DE102011077247A1

DE102011077247A1 - Device useful for removing contamination and/or a solder from a solder bath, comprises a tinning tank in which the solder bath is received, a solder entry and a blade for removal of solder or solder dross

Info

Publication number: DE102011077247A1
Application number: DE201110077247
Authority: DE
Inventors: Jens Winkler; Martin Ermer; Helmut Braun; Manfred Fehrenbach; Franz Wetzl; Elmar Hoelz
Original assignee: EUTECT GmbH; Robert Bosch GmbH
Current assignee: EUTECT GmbH; Robert Bosch GmbH
Priority date: 2011-06-09
Filing date: 2011-06-09
Publication date: 2012-12-13

Abstract

Device comprises a tinning tank (10) in which the solder bath (20) is received, a solder entry (26) and a blade for removal of solder or solder dross, where the blade is driven in X-direction and in the Z-direction in synchronized manner. An independent claim is also included for removing impurities and/or solder from a solder bath comprising (a) performing position-dependent movement of blade into the solder bath in the X-direction with a variable of feed rate and/or in the Z-direction, (b) moving the blade in X-direction and/or Y-direction during the step (a) in synchronized manner, (c) generating a variable gap dimension between a lower edge of the blade and a draft (16), according to the step (b), which takes place through synchronized movement of the blade in the X-direction and in the Z-direction.

Description

Stand der TechnikState of the art

WO 01/62433 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Stabilisierung des Cu-Gehaltes in einem Lotbad mittels sich zeitlich wiederholender Beimischung entsprechend zusammengesetzter Legierungen. Im Wesentlichen wird dem Lot, welches eine bestimmte Konzentration an Cu enthält, eine Legierung beigemischt, die kein Cu enthält. Alternativ kann eine Legierung beigemischt werden, die einen niedrigeren Gewichtsanteil an Cu enthält als das Lot. Somit wird die Konzentration des Cu-Gehaltes im Lot nach der Beimischung verringert, so dass bei entsprechender Kontrolle der Cu-Anteil stabil auf einem bestimmten Wert gehalten werden kann. Beispielhaft wird eine Lotlegierung aus Sn mit einem Gewichtsanteil 0,5 % Cu und 0,05 % Ni genannt. Diesem Lot wird eine Zinnlegierung mit einem Gewichtsanteil von 0,05 % Ni, beigemischt. Dadurch kann der Cu-Anteil im Lot insgesamt bei einer Konzentration von 0,7 % gehalten werden. Die Beimischung erfolgt in der Regel zu einem Zeitpunkt, der dadurch bestimmt ist, dass die Menge des Lotes im Verzinnungsbecken einen vorbestimmten Wert unterschreitet. Alternativ kann die Beimischung in vorbestimmten Zeitintervallen oder nach der Fertigung einer vorbestimmten Stückzahl erfolgen. WO 01/62433 A1 refers to a method of stabilizing the Cu content in a solder bath by repetitive admixture of correspondingly composed alloys. In essence, the solder containing a certain concentration of Cu is mixed with an alloy containing no Cu. Alternatively, an alloy containing a lower weight fraction of Cu than the solder may be mixed. Thus, the concentration of the Cu content in the solder is reduced after the admixture, so that with appropriate control of the Cu content can be stably maintained at a certain value. By way of example, a solder alloy of Sn with a weight fraction of 0.5% Cu and 0.05% Ni is mentioned. This solder is a tin alloy in a proportion by weight of 0.05% Ni, admixed. As a result, the Cu content in the solder can be kept at a total concentration of 0.7%. The admixture is usually at a time that is determined by the fact that the amount of solder in the tinning tank falls below a predetermined value. Alternatively, the admixture may occur at predetermined time intervals or after the production of a predetermined number of pieces.

US 6,474,537 B1 bezieht sich auf ein Verfahren zur Stabilisierung des Cu-Anteiles im Lotmittel durch regelmäßige Beimischung entsprechend zusammengesetzter Legierungen. Die beigemischten Legierungen weisen in Abhängigkeit der Cu-Konzentration im Lot keine oder eine geringere Cu-Konzentration als das Lot auf. Die Beimischung erfolgt zu verfahrenstechnisch festgelegten Zeitpunkten, die sich aus dem Füllstand des Lotes innerhalb des Lotbades ergeben. US 6,474,537 B1 refers to a method for stabilizing the Cu content in the solder by regular admixture of correspondingly composed alloys. Depending on the Cu concentration in the solder, the admixed alloys have no or a lower Cu concentration than the solder. The admixture takes place at process-related times, which result from the fill level of the solder within the solder bath.

