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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Verlöten von Baugruppen.
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Das Wellen- oder Schwalllöten ist eine Technik zum Verlöten von Baugruppen, die seit langem bekannt ist und trotzdem eine stetige Fortentwicklung erfährt. Grundsätzlich wird hierbei eine Platine beziehungsweise Baugruppen mit der Seite, an der die Anschlussleiter aus Löchern in der Platine vorstehen, über eine Welle aus flüssigem Lot geführt, wobei das Lot, unterstützt von einem Flussmittel, die Kontakte und die um die Kontaktlöcher herumliegenden Leiter benetzt und miteinander kontaktiert.
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Das Wellen- oder Schwalllöten ist in dem Buch Weichlöten in der Elektronik, zweite Auflage R.J.Wassink, Eugen G.Leuze Verlag auf den Seiten 502 bis 528 beschrieben.
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Eine derartige Lötvorrichtung ist in der
EP 0 315 000 B1 beschrieben. Darin ist eine Lötvorrichtung offenbart, die einen eine Lotkammer umschließenden mittleren Lottunnel zwischen einem Eintrittstunnel und einem Austrittstunnel besitzt, sowie eine Fördervorrichtung für den Transport der mit den Lötverbindungen zu versehenden Werkstücke durch den Eintrittstunnel, den Lottunnel und den Austrittstunnel. Die Förderstrecke innerhalb der Lotkammer steigt in Förderrichtung an. Ferner ist eine in die Lotkammer mündende Leitung für ein Schutzgas, vorzugsweise Stickstoff vorhanden, sowie eine Wanne für ein Lötmittel-Schmelzbad, die unterhalb der Förderstrecke im Bereich der Lotkammer angeordnet ist und mit einer Heizeinrichtung sowie wenigstens einer Umwälzpumpe versehen ist. Zudem ist mindestens eine Lotdüse innerhalb der Lotkammer vorhanden, die eine aufwärts gerichtete Düsenöffnung zur Erzeugung eines mit den über die Düsenöffnung hinweg bewegten Werkstücken in Kontakt tretenden Schwalls aus dem umgewälzten Lötmittel aufweist.
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Aus der
DE 10 2007 053 857 A1 geht eine weitere Wellenlötvorrichtung hervor. Beim Wellenlöten werden elektronische Baugruppen, wie z.B. Leiterplatten, mit elektronischen Bauteilen bestückt über eine Lotwelle gefahren. Die Lotwelle wird dadurch erzeugt, dass in einem Lotbad bereitstehendes flüssiges Lot durch eine spaltförmige Düse gepumpt wird.
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In der
DE 101 32 029 A1 ist eine Lotdüse zum Wellenlöten von Baugruppen beschrieben. Diese Lotdüse weist quer zur Förderrichtung der Baugruppen angeordnete Reihen von Lotaustrittsöffnungen auf, die in Förderrichtung von Reihe zu Reihe zueinander versetzt liegen. Bei dieser bekannten Lotdüse sind mindestens zwei Reihen von jeweils als Schlitze ausgebildeten Lotaustrittsöffnungen vorgesehen. In jeder Reihe sind die Schlitze parallel zueinander in Schräglage zur Förderrichtung angeordnet. Die Schräglage zweier benachbarter Reihen von Lotaustrittsöffnungen ist in Bezug auf die Förderrichtung umgekehrt.
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Aus der
DE 20 116 522 U1 ist eine Vorrichtung zum Verlöten von Baugruppen als Wellenlötanlage bekannt, wobei hier ausgeführt wird, dass in Folge der relativ hohen Temperaturen, die bei derartigen Vorrichtungen wegen des verwendeten schmelzflüssigen Lots herrschen, häufig temperaturbedingte Veränderungen der Relativlage von Transportsystem und Lotdüsenanordnung entstehen, sodass es entweder zu unvollständigen oder sogar unterbliebenen Verlötungen kommt oder die Baugruppen zu dicht an dem schmelzflüssigen Lot vorbeigeführt werden, das im allgemein eine Temperatur von 250 bis 350° C hat.
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Beim Betrieb bekannter Vorrichtungen könnten Fehllötungen, nachdem sie bemerkt werden, dadurch korrigiert werden, dass mit einer Stellschraube die Lotdüse nachjustiert wird. Diese Nachjustage führt aber zu Unterbrechungen im Betriebsablauf.
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Ein weiteres Problem im Stand der Technik ist ein Übergang zu einer anderen Lottemperatur und zudem das Auswechseln einer Düse in der Düsenanordnung.
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Da die Düsen an bestimmte Gestaltungen der Baugruppen angepasst sind, muss das Lötverfahren unterbrochen werden, wenn die Lotdüsenanordnung gewechselt wird.
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In der
DE 20 116 522 U1 wird die Einstellung des Abstandes zwischen dem Transportsystem und der Lotdüsenanordnung dadurch fortentwickelt, dass die Lotdüsenanordnung auf diese in Richtung auf das Transportsystem drückenden Federn gelagert ist und am Transportsystem verstellbare Höhenbegrenzer angeordnet sind, gegen die mit der Lotdüsenanordnung in Verbindung stehende Anschläge unter der Wirkung der Federn anschlagen.
