeschnitten dargestellt, so dass man die darin befindlichen Elemente, wie einen Schwingungserzeuger 18 einer Schwingungserzeugereinrichtung 15 und eine Steuerschaltung 20 erkennen kann. Das Gehäuse 16 ist aus Kunststoff ausgebildet, so dass es einerseits die darin enthaltenen Elemente gegenüber der Wärme in der Heizzone schützt und andererseits die Wärmeaufnahme durch den Werkstückträger gering hält, wodurch die Temperatur in der Heizzone der Lötvorrichtung kaum beeinflusst wird.The vibrator device 15 has a cuboid, heat-insulating housing 16 on. In the 8th to 11 is the case 16 cut open so that you can see the elements therein, such as a vibrator 18 a vibrator device 15 and a control circuit 20 can recognize. The housing 16 is formed of plastic, so that on the one hand it protects the elements contained therein from the heat in the heating zone and on the other hand keeps the heat absorption by the workpiece carrier low, whereby the temperature in the heating zone of the soldering device is hardly affected.

Das quaderförmigen Gehäuses 16 ist mit den beiden Längsträgern 11 und der in Förderrichtung 7 hinteren Querstange 12 starr verbunden.The cuboid housing 16 is with the two side rails 11 and in the conveying direction 7 rear crossbar 12 rigidly connected.

Die Schwingungserzeugereinrichtung 15 umfasst neben dem Schwingungserzeuger 18 und einer im Gehäuse 16 befindlichen Steuerschaltung noch einen Empfänger, der in die Steuerschaltung integriert ist, und eine Kopplungsgabel 100.The vibrator device 15 includes next to the vibrator 18 and one in the case 16 control circuit nor a receiver which is integrated in the control circuit, and a coupling fork 100 ,

Der Schwingungserzeuger 18 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel als elektromagnetischer Hubzylinder ausgebildet. Wird ein solcher elektromagnetischer Hubzylinder mit einer Stromquelle betrieben, dann kann er über die Frequenz des Steuerstroms als auch über die Amplitude des Steuerstroms sowohl mit variabel einstellbarer Frequenz als auch mit variabel einstellbarer Amplitude schwingen. Die Arbeitsfrequenz des Hubzylinders 18 liegt bspw. im Bereich zwischen 200 Hz bis 250 Hz. Der Hubzylinder 18 weist eine kompakte Bauweise auf. Er hat bspw. eine Länge von in etwa 7 cm und einen Durchmesser von in etwa 5 cm.The vibrator 18 is formed in the present embodiment as an electromagnetic lifting cylinder. If such an electromagnetic lifting cylinder operated with a power source, then it can swing over the frequency of the control current as well as the amplitude of the control current both with variably adjustable frequency and with variably adjustable amplitude. The working frequency of the lifting cylinder 18 is, for example, in the range between 200 Hz to 250 Hz. The lifting cylinder 18 has a compact design. He has, for example, a length of about 7 cm and a diameter of about 5 cm.

Die vom Schwingungserzeuger 18 erzeugten Schwingungen werden über die Kopplungsgabel 100 auf eine Baugruppe übertragen. Die Kopplungsgabel 100 weist einen quer zur Förderichtung 7 verlaufenden Querträger 103 auf, der mit einer Aktorstange 102 des elektromagnetischen Hubzylinders 18 verbunden ist. An den beiden Enden des Querträgers ist jeweils ein in Förderrichtung 7 verlaufender und weg vom Hubzylinder 18 weisender Tragschenkel 104 angeordnet. Die Aktorstange 102 erstreckt sich durch eine Wandung des Gehäuses 16 hindurch. Die Tragschenkel 104 weisen jeweils ein in Förderrichtung 7 verlaufendes Aufnahmeprofil 105 zum Aufnehmen einer Baugruppe 3 auf.The from the vibrator 18 generated vibrations are transmitted via the coupling fork 100 transferred to an assembly. The coupling fork 100 has a direction transverse to the direction of conveyance 7 extending cross member 103 on that with an actuator rod 102 of the electromagnetic lifting cylinder 18 connected is. At the two ends of the cross member is one in the conveying direction 7 extending and away from the lifting cylinder 18 pointing carrying leg 104 arranged. The actuator rod 102 extends through a wall of the housing 16 therethrough. The carrying legs 104 each have one in the conveying direction 7 extending recording profile 105 for picking up an assembly 3 on.

Die beiden parallel zueinander angeordneten Aufnahmeprofile 105 weisen jeweils in Förderrichtung 7 beabstandet voneinander angeordnete Druckelemente 106 auf. Die Druckelemente 106 sind z. B. als Federelemente ausgebildet, die oberseitig mit einer Kugel versehen sind (nicht dargestelt). Die Baugruppe 3 ist vorzugsweise mit entsprechend den Druckelementen 106 angeordneten Ausnehmungen versehen, in die die Kugeln der Druckelemente eingreifen. Weiterhin ist eine Niederhalteeinrichtung (nicht dargestellt) vorgesehen, die oberseitig einen Druck auf die Baugruppe ausübt, um diese auf den Druckelementen zu fixieren. Durch die Druckelemente und die Niederhalteeinrichtung wird eine Baugruppe mittels Reibschluß ortsfest auf den Aufnahmeprofilen 105 fixiert.The two parallel recording profiles 105 each have in the conveying direction 7 spaced from each other arranged printing elements 106 on. The printing elements 106 are z. B. formed as spring elements, which are provided on the upper side with a ball (not shown). The assembly 3 is preferably with according to the printing elements 106 arranged recesses provided in which engage the balls of the printing elements. Furthermore, a hold-down device (not shown) is provided which exerts a pressure on the assembly on the upper side in order to fix it on the printing elements. By the pressure elements and the hold-down device an assembly by means of friction is stationary on the receiving profiles 105 fixed.

Als Stromversorgungsquelle dienen Abnehmer 107, die am Werkstückträger 1 derart angeordnet sind, dass sie mit an der Lötvorrichtung vorgesehenen Stromschienen 108 in Kontakt treten können. Die Abnehmer sind sogenannte Schleifkontakte aus einem elektrisch leitenden Material, insbesondere einem Drahtgeflecht. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Abnehmer 108 unterseitig am Werkstückträger 1 fixiert und über entsprechende Leitungsabschnitte mit dem Schwingungserzeuger 18 und der Steuerschaltung 20 verbunden.As a power source serve customers 107 on the workpiece carrier 1 are arranged such that they are provided with on the soldering device busbars 108 can get in touch. The customers are so-called sliding contacts of an electrically conductive material, in particular a wire mesh. In the present embodiment, the customers 108 on the underside of the workpiece carrier 1 fixed and via appropriate line sections with the vibrator 18 and the control circuit 20 connected.