WO 2007/01097 A1 betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung des Cu-Anteiles in Lotmitteln durch regelmäßige Beimischung entsprechender Legierungen. Dieses Verfahren stellt eine Kombination eines Tauchlötvorganges mit einem Heißverzinnungsverfahren (HASL) dar. Nach Entfernen des Lotmittels vom Werkstoff fließt das Lotmittel zurück in das Lotbad, wobei unter Anderem die Cu-Konzentration im Allgemeinen zunimmt. Die Cu-Konzentration wird regelmäßig oder kontinuierlich überprüft und bei Erreichen eines vordefinierten Grenzwertes wird eine Legierung mit geeignet eingestelltem Cu-Massenanteil unter Anderem auch mit einem kleinen Cu-Massenanteil beigemischt. WO 2007/01097 A1 relates to a method for stabilizing the Cu content in solder by regular admixture of appropriate alloys. This process is a combination of a dip soldering process with a hot dipping process (HASL). After removing the solder from the material, the solder flows back into the solder bath, among other things increasing the Cu concentration generally. The Cu concentration is checked regularly or continuously, and when a predefined limit value is reached, an alloy having a suitably adjusted Cu mass fraction, inter alia, is also admixed with a small Cu mass fraction.

DE 10 2010 038 452 betrifft ein Verfahren zur Stabilisierung einer Konzentration eines Bestandteiles, insbesondere einer Cu-Konzentration in einem Lotbad. Es werden die Abfuhr des Bestandteiles aus dem Lotbad durch Bauteilanhaftung und aus dem Lotbad abgezogenes Lot auf einer Austragsseite des Lotbades erfasst. Ferner werden die Zufuhr des Bestandteiles in das Lotbad durch Ablösung von in das Lotbad eintauchenden Bauteilen und in das Lotbad nachdosierter Bestandteile auf einer Eintragsseite erfasst. Abhängig vom Vergleich der auf der Eintragsseite zugeführten Menge und auf der Austragsseite abgeführten Menge des Bestandteiles erfolgt ein Konstanthalten der Konzentration des Bestandteiles innerhalb des Lotbades. DE 10 2010 038 452 relates to a process for stabilizing a concentration of a constituent, in particular a Cu concentration, in a solder bath. The removal of the component from the solder bath by component adhesion and solder drawn off from the solder bath are detected on a discharge side of the solder bath. Furthermore, the supply of the constituent to the solder bath is detected by detachment of components immersed in the solder bath and components metered into the solder bath on an entry side. Depending on the comparison of the amount supplied on the entry side and the amount of the component discharged on the discharge side, the concentration of the constituent within the solder bath is kept constant.

Anlagen zur Verzinnung von Bauteilen umfassen beispielsweise folgende Komponenten: Eine Lotzufuhr, die gegebenenfalls geregelt sein kann, beispielsweise über einen Lotdrahtvorschub. Ferner ein Verzinnungsbecken, in dem die verarbeitenden Bauteile durch Tauchlöten oder Schwalllöten verzinnt werden. Des Weiteren weisen Anlagen zur Verzinnung von Bauteilen Rakel auf, die zum Abstreifen der Lotkrätze, die sich im Allgemeinen an der Oberfläche des Lotbades bildet, dienen. Weiterhin sind derartige Anlagen mit einer Aushebeschräge zum teilweisen Trennen von Lotkrätze und Lot ausgestattet. Ferner ist ein Behälter für abgerakelte Lotkrätze und abgerakeltes Lot vorgesehen sowie gegebenenfalls eine Füllstandsmessung im Verzinnungsbecken zur Ansteuerung der Lotzufuhr sowie gegebenenfalls auch eine Schutzgasführung zur Verringerung der Lotkrätzebildung auf der Oberfläche des Lotes. In einzelnen Fällen können die Anlagen zur Verzinnung von Bauteilen auch eine Schmauchabsaugung aufweisen.Plants for the tinning of components include, for example, the following components: A solder supply, which may optionally be regulated, for example via a solder wire feed. Furthermore, a tinning tank, in which the processing components are tinned by dip soldering or wave soldering. Furthermore, systems for tinning components have squeegees which serve to strip the solder dross that generally forms on the surface of the solder bath. Furthermore, such systems are equipped with a Aushebeschräge for partial separation of Lotkrätze and Lot. Furthermore, a container for abgerakelte Lotkrätze and abgerakeltes solder is provided and optionally a level measurement in the tinning tank for controlling the Lotzufuhr and optionally also a protective gas guide to reduce Lotkrätzenbildung on the surface of the solder. In some cases, the systems for tinning components can also have a Schmauchabsaugung.

Derartige Anlagen zur Verzinnung von Bauteilen weisen das Charakteristikum auf, dass üblicherweise die Bewegung des Rakels zum Abstreifen der Lotkrätze in Richtung der X-Achse bezüglich der Start- und Endposition sowie die Verfahrgeschwindigkeit variabel ist. Das Rakel kann drehbar aufgehängt sein, sodass sich die Eintauchtiefe in Abhängigkeit der Verfahrgeschwindigkeit in geringen Grenzen variieren lässt. Auch können mittels dieser Drehbewegung Aushebeschrägen für Lotkrätze abgefahren werden, sodass eine Trennung von Lotkrätze und Lot herbeigeführt werden kann. Durch Veränderung der Rakelgeometrie beziehungsweise der Rakelführung kann die Eintauchtiefe mechanisch eingestellt werden und die Menge des abgetragenen Lotes lässt sich somit variieren.Such systems for tinning components have the characteristic that usually the movement of the doctor blade for stripping the Lotkrätze in the direction of the X-axis with respect to the start and end position and the travel speed is variable. The squeegee can be suspended in a rotating manner, so that the depth of immersion can be varied within narrow limits as a function of the travel speed. Also can be traversed by means of this rotational movement Aushebeschrägen for Lotkrätze, so that a separation of Lotkrätze and Lot can be brought about. By changing the doctor blade geometry or the blade guide, the immersion depth can be adjusted mechanically and the amount of ablated solder can thus be varied.