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Aufgrund dieser Gestaltung der den Abstand zwischen Lotdüsenanordnung und Transportsystem bestimmenden Bauteile erreicht man aufgrund der Wirkung der Feder ein ständiges automatisches Nachjustieren der Lage der Lotdüsenanordnung in Bezug auf das Transportsystem, weil nämlich die Lotdüsenanordnung ständig an die verstellbaren Höhenbegrenzer gedrückt wird und somit zwangsläufig ihre durch die Höhenbegrenzer definierte Lage beibehält. Insbesondere bei Betriebsbeginn eine Anlage verändert sich die Position des Transportsystems aufgrund der Erwärmung und damit einhergehender Dehnungen.
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Die
JP 2007-038257 A offenbart eine Vorrichtung zum Wellenlöten, in der eine Schraubenpumpe, bei der die Schraube über eine Welle angetrieben wird, das Lot ansaugt und über eine Düse wieder abgibt. Durch den erzeugten Überdruck entsteht eine Lötwelle. Um die Schlackbildung zu unterdrücken, die durch die Rotationsbewegung der Wellenstange der Schraubenpumpe entstehen kann, ist ein Schwimmkörper, welcher auf dem Wellenbad schwimmt, um die Wellenstange angeordnet.
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Die
JP S59-101273 A offenbart ein Verfahren zum Löten von einzelnen ICs auf Leiterplatten. Zwei parallele Lötdüsen tragen dabei das Lot an die Pins und die Leiterplatten auf. Das überschüssige Lot tropft daraufhin in den Löttank ab.
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Die
DE 20 2008 005 868 U1 betrifft eine Vorrichtung zum Löten von Werkstücken, die derart ausgeprägt ist, dass eine Lötspitze, durch die ein Rohr führt, durch welche das Lot fließen kann. Die Lötspitze ist derart ausgebildet, dass sie mindestens in eine Richtung schwenken kann.
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Die
JP 2002-118356 A beschreibt eine Vorrichtung zum Messen des Füllstandes vom Lot in einem Lötbad. Ein Schwimmkörper und eine daran befestigte Stange schwimmen auf dem Lötbad. Fällt der Füllstand des Bades unter einen Schwellenwert ab, registriert dies ein Sensor über die ebenfalls abgesenkte Stange und gibt ein Signal daraufhin aus.
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Die
JP H11-354915 A zeigt eine Vorrichtung zum Wellenlöten, wobei eine Stange in der Lötwelle angeordnet ist, um durch Wellenbewegung diese Lötwelle zu verbreitern.
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Die
CN 201 304 533 Y offenbart ein Verfahren zum Wellenlöten, indem eine Teleskopdüse direkt nach dem Löten in das Lötbad zurückgeführt werden kann, sodass die Spitze nicht verstopft.
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Die
EP 0 106 958 A1 betrifft eine elektromagnetische Pumpe für elektrisch leitende Flüssigkeiten, wobei die Pumpe einen Ringkanal umfasst, durch den die Flüssigkeit strömt. Außen um den Ringkanal sind Spulen gewickelt, wobei die Spulen aus einem ohne Unterbrechung und wendelförmig um den Ringkanal gewundenen elektrischen Leiter ausgebildet ist.
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Aus der
EP 1 308 232 A1 geht eine Vorrichtung zum Löten einer gedruckten Leiterplatte mit darauf montierten elektronischen Bauteilen hervor. Die Vorrichtung umfasst einen Lötbehälter mit Lötmittel, eine Düse an der das Lötmittel austritt und eine Pumpe zum Pumpen des Lötmittels. An der Düse sind ein oder mehrere Kerne und Spulen angeordnet, um ein Magnetfeld zu erzeugen, das aus dem Lötmittel eine Lötwelle erzeugt.
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Das Dokument „Streckfuss Systems GMBH: Titanium-Bleifreies Wellenlöten ohne Korrosion, 06-2005, Firmenschrift“ zeigt eine Wellenlötanlage bei der ein Löttiegel sowie Düsen aus Reintitan gefertigt sind.
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In der
EP 1 850 646 B1 wird ein Wellenlötbad zum Löten von Leiterplatten beschrieben, wobei das Wellenlötbad ein Badgehäuse mit geschmolzenem Lötmetall umfasst. In dem Badgehäuse ist zumindest eine zweite Strahldüse zum Abgeben des Lötmetalls angeordnet. Weiterhin weist das Wellenlötbad eine Spiralpumpe auf, die das Lötmetall zu der zumindest einen Strahldüse führt.
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Die
JP 4 406 103 B2 weist eine Lötvorrichtung zum Löten von Leiterplatten auf. Die Lötvorrichtung umfasst mehrere Lotdüsen, die in einem Lottank angeordnet sind. Die Lotdüsen sind gegenüber einer vertikalen Achse kippbar und in vertikaler Richtung bewegbar ausgebildet.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Löten von Baugruppen zu schaffen, welches einfacher aufgebaut und flexibler ist und zuverlässig Verlötungen erlaubt.