Die Stromschienen 108 sind zumindest in einem Bereich der Heizzone der Reflow-Lötvorrichtung in Förderrichtung 7 verlaufend unterhalb einer Förderbahn einer Fördereinrichtung der Lötvorrichtung angeordnet. Die Stromschienen 108 sind mit einer Strom- oder Spannungsquelle (nicht dargestellt) verbunden, so dass die Abnehmer 107 des Werkstückträgers 1 über der Stromschienen 108, mit Strom bzw. Spannung versorgt werden, wenn sie sich der Werkstückträger im Bereich der Stromschienen 108 befindet. Vorzugsweise erstrecken sich die Stromschienen über den gesamten Bereich der Heizzone oder sogar noch ein Stück darüber hinaus.The busbars 108 are at least in a region of the heating zone of the reflow soldering device in the conveying direction 7 extending below a conveyor track of a conveyor of the soldering device arranged. The busbars 108 are connected to a power or voltage source (not shown), so that the customers 107 of the workpiece carrier 1 over the busbars 108 , be supplied with power or voltage when they are the workpiece carrier in the field of busbars 108 located. Preferably, the busbars extend over the entire area of the heating zone or even a little beyond.

Im Folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Löten von Baugruppen anhand des zweiten Ausführungsbeispiels des Werkstückträgers 1 erläutert. Sofern nichts anderes beschrieben ist entspricht das Verfahren dem Verfahren gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.In the following, the inventive method for soldering of assemblies based on the second embodiment of the workpiece carrier 1 explained. Unless otherwise described, the method corresponds to the method according to the first embodiment.

Erreicht der Werkstückträger 1 beim Transport durch eine Reflow-Lötvorrichtung die Stromschienen 108, kontaktieren die Abnehmer 107 diese und die externe Steuereinrichtung wird aktiviert. Über den Empfänger wird ein Steuersignal zum Steuern der Frequenz und der Amplitude der Schwingung, mit welcher die Baugruppe 3 schwingen soll, auf den Werkstückträger übertragen. Die Frequenz und die Amplitude können bei diesem Werkstückträger frei variiert werden.Reaching the workpiece carrier 1 during transport through a reflow soldering the busbars 108 , contact the customers 107 this and the external control device is activated. Via the receiver, a control signal for controlling the frequency and the amplitude of the vibration with which the assembly 3 to swing, transferred to the workpiece carrier. The frequency and the amplitude can be varied freely with this workpiece carrier.

An Stelle oder in Ergänzung zum Empfänger kann der Werkstückträger auch einen Temperatursensor aufweisen, der die Temperatur in der Reflow-Lötvorrichtung erfasst. Bei Erreichen einer vorbestimmten Temperatur wird die Baugruppe 3 in Schwingung versetzt. In der Steuerschaltung kann ein vorbestimmtes Profil der Frequenz und/oder der Amplitude abgespeichert sein, das dann automatisch ausgeführt wird.Instead of or in addition to the receiver, the workpiece carrier can also have a temperature sensor which detects the temperature in the reflow soldering device. Upon reaching a predetermined temperature, the assembly 3 vibrated. In the control circuit, a predetermined profile of the frequency and / or the amplitude can be stored, which is then carried out automatically.

Es ist auch möglich, über die Stromschienen 108 ein Steuersignal zu übertragen. Das Steuersignal kann über die gleichen Stromschienen 108 wie die Versorgungsspannung übertragen werden, wenn das Steuersignal z. B. auf eine vorbestimmte Trägerfrequenz moduliert wird, so dass es in der Steuerschaltung von der Versorgungsspannung getrennt werden kann. Es können auch eine oder mehrere separate Stromschienen zum Bereitstellen des Steuersignals vorgesehen sein. Mit diesem Steuersignal kann die Frequenz und/oder Amplitude der Schwingung angesteuert werden.It is also possible over the power rails 108 to transmit a control signal. The control signal can be via the same busbars 108 as the supply voltage are transmitted when the control signal z. B. is modulated to a predetermined carrier frequency, so that it can be separated from the supply voltage in the control circuit. It is also possible to provide one or more separate busbars for providing the control signal. With this control signal, the frequency and / or amplitude of the oscillation can be controlled.

Ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist eine Reflow-Lötvorrichtung 25, in der eine Rütteleinrichtung 28 integriert ist (4 bis 7). Die Reflow-Lötvorrichtung 25 weist eine Fördereinrichtung 26 zum Fördern von zu lötenden Baugruppen 3 und zumindest eine Heizzone 27 zum Erhitzen von Lot auf, wobei in dieser Heizzone 27 die Rütteleinrichtung 28 angeordnet ist, um die zu lötende Baugruppe 3 in Schwingung zu versetzen.A third embodiment of the invention is a reflow soldering device 25 in which a vibrating device 28 is integrated ( 4 to 7 ). The reflow soldering device 25 has a conveyor 26 for conveying components to be soldered 3 and at least one heating zone 27 for heating solder, wherein in this heating zone 27 the vibrating device 28 is arranged around the assembly to be soldered 3 to vibrate.

Die Fördereinrichtung 26 weist zumindest zwei in Förderrichtung 7 verlaufende Schleppkettenanordnungen 29, 30 auf. Jede Schleppkettenanordnung 29, 30 besteht aus zwei parallel zueinander verlaufenden, endlosen Schleppketten 31, die über jeweils zwei Zahnräder 32 angetrieben und umgelenkt werden. Die beiden Schleppkettenanordnungen 29, 30 sind in Förderrichtung 7 axial fluchtend und voneinander beabstandet angeordnet, wobei der Abstand der beiden Schleppkettenanordnungen 29, 30 kleiner als die Länge der üblicherweise zu verlötenden Baugruppen 4 ist. In dem dadurch entstehenden Freiraum 33 zwischen den beiden Schleppkettenanordnungen 29, 30 ist ein Teil der Rütteleinrichtung 28 platziert. Die Heizzone 27 der Reflow-Lötvorrichtung 25 erstreckt sich über einen Bereich, der diesen Zwischenbereich zwischen den beiden Schleppkettenanordnungen 29, 30 umfasst.The conveyor 26 has at least two in the conveying direction 7 running drag chain arrangements 29 . 30 on. Each drag chain arrangement 29 . 30 consists of two parallel, endless drag chains 31 , each with two gears 32 be driven and deflected. The two drag chain arrangements 29 . 30 are in the conveying direction 7 arranged axially aligned and spaced from each other, wherein the distance between the two drag chain assemblies 29 . 30 smaller than the length of the assemblies usually to be soldered 4 is. In the resulting free space 33 between the two Drag chain arrangements 29 . 30 is part of the vibrating device 28 placed. The heating zone 27 the reflow soldering device 25 extends over an area that covers this intermediate area between the two drag chain arrangements 29 . 30 includes.