Durch das Verhältnis von zugeführtem Lot zu abgerakeltem Lot (einschließlich der Lotkrätze), können Verunreinigungen des Lotbades – zum Beispiel hervorgerufen durch Oxidationsprodukte von Flussmittel, Lackresten oder abgelöster Bestandteile des zu verzinnenden Bauteiles – beherrscht werden. Ein Gleichgewichtszustand im Lotbad stellt sich dann ein, wenn die Summe der während eines Verzinnungsprozesses zugeführten Verschmutzungen gleich der Summe der mit dem ausgetragenen Lot beziehungsweise der ausgetragenen Lotkrätze abgeschiedenen Verschmutzungen ist. The ratio of supplied solder to abgerakeltem solder (including the Lotkrätze), impurities of the solder bath - for example, caused by oxidation products of flux, paint residues or detached components of the component to be tinned - can be controlled. An equilibrium state in the solder bath is established when the sum of the contaminants supplied during a tin-plating process equals the sum of the charges discharged with the solder or the discharged Lotkrätzen deposited contaminants.

Es hat sich herausgestellt, dass insbesondere bleifreie Lote aggressiv gegen Kupfer sind. Bleifreie Lote haben die Tendenz, Kupfer von den zu verzinnenden Bauteilen abzulösen. Bei Überschreiten einer kritischen, temperaturabhängigen Kupferkonzentration bilden sich Zinn-, Kupfermischkristalle, die sich im Lot und an den zu verzinnenden Bauteilen absetzen und die es erforderlich machen können, das Lot komplett auszutauschen. Für die Stabilität automatisierter Verzinnungsprozesse ist es daher erforderlich, die Kupferkonzentration im Lot möglichst konstant und unterhalb der kritischen Konzentration einzustellen. Dieses Lotbadmanagement ist mit konventionellen Rakeln nicht oder nur mit sehr großem Aufwand möglich. It has been found that lead-free solders in particular are aggressive towards copper. Lead-free solders have the tendency to detach copper from the components to be tinned. When a critical, temperature-dependent copper concentration is exceeded, tin and copper mixed crystals form, which settle in the solder and on the components to be tinned and which may make it necessary to completely exchange the solder. For the stability of automated tinning processes, it is therefore necessary to set the copper concentration in the solder as constant as possible and below the critical concentration. This Lotbadmanagement is not possible with conventional squeegees or only with great effort.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Erfindungsgemäß wird eine geregelte Lotzufuhr vorgeschlagen, die beispielsweise über eine Dosiervorrichtung für Lotpellets oder einen geregelten Lotdrahtvorschub dargestellt ist. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung umfasst ein Verzinnungsbecken, in dem die zu verarbeitenden Bauteile durch Tauchlöten oder Schwalllöten verzinnt werden. According to the invention, a controlled solder supply is proposed, which is shown for example via a metering device for solder pellets or a controlled solder wire feed. The inventively proposed device comprises a tinning tank, in which the components to be processed are tinned by dip soldering or wave soldering.

Das Rakel zur Entfernung der Verunreinigung, beziehungsweise der Lotkrätze, von der Oberseite des Lotbades weist eine positionsabhängig regelbare Eintauchtiefe auf und ermöglicht eine positionsabhängige, regelbare Vorschubgeschwindigkeit durch eine synchronisierte Rakelbewegung in X- und Z-Richtung, wodurch die Menge des ausgetragenen Lotes beziehungsweise der ausgetragenen Lotkrätze aus dem Verzinnungsbecken variiert werden kann. Der Antrieb des hinsichtlich seiner Eintauchtiefe regelbaren Rakels in X- und Z-Richtung kann beispielsweise durch Servomotoren erfolgen. The squeegee for removing the contamination, or the Lotkrätze, from the top of the solder bath has a position-dependent controllable immersion depth and allows a position-dependent, controllable feed rate by a synchronized squeegee movement in the X and Z directions, whereby the amount of discharged solder or the discharged Lotkrätze from the tinning tank can be varied. The drive in terms of its immersion depth adjustable blade in the X and Z directions can be done for example by servo motors.

Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung umfasst ferner eine Aushebeschräge für Lotkrätze, wobei diese mit variablem Spaltmaß zwischen der Rakelunterkante und der Aushebeschräge durch synchronisierte Rakelbewegung in X- und Z-Richtung ausgestattet ist. Dadurch kann die Menge des auszutragenden Lotes im Verhältnis zur Lotkrätze variiert werden.The proposed device according to the invention further comprises a Auskrzungsschräge for Lotkrätze, which is equipped with variable gap between the doctor blade lower edge and the Aushebeschräge by synchronized blade movement in the X and Z directions. As a result, the amount of solder to be discharged in relation to the Lotkrätze be varied.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung umfasst die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung einen Behälter für ausgehobene Lotkrätze und abgerakeltes Lot, der mit einem beheizbaren Schacht zur Minimierung des Lot- und Lotkrätzevolumens ausgestattet ist. Am Verzinnungsbecken kann ein temperaturgesteuert ausgebildeter Ablasshahn vorgesehen sein, der zum kompletten Austausch des Lotes des Lotbades dient. Über eine dem Verzinnungsbecken zugeordnete Füllstandsmessung kann die Ansteuerung der Lotzufuhr, so zum Beispiel die Zufuhr neuer Lotpellets, gesteuert und gegebenenfalls ausgelöst werden. Des Weiteren kann über eine Schutzgasführung die Lotkrätzebildung verringert werden. Gegebenenfalls kann oberhalb des Verzinnungsbeckens eine Schmauchabsaugung vorgesehen werden, mit der beispielsweise verdampftes Flussmittel aus dem Arbeitsraum abgesaugt wird.In an advantageous embodiment, the inventively proposed device comprises a container for excavated Lotkrätze and abgerakeltes Lot, which is equipped with a heatable shaft to minimize the Lot- and Lotkrätzevolumens. At the tinning tank a temperature-controlled drain cock can be provided, which serves for the complete replacement of the solder of the solder bath. Via a filling level measurement assigned to the tinning basin, the activation of the solder supply, for example the supply of new solder pellets, can be controlled and optionally triggered. Furthermore, via a protective gas guide, the formation of solder dross can be reduced. Optionally, a Schmauchabsaugung be provided above the tinning tank, is sucked with the example evaporated flux from the working space.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings

Anhand der einzigen Figur wird die Zeichnung nachfolgend eingehender beschrieben. With reference to the single figure, the drawing will be described in more detail below.

1 zeigt eine schematische Darstellung der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung. 1 shows a schematic representation of the proposed device according to the invention.

Ausführungsvariantenvariants

Der Darstellung gemäß 1 ist eine Vorrichtung zur Entfernung von Verunreinigungen und/oder Lot aus einem Lotbad zur Herstellung elektrischer Kontaktierungen zu entnehmen. The representation according to 1 a device for removing impurities and / or solder from a solder bath for the production of electrical contacts can be seen.

1 zeigt, dass die Vorrichtung zur Entfernung von Verunreinigungen und/oder Lot aus einem Lotbad 20 ein Verzinnungsbecken 10 umfasst. Innerhalb des Verzinnungsbeckens 10, welches durch mindestens eine Wand 12 und einen Boden 14 begrenzt ist, ist ein Lotbad 20 aufgenommen. Das Verzinnungsbecken 10 weist eine Aushebeschräge 16 auf, die in einem Neigungswinkel von beispielsweise 30° oder mehr am oberen Ende einer der das Verzinnungsbecken 10 begrenzenden Wände 12 aufgenommen ist. Des Weiteren umfasst das Verzinnungsbecken 10 ein Ablassventil 18, welches insbesondere im Bereich des Bodens 14 des Verzinnungsbeckens 10 angeordnet ist. Insbesondere handelt es sich bei dem Ablassventil 18 um ein temperaturgesteuertes Ablassventil, um das Lotbad 20 auszutauschen, d.h. den im Verzinnungsbecken 10 bevorrateten, geschmolzenen Lotvorrat abzulassen und durch ein neues Lotbad 20 zu ersetzen. Dazu und gegebenenfalls zum Nachfüllen verbrauchten Lotes (am Bauteil ausgetragenes Lot sowie mit einem Rakel 30 ausgetragenes Lot und Lotkrätze) umfasst das Verzinnungsbecken 12 einen Loteintrag 26. Dabei kann es sich um eine Dosiervorrichtung handeln, mit welcher einzelne Lotpellets in das Verzinnungsbecken 10 eingebracht werden oder um einen geregelten Lotdrahtvorschub. 1 shows that the apparatus for removing impurities and / or solder from a solder bath 20 a tinning tank 10 includes. Inside the tinning basin 10 passing through at least one wall 12 and a floor 14 is limited, is a solder bath 20 added. The tinning tank 10 has a Aushebeschräge 16 on, at an angle of inclination of, for example, 30 ° or more at the top of one of the tinning tanks 10 bounding walls 12 is included. Furthermore, the tinning basin includes 10 a drain valve 18 , which in particular in the area of the soil 14 of the tinning tank 10 is arranged. In particular, it is at the drain valve 18 around a temperature-controlled drain valve to the solder bath 20 exchange, ie in the tinning tank 10 stockpiled to drain molten solder stock and through a new solder bath 20 to replace. For this and, if necessary, for refilling spent solder (on the component discharged solder and with a squeegee 30 discharged solder and Lotkrätze) includes the tinning tank 12 a lot entry 26 , It may be a metering device with which individual Lotpellets in the tinning tank 10 be introduced or to a controlled Lotdrahtvorschub.