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Die Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruch 1 gelöst.
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Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon anhängigen Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Es ist eine weitere Aufgabe, eine Vorrichtung zum Weichlöten von Baugruppen zu schaffen, mit der das Verfahren durchgeführt werden kann, welche bei einem einfachen Aufbau eine zuverlässige Verlötung erlaubt.
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Die Aufgabe wird mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den hiervon abhängige Unteransprüchen gekennzeichnet.
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Erfindungsgemäß ist in einer an sich bekannten Wellen- beziehungsweise Schwalllötanlage, wobei Baugruppen durch einen Lottunnel geführt werden und eine zu verlötende Seite mit einer Lotwelle beziehungsweise einem Lotschwall aus flüssigem Lotgut in Kontakt gebracht wird, zumindest ein Lottiegel vorgesehen. In dem zumindest einen Lottiegel befindet sich das flüssige Lotgut und es ist zumindest eine Lotdüse in dem zumindest einen Lottiegel vorhanden. Der Lotschwall beziehungsweise die Lotwelle tritt zum Lottunnel hin aus der Lotdüse aus. Die zumindest eine Lotdüse ist so ausgebildet, dass sie im flüssigen Lot schwimmt. Schwimmen bedeutet hierbei, dass die Lotdüse gegenüber dem Lot eine Auftriebskraft besitzt, die die Lotdüse zumindest mit einem oberen Abschnitt aus dem Lotbad im Lottiegel hinaus stehen lässt.
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Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Lottunnel und/oder eine Transporteinrichtung, welche die Baugruppen innerhalb des Lottunnels führt, Anschläge aufweisen, an denen die Lotdüse anschlägt.
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Der Lottiegel mit dem Lotbad sowie die Lotdüse sind zu einer Einheit zum Verlöten von zu verlötenden Baugruppen ausgebildet, wobei in der Lötanlage, speziell am Transportsystem, Anschläge vorhanden sind und die Auftriebskraft der Lotdüse die Lotdüse mit eben einem Teil dieser Auftriebskraft gegen diese Anschläge drückt. Hierdurch ist sichergestellt, dass bei kleineren Badspiegelschwankungen einerseits aber auch bei temperaturbedingten Ausdehnungen andererseits die Lotdüse immer zuverlässig auf einer für das Verlöten optimalen Höhe befindlich ist.
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Im Lottiegel ist eine Pumpe für das Lot vorhanden, sodass an der oberen Austrittsfläche der Lotdüse in an sich bekannter Weise die Lotwelle beziehungsweise der Lotschwall entsteht.
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Vorzugsweise ist die Lotpumpe eine elektrodynamische Pumpe, das heißt, eine Pumpe, bei der mittels eines Magnetfeldes auf das Lot derart eingewirkt wird, dass das Lot eine gerichtete Bewegung zur Austrittsöffnung der Lotdüse, die Welle oder den Schwall erzeugend ausführt. Eine solche elektrodynamische Pumpe kann in die schwimmende Lotdüse integriert sein.
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Hierbei kann erfindungsgemäß ein Lottiegel auch mehrere, in Bewegungsrichtung der zu verlötenden Baugruppen insbesondere hintereinander angeordnete, Lotdüsen besitzen.
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Die Auftriebskräfte dieser Lotdüsen können hierbei unterschiedlich sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist eine Mehrzahl von Lottiegeln, gegebenenfalls mit einer Mehrzahl von Lotdüsen, in vorbeschriebener Weise vorhanden.
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Hierfür ist Voraussetzung, dass die Mehrzahl von Lottiegeln innerhalb einer Einhausung derart angeordnet ist, dass die Lottiegel von einer beim Wellenlöten üblichen Schutzgasatmosphäre umgeben sind.
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Hierzu ist die Einhausung vorzugsweise derart an der Lötanlage angeordnet, dass der Bereich in dem die Lottiegel aufgenommen sind, hermetisch von der Außenatmosphäre abgeschlossen ist.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sind die Lotdüsen im Lot zwar schwimmend gelagert, um jedoch ein Verdriften der Lotdüsen im Lottiegel zu verhindern, besitzen die Lotdüsen eine bezogen auf die Bewegungsrichtung der Baugruppen gesehen seitliche Führung. Hierdurch wird sichergestellt, dass sich die Lotdüse zwar in Auftriebsrichtung frei bewegen kann, insbesondere auf vorhandene Anschläge zu, jedoch in einer Querrichtung nicht verdriften oder treiben kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist diese Führung so angeordnet, insbesondere in einem unteren Bereich der Lotdüse oder in einem oberen Bereich der Lotdüse, dass über geeignete Eingriffsmittel wie Stangen, die an einen der Führung gegenüber liegendem Ende der Lotdüse ansetzen, die Lotdüse über eine durch die Führung gebildete Achse verkippt werden kann, sodass der Anstellwinkel der Lotdüse zu einer zu verlötenden Leiterplatte geändert werden kann.