In der Heizzone 27 wird bspw. mittels Gebläsewalzen (nicht dargestellt) ein erhitzter Luftstrom erzeugt, der den Baugruppen zugeführt wird. Oberhalb und Unterhalb der Fördereinrichtung 26 der Baugruppen sind zwei Sätze von Gebläsewalzen angeordnet. Die Gebläsewalzen erstrecken sich über die gesamte Breite der Fördereinrichtung 26, wodurch sie einen homogenen, bandförmigen Luftstrom erzeugen. Hierdurch wird eine über die gesamte Breite der Fördereinrichtung 26 gleichmäßige Temperaturverteilung erzielt, die sehr exakt einstellbar ist. Eine Prozesskammer mit einer solchen Konvektionsheizung geht beispielsweise aus der DE 44 01 790 C1 , EP 0 664 180 B1 und EP 1 525 067 B1 hervor. Auf diese Dokumente wird bezüglich der Konvektionsheizung Bezug genommen.In the heating zone 27 For example, by means of fan rollers (not shown) a heated air flow is generated, which is supplied to the modules. Above and below the conveyor 26 The assemblies are two sets of fan rollers arranged. The fan rollers extend over the entire width of the conveyor 26 , whereby they produce a homogeneous, band-shaped air flow. As a result, one over the entire width of the conveyor 26 uniform temperature distribution achieved, which is very precisely adjustable. A process chamber with such a convection heating is for example from the DE 44 01 790 C1 . EP 0 664 180 B1 and EP 1 525 067 B1 out. These documents are referred to in terms of convection heating.

Die Rütteleinrichtung 28 umfasst eine Halteeinrichtung 34 zum Aufnehmen und Halten einer Baugruppe 3 und eine unterhalb der Halteeinrichtung 34 angeordnete Schwingungserzeugereinrichtung 35, um die Baugruppe 3 in Schwingung zu versetzen (4, 5, 6). Die Halteeinrichtung 34 dient als Koppelelement zum Übertragen der von der Schwingungserzeugereinrichtung erzeugten Schwingungen auf die Halteeinrichtung 34.The vibrating device 28 includes a holding device 34 for picking up and holding an assembly 3 and one below the holding device 34 arranged vibration generator 35 to the assembly 3 to vibrate ( 4 . 5 . 6 ). The holding device 34 serves as a coupling element for transmitting the vibrations generated by the vibration generator to the holding device 34 ,

Die Schwingungserzeugereinrichtung 35 [BG1] weist eine in etwa rechteckförmige Basisplatte 37 auf. Die beiden längeren Kanten bzw. Längskanten 38 der Basisplatte 37 verlaufen quer zur Förderrichtung 7 der Fördereinrichtung 26. Entlang der Längskanten 38 sind auf der Basisplatte 37 zwei quaderförmige Gleitlager 39 in Form von Gleitschienen angeordnet. Die Gleitschienen 39 sind bspw. aus Teflon ausgebildet. Die beiden Gleitschienen 39 weisen auf ihren Oberseiten 40 jeweils einen in Längsrichtung verlaufenden dünnen Steg 41 auf, der am äußeren Rand der Gleitschienen 39 angeordnet ist. Die beiden Stege 41 begrenzen zwischen sich einen Bereich zum Aufnehmen einer parallel zur Basisplatte 37 angeordneten Anregungsplatte 42. Die Anregungsplatte 42 liegt somit in Längsrichtung der Gleitschienen 39 und ist somit quer zur Förderrichtung 7 beweglich gelagert.The vibrator device 35 [BG1] has an approximately rectangular base plate 37 on. The two longer edges or longitudinal edges 38 the base plate 37 run transversely to the conveying direction 7 the conveyor 26 , Along the long edges 38 are on the base plate 37 two parallelepiped plain bearings 39 arranged in the form of slide rails. The slide rails 39 are, for example, formed of Teflon. The two slide rails 39 show on their tops 40 each one extending in the longitudinal direction thin web 41 on, at the outer edge of the slide rails 39 is arranged. The two bridges 41 define an area between them for receiving one parallel to the base plate 37 arranged excitation plate 42 , The excitation plate 42 is thus in the longitudinal direction of the slide rails 39 and is thus transverse to the conveying direction 7 movably mounted.

Auf der Basisplatte 37 ist ein Schwingungserzeuger 65 neben der Anregungsplatte 42 angeordnet. Der Schwingungserzeuger 65 ist mittels einer plattenförmigen Auflage 44 mit der Basisplatte 37 verbunden. Der Schwingungserzeuger 65 ist quer zur Förderrichtung neben der Anregungsplatte 42 angeordnet und mit dieser derart gekoppelt, dass die Anregungsplatte 42 in Schwingungen quer zur Förderrichtung 7 in einer horizontalen Ebene versetzbar ist. Der Schwingungserzeuger 65 ist bspw. ein Elektromagnet oder eine Kolben-Zylindereinrichtung, wobei ein Kolben mit der Anregungsplatte 42 gekoppelt ist.On the base plate 37 is a vibrator 65 next to the excitation plate 42 arranged. The vibrator 65 is by means of a plate-shaped support 44 with the base plate 37 connected. The vibrator 65 is transverse to the conveying direction next to the excitation plate 42 arranged and coupled with it such that the excitation plate 42 in vibrations transverse to the conveying direction 7 is displaceable in a horizontal plane. The vibrator 65 is, for example, an electromagnet or a piston-cylinder device, wherein a piston with the excitation plate 42 is coupled.

In der Basisplatte 37 ist in etwa mittig zwischen den beiden Gleitschienen 39 eine erste Durchgangsbohrung 45 vorgesehen. In der Anregungsplatte 42 ist fluchtend zur ersten Durchgangsbohrung eine weitere erste Durchgangsbohrung 47 ausgebildet. Benachbart zum in Förderrichtung 7 vorderen Gleitlager 39 ist jeweils eine zweite Durchgangsbohrung 46, 48 in der Basisplatte 37 und in der Anregungsplatte 42 ausgebildet.In the base plate 37 is approximately in the middle between the two slide rails 39 a first through hole 45 intended. In the excitation plate 42 is in alignment with the first through hole another first through hole 47 educated. Adjacent to the conveying direction 7 front plain bearing 39 is in each case a second through-bore 46 . 48 in the base plate 37 and in the excitation plate 42 educated.

Die ersten und zweiten Durchgangsbohrungen 45, 47 und 46, 48 der Basisplatte 37 und der Anregungsplatte 42 fluchten jeweils zueinander.The first and second through holes 45 . 47 and 46 . 48 the base plate 37 and the excitation plate 42 aligned with each other.