Der Darstellung gemäß 1 ist des Weiteren zu entnehmen, dass das Lotbad 20, das in dem Verzinnungsbecken 10 aufgenommen ist, ein mit Bezugszeichen 22 bezeichneten Pegel aufweist. Mittels einer Vorrichtung zur Füllstandsmessung 24 wird der Stand des Pegels 22 des Lotbades 20 kontinuierlich oder intermittierend überwacht.The representation according to 1 it can also be seen that the solder bath 20 that in the tinning tank 10 is included, a with reference numerals 22 having designated level. By means of a device for level measurement 24 becomes the level of the level 22 the lot bath 20 monitored continuously or intermittently.

Aus 1 geht hervor, dass ein Bauteil 40 mit einer hier bildlich dargestellten Eintauchtiefe in das Lotbad 20 eingetaucht ist. Insbesondere bei bleifreien Loten ist das Lotbad 20 aggressiv gegen Kupfer, sodass Kupfer von dem zu verzinnenden Bauteil 40 gemäß der Darstellung in 1 abgelöst wird. Dies führt dazu, dass bei Überschreiten einer kritischen, temperaturabhängigen Kupferkonzentration im Lotbad 20 sich Zinn-Kupfer-Mischkristalle bilden, die sich im Lot und an dem zu verzinnenden Bauteil 40 absetzen. Diese Zinn-Kupfer-Mischkristalle machen es erforderlich, das Lotbad 20 komplett zu tauschen, was beispielsweise über das temperaturgesteuerte Ablassventil 18 im Boden 14 des Verzinnungsbeckens 10 erfolgen kann. Für die Stabilität automatisierter Verzinnungsprozesse ist es erforderlich, die Kupferkonzentration im Lotbad 20 unterhalb einer kritischen Konzentration einzustellen. Out 1 shows that a component 40 with a shown immersion depth in the solder bath 20 is immersed. Especially with lead-free solders is the solder bath 20 aggressive to copper, so that copper from the component to be tinned 40 as shown in 1 is replaced. As a result, when a critical, temperature-dependent copper concentration in the solder bath is exceeded 20 Tin-copper mixed crystals form in the solder and on the component to be tinned 40 drop. These tin-copper mixed crystals make it necessary to use the solder bath 20 completely, for example via the temperature-controlled drain valve 18 in the ground 14 of the tinning tank 10 can be done. For the stability of automated tinning processes, it is necessary to increase the copper concentration in the solder bath 20 below a critical concentration.

Erfindungsgemäß erfolgt dies durch eine gesteuerte und synchronisiert ausgebildete Bewegung eines nicht drehbar angeordneten Rakels 30. 1 zeigt, dass dieses Rakel 30 in einer ersten Rakelposition 36 mit seiner Rakelunterkante 48 in das Lotbad 20 eingetaucht ist. Das nicht drehbar gelagerte Rakel 30 wird mit einem ersten, beispielsweise servomotorisch ausgebildeten, Antrieb 62 entsprechend eines Rakelvorschubs 32 in X-Richtung bewegt und mittels eines zweiten, beispielsweise ebenfalls als Servomotor ausgebildeten Antriebes 64 entsprechend einer bestimmten Rakeleintauchtiefe 34 in Z-Richtung, d.h. in vertikale Richtung, bewegt. Bevorzugt sind die beiden Antriebe 62, 64 miteinander synchronisiert. Durch den ersten Antrieb 62, der einen Rakelvorschub des Rakels 30 in X-Richtung 32 ermöglicht, kann eine positionsabhängige regelbare Vorschubgeschwindigkeit realisiert werden, während über den zweiten Antrieb 64, der ebenfalls bevorzugt als servomotorischer Antrieb ausgelegt ist, eine positionsabhängig regelbare Eintauchtiefe des Rakels 30 unter den Pegel 22 des Lotbads 20 im Verzinnungsbecken 10 realisiert werden kann. Damit besteht die Möglichkeit, durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung insbesondere durch eine synchronisierte Bewegung des Rakels 30 in X-Richtung 32 sowie senkrecht dazu in Z-Richtung 34 zur Regelung der Eintauchtiefe, eine ausgetragene Menge an Lot zu variieren. According to the invention, this is done by a controlled and synchronized trained movement of a non-rotatably arranged doctor blade 30 , 1 shows that this squeegee 30 in a first squeegee position 36 with his squeegee edge 48 in the solder bath 20 is immersed. The non-rotatably mounted doctor blade 30 is with a first, for example, servomotor-trained, drive 62 according to a squeegee feed 32 moved in the X direction and by means of a second, for example, also designed as a servomotor drive 64 according to a certain blade immersion depth 34 in the Z direction, ie in the vertical direction, moves. The two drives are preferred 62 . 64 synchronized with each other. By the first drive 62 , which is a squeegee advance of the squeegee 30 in X direction 32 allows a position-dependent controllable feed rate can be realized while on the second drive 64 , which is also preferably designed as a servo motor drive, a position-dependent adjustable immersion depth of the blade 30 below the levels 22 of the solder bath 20 in the tinning tank 10 can be realized. This makes it possible, by the proposed solution according to the invention in particular by a synchronized movement of the doctor blade 30 in X direction 32 as well as perpendicular to it in Z-direction 34 to control the immersion depth, to vary a discharged amount of solder.