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Anstelle von derartigen Eingriffsmitteln können die Lotdüsen auch über Gewichte oder Gewichtsveränderungen analog zu anderen schwimmenden Körpern auf einen bestimmten Anstellwinkel getrimmt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform werden die schwimmenden Lotdüsen über verstellbare Anschläge in ihrer Neigung verändert, wobei die Anschläge und die Lotdüsen in diesem Fall über geeignete mit einander korrespondierende Flächen verfügen.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform werden zwei Lottiegel verwendet, die über eine vertikale Führung an einer Wippe angeordnet sind, wobei die Wippe über eine Querachse verfügt, sodass die Lottiegel wippenartig wechselweise in eine Lötstellung und aus dieser Lötstellung heraus wippbar sind. Insbesondere wenn Geometrieänderungen an den Baugruppen eine Änderung der Düsengeometrie erfordern, kann mit einer solchen Wippe in einfacher Weise hierauf reagiert werden.
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Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen hierbei:
- 1: stark schematisiert eine erste Ausführungsform der Vorrichtung mit einer schwimmenden Lotdüse;
- 2: eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach 1 mit zwei schwimmenden Lotdüsen;
- 3: die Vorrichtung nach 1 mit einer seitlichen Führung der Lotdüse in einem unteren Bereich;
- 4: die Vorrichtung nach 3 mit einer Führung in einem oberen über einem Lotbadspiegel befindlichen Bereich;
- 5: eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung bei der der Lottiegel innerhalb des Gehäuses vertikal geführt ist;
- 6: eine weitere Ausführungsform bei der zwei Lottiegel auf einer Wippe angeordnet sind;
- 7: eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 6;
- 8: die Vorrichtung nach 1 in einer stark schematisierten Querschnittsdarstellung zeigend die Lotdüse mit seitlichen Führungen und Anschlägen;
- 9: die Vorrichtung nach 8 mit Höhenbegrenzern die durch die Transportvorrichtung angesteuert werden;
- 10: eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zum Verlöten von Baugruppen mit einer schwimmenden Lotdüse.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 (1) besitzt einen Lottunnel 2 durch den entsprechend einer Förderrichtung 3 Baugruppen geführt werden. Der Lottunnel 2 ist in 1 mit seiner gestrichelt dargestellten Unterkante 4 gezeigt.
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An den Lottunnel 2 schließt sich eine Einhausung 5 an, die einen Lottiegel 6 beherbergt, wobei der Lottiegel 6 flüssiges Lot 7 aufnimmt.
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Der Lottunnel 2 und die Einhausung 5 sind vorzugsweise hermetisch dichtend miteinander verbunden, sodass eine im Lottunnel 2 üblicherweise herrschende Schutzgasatmosphäre, insbesondere Stickstoffatmosphäre, in gleicher Weise auch innerhalb der Einhausung herrscht und damit das Lotbad 7, insbesondere im Bereich des Lotbadspiegels 8, vor Oxidation schützt.
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Im Lottiegel 6 ist eine Lotdüse 9 angeordnet. Die Lotdüse 9 ist eine in an sich bekannter Weise ausgebildete Wellenlotdüse 9 beziehungsweise Schwalllotdüse 9 mit einem Loteinlassbereich 10 und einem Lotauslassbereich 11, wobei aus dem Lotauslassbereich 11 insbesondere in Form einer Welle ausströmendes Lot an einer Vorderseite 12 beziehungsweise Rückseite 13 in den Lottiegel 6 zurückfließen kann.
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Innerhalb des Lottiegels 6 sind in an sich bekannter Weise Lotpumpen vorhanden (nicht gezeigt). Diese Lotpumpen sind an sich bekannt.
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Erfindungsgemäß kann anstelle der bekannten Lotpumpen die Lotdüse 9 an sich oder das Innere der Lotdüse 9 aufnehmend als elektrodynamische Pumpe ausgebildet sein. Die Lotpumpe ist somit in die Lotdüse 9 integriert.
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Zur Ausbildung einer elektrodynamischen Pumpe ist entweder die Lotdüse 9 zwischen dem Loteinlass 10 und einem oberen Bereich 14 mit Spulen ausgebildet, wie es insbesondere auch in
EP 0 106 958 A1 offenbart ist.
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Die Lotdüse 9 besitzt gegenüber dem Lot 7 eine Auftriebskraft, die derart wirkt, dass sie bestrebt ist, die Lotdüse 9 aus dem Lotbad 7 über den Lotbadspiegel 8 hinaus herauszuheben. Diesem wirkt die Gewichtskraft entgegen.
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Erfindungsgemäß kann die Lotdüse 9 in Bereich des Loteinlaufs 10 mit Gewichten nach Art von Kiel gewichten ausgebildet sein oder verdickt ausgebildet sein um einen tiefen Schwerpunkt zu ermöglichen und/oder in darüber liegenden Bereichen, jedoch unterhalb des Badspiegels 8, mit Auftriebsbereichen oder Auftriebskörpern, insbesondere hohlen Strukturen, die eine hohe Verdrängung bei geringem Gewicht ergeben, ausgebildet sein.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (2) sind in Förderrichtung 3 von zu lötenden Baugruppen hintereinander zwei Lotdüsen 9 angeordnet.