Unterhalb der Basisplatte 37 ist ein Trägerelement 49 angeordnet. Auf dem Trägerelement 49 sind zwei sich in vertikaler Richtung erstreckende Hubzylinder 58, 59 befestigt. Die beiden Hubzylinder 58, 59 erstrecken sich durch die beiden ersten 45, 47 und die beiden zweiten 46, 48 Durchgangsbohrungen der Basisplatte 37 und der Anregungsplatte 42. Die Basisplatte 37 ist auf dem Trägerelement 49 fixiert.Below the base plate 37 is a carrier element 49 arranged. On the carrier element 49 are two vertically extending lifting cylinder 58 . 59 attached. The two lifting cylinders 58 . 59 extend through the first two 45 . 47 and the two second 46 . 48 Through holes of the base plate 37 and the excitation plate 42 , The base plate 37 is on the carrier element 49 fixed.

Auf der Anregungsplatte 42 sind in vertikaler Richtung zwei Haltestangen 50 befestigt, wobei sich etwa mittig zwischen den beiden Haltestangen der Hubzylinder 58 befindet (5). An diesen Haltestangen 50 ist ein erster Klemmbügel 51 der Halteeinrichtung 34 angeordnet. Der erste Klemmbügel 51 der Halteeinrichtung 34 ist U-förmig mit einem horizontalen Steg 52 und zwei vertikalen Stegen 53 ausgebildet. Die beiden vertikalen Stege 53 sind mit ihren oberen Enden nach innen gebogen und bilden horizontale Haltestege 54. An den Enden der Haltestege 54 sind längsgerichtete obere Klemmbacken 55 ausgebildet.On the excitation plate 42 are two handrails in the vertical direction 50 fastened, being approximately centrally between the two support rods of the lifting cylinder 58 located ( 5 ). At these handrails 50 is a first clamp 51 the holding device 34 arranged. The first clamp 51 the holding device 34 is U-shaped with a horizontal bridge 52 and two vertical bars 53 educated. The two vertical bars 53 are bent inwards with their upper ends and form horizontal holding webs 54 , At the ends of the retaining bars 54 are longitudinal upper jaws 55 educated.

Die beiden oberen Klemmbacken 55 des Klemmbügels 51 erstrecken sich bis in die seitlichen Randbereiche 56 einer durch die Schleppkettenanordnungen festgelegten Förderbahn zum Befördern der zu lötenden Baugruppen 3 derart, dass sie in einem geringen Abstand über den Schleppketten 31 angeordnet sind.The two upper jaws 55 of the clamp 51 extend into the lateral edge areas 56 a defined by the drag chain arrangements conveyor track for conveying the components to be soldered 3 such that they are at a small distance above the drag chains 31 are arranged.

Der horizontale Steg 52 des ersten Klemmbügels 51 weist eine mit den beiden ersten Durchgangsbohrungen 45, 47 der Basisplatte 37 und der Anregungsplatte 42 fluchtende Durchgangsbohrung 57 auf.The horizontal jetty 52 of the first clamp 51 has one with the first two through holes 45 . 47 the base plate 37 and the excitation plate 42 aligned through hole 57 on.

Durch diese drei miteinander fluchtenden Durchgangsbohrungen 45, 47, 57 erstreckt sich der erste Hubzylinder 58. Über dem horizontalen Steg 52 des ersten Klemmbügels 51 ist an dem ersten Hubzylinder 58 ein, in vertikaler Richtung verfahrbarer, zweiter Klemmbügel 60 der Halteeinrichtung 34 angeordnet. Der zweite Klemmbügel 60 der Halteeinrichtung 34 ist U-förmig mit einem horizontalen 61 und zwei vertikalen Stegen 62 ausgebildet. Die beiden vertikalen Stege 62 weisen an ihren oberen Enden längsgerichtete untere Klemmbacken 63 auf. Die unteren Klemmbacken 63 sind unterhalb der oberen Klemmbacken 55 angeordnet, so dass beim Anheben der unteren Klemmbacken eine Leiterplatte 4 einer zu lötenden Baugruppe 3 zwischen den unteren und oberen Klemmbacken 63, 55 eingeklemmt werden kann.Through these three aligned through holes 45 . 47 . 57 extends the first lift cylinder 58 , Above the horizontal jetty 52 of the first clamp 51 is at the first one lifting cylinder 58 a, in the vertical direction movable, second clamping bracket 60 the holding device 34 arranged. The second clamp 60 the holding device 34 is U-shaped with a horizontal 61 and two vertical bars 62 educated. The two vertical bars 62 have at their upper ends longitudinal lower jaws 63 on. The lower jaws 63 are below the upper jaws 55 arranged so that when lifting the lower jaws a circuit board 4 a module to be soldered 3 between the lower and upper jaws 63 . 55 can be trapped.

Der erste Hubzylinder 56 und der zweite Klemmbügel 60 bilden eine Hubeinrichtung 36 aus. Mittels der Hubeinrichtung 36 ist eine im Bereich der Halteeinrichtung 34 befindliche Baugruppe 3 von der Fördereinrichtung 26 abhebbar.The first lifting cylinder 56 and the second clamp 60 form a lifting device 36 out. By means of the lifting device 36 is one in the area of the holding device 34 located assembly 3 from the conveyor 26 lifted.

An dem sich durch die zweiten Durchgangsbohrungen 46, 48 erstreckenden Hubzylinder 59 ist ein sich in vertikaler Richtung erstreckender stabförmiger Anschlag 64 angeordnet. Der Anschlag 64 stoppt die in Förderrichtung 7 verfahrende Baugruppe 3 und positioniert diese an der entsprechenden Stelle in der Halteeinrichtung 34 in der Heizzone 27.At the through the second through holes 46 . 48 extending lifting cylinder 59 is a vertically extending rod-shaped stop 64 arranged. The stop 64 stops in the conveying direction 7 traveling assembly 3 and positions them at the appropriate location in the fixture 34 in the heating zone 27 ,

Die Reflow-Lötvorrichtung weist eine Steuereinrichtung (nicht dargestellt) auf, die mit der Fördereinrichtung 26 und der Heizeinrichtung der Reflow-Lötvorrichtung 6, der Hubeinrichtung 36 der Halteeinrichtung 34 und der Schwingungserzeugereinrichtung 65 gekoppelt ist.The reflow soldering device has a control device (not shown) connected to the conveyor 26 and the heater of the reflow soldering device 6 , the lifting device 36 the holding device 34 and the vibrator device 65 is coupled.

Im folgenden wird das erfindungsgemäße Verfahren gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben.In the following the method according to the invention will be described according to the third embodiment.

Die Baugruppen 3 werden von der Fördereinrichtung 26 der Reflow-Lötvorrichtung 25 in Förderrichtung 7 befördert.The assemblies 3 be from the conveyor 26 the reflow soldering device 25 in the conveying direction 7 promoted.