Der Austrag von Lot, beziehungsweise von Lotkrätze oder anderer Verunreinigungen aus dem Lotbad 20, erfolgt über die Aushebeschräge 16, wobei sich ein Ende 17 der Aushebeschräge 16 unterhalb der Eintauchtiefe 34 des Rakels 30 in das Lotbad 20 befindet. Ausgehend von der ersten Rakelposition 36 des Rakels 30, wird das Rakel 30 beispielsweise in eine zweite Rakelposition 38 bewegt. Dies erfolgt durch einen Vorschub des Rakels in X-Richtung 32, d.h. im Wesentlichen in horizontale Richtung. Danach erfolgt ein Verfahren des Rakels 30 in Z-Richtung 34. The discharge of solder, or Lotkrätze or other impurities from the solder bath 20 , takes place via the drafting amount 16 , being an end 17 the drafting amount 16 below the immersion depth 34 the squeegee 30 in the solder bath 20 located. Starting from the first squeegee position 36 the squeegee 30 , the squeegee will 30 for example, in a second squeegee position 38 emotional. This is done by advancing the squeegee in the X direction 32 ie essentially in the horizontal direction. Thereafter, a method of the doctor blade 30 in the Z direction 34 ,

Aus der Darstellung gemäß 1 geht des Weiteren hervor, dass in einer dritten Rakelposition 42 eine Rakelunterkante 48 gerade über die obere Seite der Aushebeschräge 16 verfahren wird. Durch eine synchronisierte Ansteuerung der beiden Antriebe 62, 64 des Rakels 30, sowohl in X-Richtung 32 entsprechend der Vorschubrichtung, als auch in Z-Richtung 34 entsprechend der Eintauchtiefe 34, erfolgt nunmehr eine Bewegung des Rakels 30 und damit der Rakelunterkante 48 unter Realisierung eines variablen Rakelspaltmaßes 50 zwischen der Rakelunterkante 48 und der Oberseite der Aushebeschräge 16. Dadurch kann die Menge des aus dem Lotbad 20 ausgetragenen Lotes im Verhältnis zur Lotkrätze variiert werden. Nach Durchfahren der Aushebeschräge 16, vergleiche vierte Rakelposition 44 und fünfte Rakelposition 46, erfolgt ein Lotaustrag 58 in einen Schacht 52, der sich unterhalb eines Endes der Aushebeschräge 16 erstreckt. Das Lot, Lotkrätze und andere Verunreinigungen werden entsprechend der durch das Rakelspaltmaß 50 eingestellten geförderten Lotmenge beziehungsweise der Menge von Lotkrätze und Verunreinigungen, in den Schacht 52 ausgetragen. Bevorzugt ist der Schacht 52 durch einen Schachtboden 54 begrenzt, in dem sich eine beispielsweise durch eine elektrisch beheizbare Heizwendel 56 dargestellte Heizung befindet.From the illustration according to 1 further states that in a third squeegee position 42 a squeegee edge 48 just above the upper side of the Aushebeschräge 16 is moved. Through a synchronized control of the two drives 62 . 64 the squeegee 30 , both in the X direction 32 according to the feed direction, as well as in the Z direction 34 according to the immersion depth 34 , Now takes place a movement of the doctor blade 30 and thus the squeegee lower edge 48 under realization of a variable squeegee gap measure 50 between the squeegee edge 48 and the top of the Aushebeschräge 16 , This can reduce the amount of the solder bath 20 discharged solder in relation to the Lotkrätze be varied. After passing through the Aushebeschräge 16 , compare fourth squeegee position 44 and fifth squeegee position 46 , a Lotaustrag takes place 58 in a shaft 52 that is below one end of the elevation slope 16 extends. The solder, Lotkrätze and other impurities are according to the by the doctor blade gauge 50 adjusted amount of solder delivered or the amount of Lotkrätze and impurities in the shaft 52 discharged. The shaft is preferred 52 through a shaft floor 54 limited, in which, for example, by an electrically heated heating coil 56 shown heater is located.

Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagenen synchronisierten Rakelbewegungen in X-Richtung 32 und in Z-Richtung 34 – senkrecht zur X-Richtung 32 – wird durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Erfindung ermöglicht, anstelle eines gesamten Lotbadaustausches, was über das temperaturgesteuerte Ablassventil 18 erfolgen könnte, lediglich die sich an der Oberseite angesammelten Verunreinigungen, beziehungsweise die Lotkrätze und entsprechend je nach Eintauchtiefe 34 und des Spaltmaßes 50 eine Menge aus dem Lotbad 20 zu entfernen. Die Entfernung von Lot beziehungsweise Lotkrätze oder anderen Verunreinigungen führt dazu, dass der Pegelstand 22 des Lotbades 20 sinkt. Diesem Sinken des Pegels 22 des Lotbades 20 kann durch eine Ansteuerung des Loteintrages 26 entgegengewirkt werden, sodass kontinuierlich oder intermittierend ein Loteintrag 26 in Gestalt von Lotpellets beziehungsweise Lotdraht erfolgt, wodurch die Kupferkonzentration im Lotbad 20 konstant auf einer bestimmten Kupferkonzentration gehalten werden kann. Dadurch kann insbesondere der Zunahme von Zinn-Kupfer-Mischkristallen entgegengewirkt werden, die sich im Lotbad 20 und an den zu verzinnenden Bauteilen 40 absetzen. Je nachdem, wieviele Bauteile 40 im Lotbad 20 gleichzeitig behandelt werden, was bei Großserienfertigungen und automatisierten Prozessen die Regel ist, kann ein kompletter Austausch des Lotbades 20 vermieden werden, in dem lediglich die Verunreinigungen, Lot und Lotkrätze durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene Verfahren über die synchronisierte Rakelbewegung des Rakels 30 aus dem Lotbad 20 über die Aushebeschräge 16 entfernt wird und Lot durch Zugabe von Lotpellets, beziehungsweise durch einen gesteuerten Lotdrahtvorschub aus dem Loteintrag 26 wieder ergänzt wird. Insgesamt gesehen kann die Kupferkonzentration im Lotbad 20 so konstant gehalten werden.By the inventively proposed synchronized blade movements in the X direction 32 and in the Z direction 34 - perpendicular to the X direction 32 - Is made possible by the inventions proposed invention, instead of an entire Lotbadaustauschches, what about the temperature-controlled discharge valve 18 could take place, only the accumulated at the top impurities, or the Lotkrätze and according to the immersion depth 34 and the gap dimension 50 a lot from the solder bath 20 to remove. The removal of solder or Lotkrätze or other impurities causes the level 22 the lot bath 20 sinks. This sinking of the level 22 the lot bath 20 can by controlling the Loteintrages 26 be counteracted so that continuously or intermittently a Loteintrag 26 takes place in the form of solder pellets or solder wire, whereby the copper concentration in the solder bath 20 can be kept constant at a certain copper concentration. This can be counteracted in particular the increase of tin-copper mixed crystals in the solder bath 20 and on the components to be tinned 40 drop. Depending on how many components 40 in the solder bath 20 can be treated simultaneously, which is the rule in mass production and automated processes, can be a complete replacement of the solder bath 20 be avoided, in which only the impurities, solder and Lotkrätze by the inventively proposed method on the synchronized blade movement of the doctor 30 from the solder bath 20 about the drafting amount 16 is removed and solder by adding Lotpellets, or by a controlled Lotdrahtvorschub from the Loteintrag 26 is supplemented again. Overall, the copper concentration in the solder bath 20 be kept constant.

Je nach eingestelltem Rakelspaltmaß 50 zwischen Rakelunterkante 48 und der Oberseite der geneigt angeordneten Aushebeschräge 16, besteht die Möglichkeit, durch die synchronisiert ablaufende Rakelbewegung in X-Richtung 32 und in Z-Richtung 34 auch die Menge des aus dem Lotbad 20 ausgetragenen Lotes im Verhältnis zur Lotkrätze beziehungsweise von Verunreinigungen zu variieren. Es können demnach nicht nur Verunreinigungen, oder Lotkrätze über die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung aus dem Lotbad 20 entfernt werden, sondern es besteht auch die Möglichkeit, geschmolzenes Lot aus dem Verzinnungsbecken 10 zu entfernen. Durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung kann durch das in Z-Richtung 34, d.h. in Eintauchrichtung steuerbare Rakel 30 Cu auch aus dem Lotbad 20 abgeschöpft werden, wenn mit der Abnahme der Lotkrätze allein nicht genügend Cu abgeschöpft werden kann. In diesem Fall besteht durch die erfindungsgemäß vorgeschlagene Lösung auch die Möglichkeit, auch in funktionsfähigem Lot gelöstes Kupfer zu entfernen d.h. schmelzflüssiges Lot auszutragen, um den Cu-Gehalt des Lotbades 20 zu beeinflussen.Depending on the set squeegee gap 50 between squeegee edge 48 and the top of the inclined arranged Aushebeschräge 16 , there is the possibility of synchronized running squeegee movement in the X direction 32 and in the Z direction 34 also the amount of the solder bath 20 discharged solder in relation to Lotkrätze or impurities to vary. It can therefore not only impurities or Lotkrätze on the inventively proposed solution from the solder bath 20 but there is also the possibility of molten solder from the tinning tank 10 to remove. By inventively proposed solution can by Z in the direction 34 , ie in the immersion direction controllable doctor blade 30 Cu also from the solder bath 20 be skimmed off, if not enough Cu can be skimmed off with the decrease of the Lotkrätze alone. In this case, the solution proposed by the invention also makes it possible to remove copper dissolved in functional solder, ie to discharge molten solder in order to control the Cu content of the solder bath 20 to influence.