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Um der Neigung des Lottunnels 2 Rechnung zu tragen, stehen die beiden Lotdüsen 9 unterschiedlich weit über dem Lotbadspiegel 8 hinaus. Dies kann einerseits durch unterschiedlich starke Auftriebskräfte gewährleistet werden. Andererseits ist es möglich, die entsprechenden Lotdüsen 9 mit Anschlägen derart zu versehen, dass die Lotdüsen 9 am Lottunnel 2 und/oder einer Transporteinrichtung 30 anschlagen, wobei die Auftriebskraft hier einen Anpressdruck ausbildet. Der Lottunnel 2 und/oder die Transporteinrichtung 30 weist hierfür entsprechende Gegenanschläge auf, an welchen die Anschläge der Lotdüsen 9 anliegen.
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An einer Lotdüse 9 sind an den seitlichen Enden jeweils ein Anschlag vorgesehen, welche an den entsprechenden Gegenanschlägen des Lottunnels 2 oder der Transporteinrichtung 30 anliegen. Dadurch, dass die Anschläge an den seitlichen Enden der Lotdüse 9 angeordnet sind, stellt sich die Lotdüse 9 automatisch mit einem vorbestimmten Kippwinkel quer zur Transportrichtung 30 ein. Bei einer optimal ausgebildeten Lötvorrichtung 1 ist der Kippwinkel 0° gegenüber der Horizontalen.
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An den seitlichen Enden der Lotdüse 9 können auch jeweils zwei Anschläge angeordnet sein, die in Förderrichtung 3 versetzt sind oder jeweils ein Anschlag vorgesehen sein, der sich ein Stück in Förderrichtung 3 erstreckt, wodurch der bzw. die Anschläge an zumindest zwei in Förderrichtung 3 versetzten Punkten an entsprechenden Gegenanschlägen des Lottunnels 2 oder der Transporteinrichtung 30 anliegen. Hierdurch kann die Lotdüse 9 auch in einem vorbestimmten Kippwinkel um eine etwa horizontale Achse quer zur Förderrichtung 3 eingestellt werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung (3) besitzt die Lotdüse 9 eine Führungseinrichtung 15. Die Führungseinrichtung 15 kann hierbei innerhalb oder außerhalb des Lottiegels 6 angeordnet sein. Die Führungseinrichtung 15 dient dazu, ein Vertreiben der Lotdüse 9 im Lotbad 7 zu verhindern, behindert jedoch nicht das Schwimmen beziehungsweise die Auftriebsbewegung der Lotdüse 9, wobei es sich bei der Führungseinrichtung 15 im einfachsten Fall um ein Führungsstange 16 handelt, welche innerhalb von Führungsrollen 17 geführt ist. Hierbei kann die Führungsstange 16 als Schiene oder dergleichen an einer Wandung der Lotdüse 9 ausgebildet sein oder die Rollen sind an der Lotdüse 9 angeordnet, während die Stange 16 im Lottiegel 6 angeordnet ist.
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Bei einer weiter vorteilhaften Ausführungsform ist die Führungseinrichtung 15 nicht innerhalb des Lottiegels 6 angeordnet, sondern es erstreckt sich ein entsprechender Fortsatz der Lotdüse 9 parallel zu Lotdüse 9 außerhalb des Lottiegels 6, wobei in diesem Fall die Rollen oder die Stange 16 zum Beispiel an einer Wandung des Lottiegels 6 angeordnet sind.
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Selbstverständlich kann eine solche Führungseinrichtung auch bei einer Mehrzahl von Lotdüsen 9 im Lottiegel 6 vorhanden sein.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Vorrichtung sind zudem Mittel (nicht gezeigt) vorhanden, welche die geführte Lotdüse 9 um die Rollen 17 herum verkippen können, um den Austrittsbereich 11 des Lots 7 gegenüber der Lottunnelkante 4 beziehungsweise geführten Baugruppen zu verkippen und damit den Anstellwinkel zu ändern.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (4) greift die Führungseinrichtung in einem oberen Bereich 14 der Lotdüse 9, insbesondere oberhalb des Badspiegels 8 an, wobei in diesem Fall zum Verkippen der Lotdüse 9 die Mittel zum Verkippen an einem unteren Bereich 10 beziehungsweise einem Loteinlassbereich 10 angreifen. Auch in diesem Fall können die Einrichtungen sowohl innerhalb des Lottiegels 6 als auch außerhalb des Lottiegels 6 angeordnet sein.
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Erfindungsgemäß kann, wenn die Führungseinrichtung 15 außerhalb des Lottiegels 6 angeordnet ist, beispielsweis die Stange 16 zum Verkippen der Lotdüse 9 verwendet werden, insbesondere wenn mehrere Paare von Rollen 17 an der Stange angeordnet sind.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung (5) ist eine Führungseinrichtung 18 für den Lottiegel 6 vorgesehen, wobei die Führungseinrichtung 18 ebenfalls eine Linearführung in vertikaler Richtung ist.