Die Steuereinrichtung steuert den zweiten Hubzylinder 60 derart an, dass dieser den Anschlag 64 in vertikaler Richtung nach oben zwischen zwei aufeinander folgenden Baugruppen 3 verfährt. Hierdurch wird der Anschlag 64 in Förderichtung 7 vor einer der Baugruppen 3 angeordnet.The control device controls the second lifting cylinder 60 such that this is the stop 64 in a vertical upward direction between two consecutive assemblies 3 moves. This will be the stop 64 in the direction of promotion 7 in front of one of the assemblies 3 arranged.

Die Baugruppe 3 wird verfahren bis diese am Anschlag 64 ansteht. Der hintere Bereich der Baugruppe 3 ist dann auf der ersten Schleppkettenanordnung 29 angeordnet und der vordere Bereich der Baugruppe 3 ist dann auf der zweiten Schleppkettenanordnung 30 angeordnet.The assembly 3 will proceed until this stop 64 pending. The rear of the assembly 3 is then on the first drag chain arrangement 29 arranged and the front area of the assembly 3 is then on the second drag chain arrangement 30 arranged.

Die Hubeinrichtung 36 bzw. der zweite Hubzylinder 59 wird ausgefahren. Hierdurch berühren die zweiten Klemmbacken 63 die Baugruppe 3 von unten und heben diese von der ersten und der zweiten Schleppkettenanordnung 29, 30 ab.The lifting device 36 or the second lifting cylinder 59 is extended. As a result, touch the second jaws 63 the assembly 3 from below and lift them from the first and second drag chain arrangement 29 . 30 from.

Der zweite Hubzylinder 59 fährt aus bis die Leiterplatte 4 der Baugruppe 3 zwischen den ersten und zweiten Klemmbacken 55, 63 eingeklemmt ist. Hierdurch wird die Baugruppe 3 im Koppelelement 34 kraft- und/oder formschlüssige fixiert.The second lifting cylinder 59 goes out to the circuit board 4 the assembly 3 between the first and second jaws 55 . 63 is trapped. This will cause the assembly 3 in the coupling element 34 non-positive and / or positive fixed.

In der Heizzone 27 wird das Lot verflüssigt. Wenn das Lot vollständig verflüssigt ist steuert die Steuereinrichtung 65 den Schwingungserzeuger 65 der Schwingungserzeugereinrichtung 35 an. Der Schwingungserzeuger 65 überträgt die Schwingung auf die Anregungsplatte 42, die linear auf den Gleitlagern 39 quer zur Förderrichtung 7 in Schwingung versetzt wird. Die Schwingung weist eine maximale Amplitude von 0,2 mm und vorzugsweise von 0,1 mm auf. Bei bestimmten Anwendungen kann es vorteilhaft sein, dass die Amplitude der Schwingung variiert wird. Vorzugsweise beträgt die Frequenz der Schwingung zumindest 150 Hz. Bei bestimmten Anwendungen kann es vorteilhaft sein, dass die Frequenz der Schwingung variiert wird.In the heating zone 27 the solder is liquefied. When the solder is completely liquefied, the controller controls 65 the vibrator 65 the vibrator device 35 at. The vibrator 65 transmits the vibration to the excitation plate 42 that are linear on the plain bearings 39 transverse to the conveying direction 7 is vibrated. The vibration has a maximum amplitude of 0.2 mm, and preferably 0.1 mm. In certain applications, it may be advantageous for the amplitude of the oscillation to be varied. Preferably, the frequency of the oscillation is at least 150 Hz. In certain applications, it may be advantageous for the frequency of the oscillation to be varied.

Bei der Variation der Frequenz und/oder Amplitude der Vibration wird zunächst die optimale Frequenz und/oder Amplitude der kleinsten Bauteile verwendet und die Frequenz und/oder Amplitude wird dann schrittweise auf die jeweils nächst größeren Bauteile eingestellt. Daher wird zunächst in der Regel mit einer hohen Frequenz und kleinen Amplitude begonnen und die Frequenz entweder kontinuierlich oder stufenweise abgesenkt und gegebenenfalls die Amplitude an die entsprechend größeren Bauteile durch Erhöhung derselben angepasst. Es kann auch vorgesehen sein, dass zum Beispiel kleinere Bauteile mit einer geringen Frequenz mit einer größeren Amplitude optimal ausgerichtet werden.In the variation of the frequency and / or amplitude of the vibration, the optimum frequency and / or amplitude of the smallest components is first used and the frequency and / or amplitude is then adjusted stepwise to each next larger components. Therefore, a high frequency and small amplitude are usually first started and the frequency is lowered either continuously or stepwise and if necessary the amplitude is adapted to the correspondingly larger components by increasing the same. It can also be provided that, for example, smaller components with a low frequency are optimally aligned with a larger amplitude.

Nach einem vorbestimmten Zeitintervall, das z. B. nicht mehr als 45 Sekunden, insbesondere nicht mehr als 30 Sekunden und vorzugsweise nicht mehr als 20 Sekunden betragen kann, haben sich die Bauteile im flüssigen Lot korrekt auf den Padflächen der Leiterplatte ausgerichtet und die Schwingung wird beendet. Somit wird eine einwandfreie Kontaktierung zwischen den Bauteilen und der Leiterplatte 4 bereitgestellt.After a predetermined time interval, the z. B. can not be more than 45 seconds, in particular not more than 30 seconds, and preferably not more than 20 seconds, the components in the liquid solder have aligned correctly on the pad surfaces of the circuit board and the vibration is terminated. Thus, a perfect contact between the components and the circuit board 4 provided.

Die Steuereinrichtung 65 fährt die Hubeinrichtung 36 bzw. den ersten Hubzylinder 58 wieder in seine Ausgangstellung zurück. Hierdurch wird die Baugruppe 3 wieder auf der ersten und der zweiten Schleppkettenanordnung 29, 30 aufgelegt.The control device 65 drives the lifting device 36 or the first lifting cylinder 58 back to its original position. This will cause the assembly 3 again on the first and second drag chain arrangement 29 . 30 hung up.

Die zweite Schleppkettenanordnung 30 verfährt die Baugruppe 3 weiter in Förderrichtung 7. Nach dem Verlassen der Heizzone kühlt die Baugruppe 3 ab, wodurch das Lot aushärtet und die Bauteile in ihrer korrekten Position auf der Leiterplatte 4 fixiert werden.The second drag chain arrangement 30 moves the module 3 further in the conveying direction 7 , After leaving the heating zone, the assembly cools 3 which hardens the solder and the components in its correct position on the circuit board 4 be fixed.