Bevorzugt werden die Bauteile 40, von denen in der schematischen Darstellung gemäß 1 lediglich eines dargestellt ist, im Lotbad 20 durch Tauchlöten oder durch Schwalllöten verzinnt. Die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vorrichtung wird bevorzugt im Parallelbetrieb eingesetzt, d.h. im in 1 dargestellten Verzinnungsbecken 10 befindet sich eine Vielzahl von zu verzinnenden Bauteilen 40, die mehr oder weniger tief in das Lotbad 20 eingetaucht sind. Dies bedeutet, dass je nach Eintauchtiefe der zu verzinnenden Bauteile 40 mehr oder weniger Kupfer durch bleifreie Lote von den Bauteilen 40 abgelöst wird, wodurch die oben genannte Problematik des Konstanthaltens der Kupferkonzentration innerhalb des Lotbades 20 deutlich wird.The components are preferred 40 , of which in the schematic representation according to 1 only one is shown, in the solder bath 20 tinned by dip soldering or by wave soldering. The inventively proposed device is preferably used in parallel operation, ie in 1 illustrated tinning tank 10 There is a large number of components to be tinned 40 that are more or less deep in the solder bath 20 are immersed. This means that depending on the immersion depth of the components to be tinned 40 more or less copper through lead-free solders from the components 40 which removes the above problem of keeping the copper concentration within the solder bath constant 20 becomes clear.

Die Bildung von Lotkrätze an der Oberseite des Lotbades 20 kann durch weitere Maßnahmen wie beispielsweise eine Schutzgasführung vermieden werden. Des Weiteren wird an der erfindungsgemäß vorgeschlagenen Vorrichtung zur Entfernung von Verunreinigungen und/oder Lot aus dem Lotbad 20 Schmauchabsaugungen eingesetzt, um die Beeinträchtigungen für die Umwelt so gering wie möglich zu halten.The formation of Lotkrätze at the top of the Lotbades 20 can be avoided by further measures such as a protective gas guide. Furthermore, the device proposed according to the invention for removing impurities and / or solder from the solder bath 20 Smoke extraction systems are used to minimize the impact on the environment.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

WO 01/62433 A1 [0001]
US 6474537 B1 [0002]
WO 2007/01097 A1 [0003]
DE 102010038452 [0004]

Claims

Apparatus for removing impurities and / or solder from a solder bath ( 20 ) with a tinning tank ( 10 ) in which the solder bath ( 20 ), with a lot entry ( 26 ) and a squeegee ( 30 ) for removing solder or solder dross, characterized in that the doctor blade ( 30 ) in the tinning tank ( 10 ) in X direction ( 32 ) and in the Z direction ( 34 ) is driven synchronized.

Device according to claim 1, characterized in that the doctor blade ( 30 ) a first drive ( 62 ) for changing a feed in the X direction ( 32 ) through the solder bath ( 20 ) and a second drive ( 64 ) for changing an immersion depth ( 34 ) in the solder bath ( 20 ) having.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the immersion depth ( 34 ) of the doctor blade ( 30 ) in the solder bath ( 20 ) depending on the position in the X direction ( 32 ) is variable.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that a feed speed of the doctor blade ( 30 ) in X direction ( 32 ) is variable depending on the position.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the movements of the doctor blade ( 30 ) in X direction ( 32 ) and in the Z direction ( 34 ) are synchronized.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that below a Aushebeschräge ( 16 ) a shaft ( 52 ) is arranged, which is heated.

Device according to the preceding claim, characterized in that at least one shaft bottom ( 54 ) of the shaft ( 52 ) with a heating device ( 56 ), in particular a heating coil is provided.

Device according to one of the preceding claims, characterized in that the tinning tank ( 10 ) a drain valve ( 18 ) includes that in particular opens or closes temperature controlled.

Process for removing impurities and / or solder from a solder bath ( 20 ) with the following process steps: a) position-dependent movement of a doctor blade ( 30 ) in the solder bath ( 20 ) in X direction ( 32 ) with variable feed rate and / or in Z-direction ( 34 ), b) synchronized movement of the squeegee ( 30 ) in X direction ( 32 ) and / or Y-direction ( 34 ) during process step a), c) generation of a variable gap size ( 50 ) between a doctor blade ( 48 ) of the doctor blade ( 30 ) and the eligibility ( 16 ) according to method step b) by synchronized movement of the squeegee ( 30 ) in X direction ( 32 ) and in the Z direction ( 34 ).

Method according to the preceding claim, characterized in that impurities and / or solder and / or Lotkrätze in a heatable shaft ( 52 ), which is in line with the eligibility 16 ) assigned.

Method according to the preceding claim, characterized in that an entry of solder into the tinning tank ( 10 ) via a lot entry ( 26 ), and a Lotaustausch the Lotbades ( 20 ) via a temperature-controlled drain valve ( 18 ).