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Diese Linearführung in vertikaler Richtung kann durch ein Schienensystem oder dergleichen ausgebildet sein und kann insbesondere auch durch eine Schiene oder Stange 19 ausgebildet sein, an der Rollenpaare aus Rollen 20 abrollbar ausgebildet sind.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind innerhalb der Einhausung 5 mehrere Lottiegel 6 vorhanden und insbesondere zum Beispiel zwei Lottiegel 6 vorhanden, die in Förderrichtung 3 hintereinander angeordnet sind.
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Diese Lottiegel 6 können jeweils eine Lotdüse 9 aber entsprechend der bereits beschriebenen Ausführungsform auch eine Mehrzahl von Lotdüsen 9 enthalten.
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Die Lottiegel 6 können auch bei dieser Vorrichtung über eine vertikale Linearführung oder Antriebe 18 verfügen, mit denen sie entsprechend der Pfeile 21 vertikal verfahrbar sind.
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Erfindungsgemäß können die Lottiegel 6 zum wechselnden Einfahren in den Bereichen des Lottunnels 2, beziehungsweise über die Lottunnelunterkante 4 des Lottunnels 2, mit einem Wippenmechanismus 22 verfahren werden, wobei der Wippenmechanismus aus einer Wippwelle 23 besteht, die eine Schwenkbewegung um die entsprechende Schwenkachse entsprechend der Pfeile 21 durchführen kann. Beidseitig der Welle 23 sind Wippenarme 24, die direkt oder unmittelbar auf die Lottiegel 6 wirken. Beispielsweise können die Wippenarme 24, die direkt an den Lottiegeln 6 angreifen und insbesondere über ein Drehgelenk 25 dort angreifen, jedoch können die Wippenarme 24 auch auf die vertikale Verfahreinrichtung 18 jeweils angreifen und insbesondere an den Schienen oder Stangen 19 angreifen.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung dieser Ausführungsform (7), wird der jeweilige mit der Wippenvorrichtung 22 abgesenkte Lottiegel 6, vor gegebenenfalls verschüttetem Lötmaterial aus der jeweiligen Arbeitsstellung befindlichen Lottiegel 6 geschützt. Hierzu sind innerhalb der Einhausung 5 und benachbart zu den jeweiligen Lottiegeln 6 Schutzrollos 28 vorgesehen, wobei zwischen den beiden Arbeitsbereichen der Lottiegel 6 eine Schutzplatte 27 vorhanden ist, die die beiden Arbeitsbereiche der Lottiegel 6 trennt. Der Schutzrollo 28 ist mit einer Antriebseinrichtung 26 so verbunden, dass er von einem äußeren Bereich der Einhausung, dem jeweiligen in Ruhestellung befindlichen Lottiegel 6 überdecken kann ( 7 links), wobei sich der Schutzrollo 28 vorzugsweise bis unter die Platte 27 erstreckt. Ein aus dem Arbeitstiegel austretendes Lötmaterial wird somit über den Schutzrollo 28 abgeleitet und gelangt nicht in den Bereich der nicht arbeitenden Lotdüse 9. Zum Verschwenken des nicht arbeitenden Lottiegels 6, in die Arbeitsstellung wird demensprechend der Rollo 28 mit dem Antrieb 26 in einer Ruhestellung (7 auf der rechten Seite zu sehen) zurückgezogen, sodass der Arbeitsbereich beziehungsweise der Schwenkbereich des Lottiegels 6 in den Lottunnel 2 freigegeben wird. Nachdem der dann in Ruhestellung verschwenkte Lottiegel 6 aus dem Bereich des Lottunnels 2 herausgeschwenkt ist, wird dessen Schutzrollo 28 mit dessen Antrieb 26 über dessen Lotdüse 9 verfahren.
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Die Schutzrollos 28 sind hierbei vorzugsweise seitlich in Nuten beziehungsweise Schienen (nicht gezeigt) geführt.
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Um den Abstand einer Oberkante beziehungsweise Austrittsöffnung 11 der Lotdüse 9 zu einer Transporteinrichtung 30 für Baugruppen, welches innerhalb des Lottunnels 2 geführt wird, einzustellen kann einerseits die Auftriebskraft der Lotdüse 9 entsprechend eingestellt werden, wobei zur exakten Einstellung des Anschlages eine Anschlageinrichtung 31 vorhanden sein kann, die an der Lotdüse 9 insbesondere seitlich derart befestigt ist, dass sie mit einer Anschlagfläche 32 gegen eine entsprechende Anschlagfläche 33 der Transporteinrichtung 30, des Lottunnels 2 oder der Einhausung 5 anschlägt (8). Ist eine entsprechende Anschlagfläche 33 an der Transporteinrichtung 30 angeordnet und sind entsprechende Anschlageinrichtungen 31 an der Lotdüse 9 angeordnet, kann unabhängig von dimensionalen Änderungen der Transporteinrichtung 30 aufgrund der Wärme, insbesondere beim Anfahren der Anlage oder sonstigen Temperaturschwankungen der Abstand zwischen den transportierten Baugruppen und der Transporteinrichtung 30 einerseits und der Lotdüse 9 und damit auch der Lotwelle andererseits immer exakt eingehalten werden. In 8 ist im in Draufsicht rechten Bereich der Lotdüse 9 ein entsprechender Anschlag an der Transporteinrichtung 30 gezeigt, während im linken Bereich ein Anschlag am Lottunnel 2 gezeigt ist.