Sofern nichts anderes beschrieben ist entsprechen die im folgenden beschriebenen Abwandlungen und Varianten dem ersten, dem zweiten oder dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.Unless otherwise described, the modifications and variants described below correspond to the first, the second or the third embodiment of the present invention.

Die erfindungsgemäße Reflow-Lötvorrichtung kann statt des Anschlags 64 einen Positionssensor aufweisen. Mittels dieses Positionssensors kann die Position des Werkstückträgers bzw. der Baugruppe in der Heizzone der Reflow-Lötvorrichtung in einem vorbestimmten Bereich bestimmt werden. Der Positionssensor ist ein optischer Sensor, z. B. eine Lichtschranke. Der Positionssensor ist mit der Steuereinrichtung derart verbunden, dass der Werkstückträger mit einem Steuersignal versorgt wird, das die Frequenz und/oder die Amplitude in Abhängigkeit von der aktuellen Position des Werkstückträgers 1 einstellt.The reflow soldering device according to the invention can instead of the stop 64 have a position sensor. By means of this position sensor, the position of the workpiece carrier or the assembly in the heating zone of the reflow soldering device can be determined in a predetermined range. The position sensor is an optical sensor, for. B. a photoelectric barrier. The position sensor is connected to the control device such that the workpiece carrier is supplied with a control signal which determines the frequency and / or the amplitude as a function of the current position of the workpiece carrier 1 established.

Vorzugsweise ist ein weiterer Positionssensor vorgesehen, um die Amplitude der Schwingungseinrichtung zu überwachen und einzustellen. Der Positionssensor ist z. B. ein optischer Sensor, wie z. B. eine Lichtschranke. Aufgrund der hohen Frequenz und der hohen Auflösung arbeiten optische Sensoren sehr schnell. Der Positionssensor ist mit der Steuereinrichtung verbunden und ist zum Regeln der Frequenz und der Amplitude der Schwingungseinrichtung ausgebildet.Preferably, a further position sensor is provided to monitor and adjust the amplitude of the vibrator. The position sensor is z. B. an optical sensor, such as. B. a light barrier. Due to the high frequency and the high resolution optical sensors work very fast. The position sensor is connected to the control device and is designed to control the frequency and the amplitude of the vibration device.

Die Fördereinrichtung kann auch drei Schleppkettenanordnungen umfassen, wobei eine dritte Schleppkettenanordnung ausschließlich in der Heizzonen zwischen den beiden weiteren Schleppkettenanordnungen vorgesehen ist. Der Schwingungserzeuger ist an die dritte Schleppkettenanordnung gekoppelt. Somit versetzt der Schwingungserzeuger nicht direkt den Werkstückträger in Schwingung sondern der Schwingungserzeuger versetzt die dritte Schleppkettenanordnung in Schwingung, die diese Schwingung auf den Werkstückträger überträgt.The conveyor may also include three drag chain assemblies, with a third drag chain assembly provided exclusively in the heating zones between the two other drag chain assemblies. The vibrator is coupled to the third drag chain arrangement. Thus, the vibrator does not directly vibrate the workpiece carrier, but the vibrator vibrates the third drag chain assembly, which transmits this vibration to the workpiece carrier.

Die Schwingungseinrichtung kann auch eine thermische Isolierung aufweisen. Hierdurch kann die Schwingungseinrichtung direkt in der Reflow-Lötvorrichtung angeordnet werden. Dies ist insbesondere vorteilhaft wenn eine Schleppkettenanordnung angeregt werden soll, um die Leiterplatte in Schwingung zu versetzen. Somit kann z. B. ein piezoelektrischer Aktor direkt im Lötofen als Schwingungseinrichtung eingesetzt werden.The vibration device may also have a thermal insulation. As a result, the vibration device can be arranged directly in the reflow soldering device. This is particularly advantageous when a drag chain arrangement is to be excited in order to vibrate the circuit board. Thus, z. B. a piezoelectric actuator can be used directly in the soldering oven as a vibrating device.

Als Schwingungseinrichtung kann auch eine Einrichtung zur Erzeugung akustischer Schwingungen, wie z. B. ein Lautsprecher, oder eine Einrichtung zur Erzeugung einer mechanische Erregung mittels eines Schwungrades vorgesehen sein.As a vibration device can also be a device for generating acoustic vibrations, such. As a speaker, or means for generating a mechanical excitation by means of a flywheel may be provided.

Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung das dem ersten, dem zweiten oder dem dritten Ausführungsbeispiel entspricht weist der Werkstückträger oder das Koppelelement der Reflow-Lötvorrichtung einen zweiten Schwingungserzeuger auf. Der zweite Schwingungserzeuger erzeugt Linearschwingungen orthogonal zu den Schwingungen der Schwingungserzeugereinrichtung bzw. des Schwingungserzeugers.According to a further embodiment of the device according to the invention which corresponds to the first, the second or the third embodiment, the workpiece carrier or the coupling element of the reflow soldering device has a second vibration generator. The second vibrator generates linear vibrations orthogonal to the vibrations of the vibrator or the vibrator.

Gemäß einer Weiterbildung kann auch vorgesehen sein, dass mittels eines weiteren Schwingungserzeugers auch Schwingungen in vertikaler Richtung erzeugt werden. In einer Weiterbildung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel können diese Schwingungen von der Hubeinrichtung erzeugt werden. Hierfür ist dann eine geeignete pneumatische Regelung erforderlich, um den ersten Hubzylinder in eine Schwingung in vertikaler Richtung zu versetzen.According to a further development, it can also be provided that oscillations in the vertical direction are also generated by means of a further vibration generator. In a development according to the second embodiment, these vibrations can be generated by the lifting device. For this purpose, then a suitable pneumatic control is required to enable the first lifting cylinder in a vibration in the vertical direction.

Gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren, bei dem zwei oder mehr Schwingungserzeuger vorgesehen sind können die Schwingungen zwei oder mehr Linearschwingungen umfassen, die jeweils in einer Ebene parallel zur Oberfläche der Leiterplatte gerichtet sind, wobei die beiden Linearschwingungen unabhängig voneinander ausgeführt werden und vorzugsweise zueinander orthogonal sind. Die zueinander orthogonalen Schwingungen werden vorzugsweise separat, d. h. nicht gleichzeitig, ausgeführt.According to a method according to the invention, in which two or more oscillators are provided, the oscillations may comprise two or more linear oscillations each directed in a plane parallel to the surface of the printed circuit board, the two linear oscillations being performed independently of each other and preferably orthogonal to one another. The mutually orthogonal vibrations are preferably separately, d. H. not at the same time, executed.

Zusätzlich kann auch eine dritte Linearschwingung in vertikaler Richtung vorgesehen sein.In addition, a third linear oscillation may also be provided in the vertical direction.