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In der Praxis ist es bevorzugt, dass der oder die Anschläge entweder am Lottunnel 2, der Einhausung oder eben der Transporteinrichtung 30 angreifen und nicht an unterschiedlichen Bauteilen. Bevorzugt ist die Einstellung des Abstandes an der Transporteinrichtung 30 durch entsprechende Anschläge, die an der Transporteinrichtung 30 angreifen.
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Die Anschläge können selbstverständlich auch direkt an der Lotdüse 9 angeordnet sein, ohne seitlich herausgeführt zu sein. Darüber hinaus können die Anschläge auch vom Transportsystem 30 gebildet sein und direkt auf die Oberfläche der Lotdüse 9 wirken.
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Die Anschlageinrichtungen 31 können mit einer Verstelleinrichtung ausgebildet sein, um den jeweiligen Anschlag vertikal in der Höhe zu verstellen. Die Verstelleinrichtung kann beispielsweise rein mechanisch in Form eines Schraubenbolzens ausgebildet sein. Die Verstelleinrichtung kann jedoch auch ein elektrisch ansteuerbares Stellelement sein. Mit einer solchen Verstelleinrichtung lässt sich der Abstand der Lotdüse 9 bezüglich der Transporteinrichtung 30 beziehungsweise des Lottunnels 2 und damit bezüglich der zu lötenden Baugruppen individuell einstellen.
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Bei der Ausführung in 8 erkennt man, wie die entsprechenden Schienen 16 aus dem Lottiegel 6 herausgeführt sind und Führungen beziehungsweise Rollen 17 einer Außenwandung des Lottiegels 6 angeordnet sind, und die entsprechenden Schienen führen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform (9) sind anstelle von Anschlägen 31 an entsprechenden Auslegern 33 der Lotdüse 9 Rollen 34 ausgebildet, wobei sich die Rollen 34 an der Unterseite eines Transportsystems 30 derart abstützen, dass ein über die Lotdüse 9 fahrendes Transportsystem 30 oder eine Transporteinheit 30, welche selber vertikal geführt ist, auf den Rollen 34 abrollt und dabei den Abstand zwischen der Oberkante 11 beziehungsweise dem Lotauslass 11 und einer Unterkante 33 des Transportsystems 30 oder einer transportierten Leiterplatte fix einstellt. Um das Lot 7 entsprechend einer Lotförderrichtung 41 zu fördern, sind innerhalb der Lotdüse 9 in an sich bekannter Weise Linearmotoren 35 oder elektrodynamische Pumpen angeordnet.
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Bei der Erfindung ist von Vorteil, dass die schwimmende Ausführung der Lotdüse 9 eine einfache Justage des Abstandes und einen einfachen Effektiven Ausgleich von maßlichen Änderungen des Transportsystems 30, insbesondere durch die Anschläge oder entsprechende Rollen, erlaubt. Hierdurch wird jederzeit die Einhaltung des korrekten Abstands aufgrund von Temperaturänderungen sichergestellt.
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Bei der erfindungsgemäßen Einhausung, die im Gegensatz zum Stand der Technik nicht mit eintauchenden Blechen in das Lot arbeitet, ist von Vorteil, dass eine gleichmäßige Schutzgasatmosphäre im gesamten Lotbereich gewährleistet wird und insbesondere gewährleistet ist, dass der gesamte Lotbadspiegel sich unter Schutzgasatmosphäre befindet.
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Die erfindungsgemäße Wippe ermöglicht es, eine Mehrzahl von Lottiegeln 6 und eine Mehrzahl von Lotdüsen 9 abwechselnd in Kontakt mit zu lötenden Baugruppen zu bringen.
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Eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zum Verlöten von Baugruppen ist in 10 gezeigt. Gleiche Bauteile wie in den oben erläuterten Ausführungsformen sind mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und werden zur Vermeidung von Wiederholungen nicht nochmals erläutert.
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Diese Ausführungsform unterscheidet sich von den oben erläuterten Ausführungsformen (beispielsweise gemäß 3-5) dadurch, dass die Führungsrollen 17 nicht an der Lotdüse 9 sondern an den Innenflächen der seitlichen Wandungen des Lottiegels 6 befestigt sind. Die Führungsstange 16 hingegen ist mittels eines Schwenkgelenkes 36 schwenkbar an den bezüglich der Förderrichtung 3 seitlichen Außenflächen der Lotdüse 9 befestigt. Am oberen Ende der Führungsstange 16 ist ein Querbalken 37 angeordnet, der einteilig mit der Führungsstange 16 verbunden ist. An der seitlichen Außenfläche der Lotdüse 9 ist benachbart zum Querbalken 37 und oberhalb zum Querbalken 37 ein seitlich vorspringender Steg 38 ausgebildet. An den in Förderrichtung 3 hinteren und vorderen Endabschnitten des Steges 38 sind jeweils Abstandseinstelleinrichtungen, mit welchen die Abstände zwischen dem Querbalken 37 und dem Steg 38 und damit der Neigungswinkel einstellbar sind. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Abstandseinstelleinrichtungen jeweils aus einem Schraubbolzen 39 ausgebildet, der in eine entsprechende Gewindebohrung im Steg 38 eingeschraubt ist und mit seinem nach unten weisenden Ende den Querbalken 37 der Führungsstange 16 beaufschlagt. Hierdurch kann der Schwenkwinkel der Führungsstange 16 bezüglich der Lotdüse 9 eingestellt werden. Die Führungsstange 16 ist durch die zumindest vier Führungsrollen 17 in ihrer vertikalen Ausrichtung eindeutig festgelegt. Durch die Einstellung des Schwenkwinkels zwischen der Lotdüse 9 und der Führungsstange 16 ist somit der Neigungswinkel der Lotdüse 9 bezüglich des Lottunnels 2 beziehungsweise bezüglich der Transporteinrichtung 30 (in 10 schematisch durch eine gerade Linie dargestellt) einstellbar. Bei dem in 10 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Anschlag 31 an der Transporteinrichtung 30 angeordnet und beaufschlagt von oben die Lotdüse 9, sodass die Position der Lotdüse 9 in Vertikalrichtung eindeutig bezüglich der Transporteinrichtung 30 definiert ist. Der Anschlag 31 beaufschlagt die Lotdüse 9 am seitlichen Randbereich, so dass eine obere Oberfläche der Lotdüse 9, an welcher Düsenöffnungen vorgesehen sind, frei ist. Die Anschläge 31 liegen hierzu an jeweils einem der beiden Querbalken 37 an.
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Der Anschlag 31 weist bei diesem Ausführungsbeispiel eine zylindersegmentförmige Anschlagfläche 40 auf, welche mit ihrer Zylinderachse quer zur Förderrichtung 3 angeordnet ist. Aufgrund der zylindersegmentförmigen Anschlagfläche 40 kann die Lotdüse 9 bezüglich des Anschlages 31 gekippt werden und es wird immer eine eindeutige Positionierung der Lotdüse 9 mittels des Anschlages 31 erzielt. Eine ebenflächige Anschlagfläche wäre nicht so zweckmäßig, da bei unterschiedlichen Neigungswinkeln der Lotdüse 9 keine gleichmäßige flächige Anlage am Anschlag vorliegt. Anstelle einer zylindersegmentförmigen Anschlagfläche 40 könnte auch ein Anschlag mit einem Keilförmigen Querschnitt mit einer nach unten weisenden Spitze vorgesehen sein, der eine schmale Kante ausbildet, welche quer zur Förderrichtung 3 verläuft. Um diese Kante könnte die Lotdüse 9 kippen.
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Die schematische Darstellung gemäß 10 zeigt lediglich einen einzigen Anschlag 31. Vorzugsweise sind selbstverständlich zwei Anschläge 31 an den seitlichen Rändern der Transporteinrichtung 30 vorgesehen. Sind die beiden Anschläge 31 unabhängig voneinander einstellbar, so kann auch innerhalb eines gewissen Spiels ein Kippwinkel quer zur Fördereinrichtung 3 eingestellt werden. Falls dies gewünscht ist, dann ist es zweckmäßig, dass die Anschlagfläche 40 eine kugelsegmentförmige Fläche ist, gegenüber der die nach oben weisende Oberfläche der Lotdüse 9 in einer beliebigen Richtung geneigt sein kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- Lottunnel
- 3
- Förderrichtung
- 4
- Lottunnelunterkante
- 5
- Einhausung
- 6
- Lottiegel
- 7
- Lot/Lotbad
- 8
- Lotbadspiegel
- 9
- Lotdüse
- 10
- Loteinlassbereich/Loteinlauf
- 11
- Lotauslass
- 12
- Vorderseite
- 13
- Rückseite
- 14
- Obere Bereich
- 15
- Führungseinrichtung
- 16
- Führungsstange/Schiene
- 17
- Führungsrollen
- 18
- Führungseinrichtung
- 19
- Stange
- 20
- Rollen
- 21
- Pfeile
- 22
- Wippenmechanismus
- 23
- Wippwelle
- 24
- Wipparme
- 25
- Drehgelenk
- 26
- Antriebseinrichtung
- 27
- Schutzplatte
- 28
- Schutzrollo
- 30
- Transporteinrichtung
- 31
- Anschlagseinrichtung
- 32
- Anschlagsfläche
- 33
- Unterkante/Anschlagsfläche
- 34
- Rollen
- 35
- Linearmotoren
- 36
- Schwenkgelenk
- 37
- Querbalken
- 38
- Steer
- 39
- Schraubbolzen
- 40
- Anschlagfläche
- 41
- Lotförderrichtung