Die Erfindungsgemäße Vorrichtung kann auch eine Detektionseinrichtung, bspw. eine Kamera umfassen, die nach dem Rüttelvorgang überprüft, ob alle Bauteile korrekt auf der Leiterplatte positioniert sind.The device according to the invention can also comprise a detection device, for example a camera, which checks after the shaking operation whether all components are correctly positioned on the printed circuit board.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
WerkstückträgerWorkpiece carrier
22
Aufnahmebereichreception area
33
Baugruppemodule
44
Leiterplattecircuit board
55
66
77
Schlepprichtungtowing direction
88th
99
1010
Rahmenframe
1111
Längsträgerlongitudinal beams
1212
Querstangecrossbar
1313
Querstangecrossbar
1414
Federblechspring plate
15 15
Schwingungseinrichtungvibrator
1616
Gehäusecasing
1717
Halteelementeretaining elements
1818
Schwingungserzeugervibrator
1919
StromversorgungsquellePower source
2020
Steuerschaltungcontrol circuit
2121
Empfängerreceiver
2222
Kupplungsplatteclutch plate
2323
Exzentereccentric
2424
Steuereinrichtungcontrol device
2525
Reflow-LötvorrichtungReflow soldering
2626
FördereinrichtungConveyor
2727
Heizzoneheating zone
2828
Rütteleinrichtungvibrating
2929
SchleppkettenanordnungDrag chain arrangement
3030
SchleppkettenanordnungDrag chain arrangement
3131
Schleppkettedrag chain
3232
Zahnrädergears
3333
Freiraumfree space
3434
Koppelelementcoupling element
3535
Schwingungserzeugervibrator
3636
Hubeinrichtunglifting device
3737
Basisplattebaseplate
3838
Längskantenlongitudinal edges
3939
Gleitlagerbearings
4040
Oberseitetop
4141
Ausnehmungrecess
4242
Anregungsplatteenergizing plate
4343
Stirnkantefront edge
4444
Aufnahmeadmission
4545
erste Durchgangsbohrungfirst through hole
4646
zweite Durchgangsbohrungsecond through-hole
4747
dritte Durchgangsbohrungthird through hole
4848
vierte Durchgangsbohrungfourth through-hole
4949
Trägerelementsupport element
5050
Halteelementretaining element
5151
erster Klemmbügelfirst clamp
5252
horizontaler Steghorizontal jetty
5353
vertikaler Stegvertical bridge
5454
horizontale Haltestegehorizontal holding webs
5555
Klemmbackenjaws
5656
seitliche Randbereichelateral edge areas
5757
DurchgangsbohrungenThrough holes
5858
erster Hubzylinderfirst lift cylinder
5959
zweiter Hubzylindersecond lift cylinder
6060
zweiter Klemmbügelsecond clamp
6161
horizontaler Steghorizontal jetty
6262
vertikaler Stegvertical bridge
6363
Klemmbackenjaws
6464
Anschlagattack
6565
Schwingungserzeugervibrator
100100
Kopplungsgabelcoupling fork
102102
Aktorstangeactuator rod
103103
Querträgercrossbeam
104104
Tragschenkelsupporting leg
105105
AufnahmeprofilUp profile
106106
Druckelementpressure element
107107
Abnehmercustomer
108108
Stromschieneconductor rail

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 4401790 C1 [0003, 0044, 0086] DE 4401790 C1 [0003, 0044, 0086]
  • EP 0664180 B1 [0003, 0044, 0086] EP 0664180 B1 [0003, 0044, 0086]
  • EP 1525067 B1 [0003, 0044, 0086] EP 1525067 B1 [0003, 0044, 0086]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • Klein Wassink R. J.: Weichlöten in der Elektronik; zweite Auflage, Bad Saulgau, Leutze-Verlag 1991 [0004] Klein Wassink RJ: Soldering in electronics; second edition, Bad Saulgau, Leutze-Verlag 1991 [0004]
  • Klein Wassink R. J.; Verguld M. M. F.: Manufacturing techniques for surface mounted assemblies; Electrochemical Publications LTD; Assahi House, Port Erin, Isle of Man, GB, 1995 [0004] Klein Wassink RJ; Verguld MMF: Manufacturing techniques for surface mounted assemblies; Electrochemical Publications LTD; Assahi House, Port Erin, Isle of Man, GB, 1995 [0004]

Claims (15)

Verfahren zum Löten von Baugruppen (3) umfassend eine Leiterplatte (4) und zumindest ein oder mehrere SMD-Bauteile, wobei die Leiterplatte (3) Padflächen zum Kontaktieren der Bauteile aufweist und sich zwischen den Bauteilen und der Leiterplatte (4) im Bereich einer jeden zu kontaktierenden Padfläche zumindest ein Lotdepot mit einer vorbestimmten Menge an Lot befindet, das durch Erhitzen aufgeschmolzen wird und durch das anschließende Abkühlen zu einer Lötverbindung aushärtet, dadurch gekennzeichnet, dass die Baugruppe (3) einer vorbestimmten Schwingung unterzogen wird während das Lot aufgeschmolzen ist.Method for soldering assemblies ( 3 ) comprising a printed circuit board ( 4 ) and at least one or more SMD components, wherein the printed circuit board ( 3 ) Pad surfaces for contacting the components and between the components and the circuit board ( 4 ) is in the region of each pad surface to be contacted at least one solder deposit with a predetermined amount of solder, which is melted by heating and cured by the subsequent cooling to a solder joint, characterized in that the assembly ( 3 ) is subjected to a predetermined vibration while the solder is melted. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung zumindest eine Linearschwingung in einer Ebene parallel zur Oberfläche der Leiterplatte (4) ist.Method according to Claim 1, characterized in that the oscillation comprises at least one linear oscillation in a plane parallel to the surface of the printed circuit board ( 4 ). Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Linearschwingung quer zur Längsrichtung zumindest eines der zu lötenden Bauteile gerichtet ist.A method according to claim 2, characterized in that the linear oscillation is directed transversely to the longitudinal direction of at least one of the components to be soldered. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung zwei Linearschwingungen umfasst, die jeweils in einer Ebene parallel zur Oberfläche der Leiterplatte (4) gerichtet sind, wobei die beiden Linearschwingungen unabhängig voneinander ausgeführt werden und vorzugsweise zueinander orthogonal sind.Method according to one of claims 1 to 3, characterized in that the oscillation comprises two linear oscillations, each in a plane parallel to the surface of the printed circuit board ( 4 ) are directed, wherein the two linear vibrations are carried out independently of each other and are preferably orthogonal to each other. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwingung eine maximale Amplitude von 0,2 mm und vorzugsweise von 0,1 mm aufweist.Method according to one of claims 1 to 4, characterized in that the vibration has a maximum amplitude of 0.2 mm and preferably of 0.1 mm. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude der Schwingung variiert wird.Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the amplitude of the oscillation is varied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Schwingung zumindest 150 Hz beträgt.Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the frequency of the oscillation is at least 150 Hz. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz der Schwingung variiert wird.Method according to one of claims 1 to 7, characterized in that the frequency of the oscillation is varied. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Lot eine Lotpaste verwendet wird, die mit einer Dicke von zumindest 100 μm und vorzugsweise von zumindest 120 μm auf die Leiterplatte aufgebracht wird.Method according to one of claims 1 to 8, characterized in that a solder paste is used as solder, which is applied with a thickness of at least 100 microns, and preferably of at least 120 microns on the circuit board. Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zum Löten von Baugruppen nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung einen Schwingungserzeuger (18, 65) aufweist, der an eine Leiterplatte (4) koppelbar ist, und eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die den Schwingungserzeuger zum Erzeugen einer Schwingung ansteuert.Device for carrying out the method for soldering assemblies according to one of Claims 1 to 9, characterized in that the device comprises a vibration generator ( 18 . 65 ), which is connected to a printed circuit board ( 4 ) is coupled, and a control device is provided which drives the vibration generator for generating a vibration. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Werkstückträger (1) ist, der in eine Lötvorrichtung einsetzbar ist und vorzugsweise plattenförmig ausgebildet ist, so dass er auf eine Fördereinrichtung einer herkömmlichen Lötvorrichtung zusammen mit der zu lötenden Baugruppe (4) aufsetzbar ist.Apparatus according to claim 10, characterized in that the device is a workpiece carrier ( 1 ), which is insertable into a soldering device and is preferably plate-shaped, so that it is mounted on a conveyor of a conventional soldering device together with the assembly to be soldered ( 4 ) can be placed. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstückträger einen aus Kunststoff ausgebildeten Rahmen (10) aufweist.Apparatus according to claim 11, characterized in that the workpiece carrier is formed of a plastic frame ( 10 ) having. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung eine Reflow-Lötvorrichtung (25) mit einer Fördereinrichtung (26) zum Fördern von zu lötenden Baugruppen (4) versehen ist und zumindest eine Heizzone (27) zum Erhitzen von Lot aufweist, wobei in dieser Heizzone (27) ein Koppelelement (34) zum kraft- und/oder formschlüssigen Koppeln an eine zu lötende Baugruppe angeordnet ist, und das Koppelement (34) mit dem Schwingungserzeuger (65) derart verbunden ist, dass die vom Schwingungserzeuger (65) erzeugten Schwingungen auf die Baugruppe (4) übertragen werden.Apparatus according to claim 10, characterized in that the device is a reflow soldering device ( 25 ) with a conveyor ( 26 ) for conveying assemblies to be soldered ( 4 ) and at least one heating zone ( 27 ) for heating solder, wherein in this heating zone ( 27 ) a coupling element ( 34 ) is arranged for non-positive and / or positive coupling to a module to be soldered, and the coupling element ( 34 ) with the vibrator ( 65 ) is connected in such a way that the vibration generator ( 65 ) generated vibrations on the assembly ( 4 ) be transmitted. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (34) mit einem Hubmechanismus (36) versehen ist, so dass eine an das Koppelelement (34) gekoppelte Baugruppe (4) von der Fördereinrichtung (26) gehoben werden kann.Apparatus according to claim 13, characterized in that the coupling element ( 34 ) with a lifting mechanism ( 36 ), so that one to the coupling element ( 34 ) coupled assembly ( 4 ) from the conveyor ( 26 ) can be lifted. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungserzeuger einen elektromagnetisch betätigbaren Hubzylinder und/oder ein Piezoelement aufweist.Device according to one of claims 10 to 14, characterized in that the vibration generator comprises an electromagnetically operated lifting cylinder and / or a piezoelectric element.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013112367A1 (en) * 2013-11-11 2015-05-13 Ersa Gmbh Method and device for soldering printed circuit boards

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4401790C1 (en) 1994-01-21 1995-04-06 Smt Maschinengesellschaft Mbh Device for producing a gas flow in a soldering system
US5409155A (en) * 1993-04-23 1995-04-25 Solectron Croporation Vibrational self aligning parts in a solder reflow process
DE102004036521A1 (en) * 2004-07-28 2006-03-23 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Solder joint production, for electronic component, involves heating solder over its melting point, applying oscillation energy on to solder by oscillation transducer and cooling solder below its melting point
US20060065696A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-30 George Kostiew System and method for forming solder joints
EP1525067B1 (en) 2002-06-14 2007-09-19 Seho Systemtechnik GmbH Process chamber of an installation for thermally treating printed circuit boards

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5409155A (en) * 1993-04-23 1995-04-25 Solectron Croporation Vibrational self aligning parts in a solder reflow process
DE4401790C1 (en) 1994-01-21 1995-04-06 Smt Maschinengesellschaft Mbh Device for producing a gas flow in a soldering system
EP0664180B1 (en) 1994-01-21 1998-06-10 SMT Maschinengesellschaft mbH Device for producing a flow of gas in a soldering apparatus
EP1525067B1 (en) 2002-06-14 2007-09-19 Seho Systemtechnik GmbH Process chamber of an installation for thermally treating printed circuit boards
DE102004036521A1 (en) * 2004-07-28 2006-03-23 eupec Europäische Gesellschaft für Leistungshalbleiter mbH Solder joint production, for electronic component, involves heating solder over its melting point, applying oscillation energy on to solder by oscillation transducer and cooling solder below its melting point
US20060065696A1 (en) * 2004-09-30 2006-03-30 George Kostiew System and method for forming solder joints

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Klein Wassink R. J.: Weichlöten in der Elektronik; zweite Auflage, Bad Saulgau, Leutze-Verlag 1991
Klein Wassink R. J.; Verguld M. M. F.: Manufacturing techniques for surface mounted assemblies; Electrochemical Publications LTD; Assahi House, Port Erin, Isle of Man, GB, 1995

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013112367A1 (en) * 2013-11-11 2015-05-13 Ersa Gmbh Method and device for soldering printed circuit boards
US20150129648A1 (en) * 2013-11-11 2015-05-14 Ersa Gmbh Method For Minimizing Voids When Soldering Printed Circuit Boards And Soldering Device For Carrying Out Said Method
CN104640372A (en) * 2013-11-11 2015-05-20 尔萨有限公司 Method for minimizing voids when soldering printed circuit board and soldering device for performing the same
US20170072491A1 (en) * 2013-11-11 2017-03-16 Ersa Gmbh Soldering Device Minimizing Voids When Soldering Printed Circuit Boards
CN104640372B (en) * 2013-11-11 2018-09-04 尔萨有限公司 The method and welding equipment that gap when welding printed circuit board is minimized

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