DE102022118883A1 - Verfahren zur Bestimmung der Wellenhöhe einer Lötwelle, Einrichtung zur Bestimmung der Wellenhöhe einer Lötwelle und Wellenlötanlage - Google Patents

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Abstract

Verfahren und Einrichtung zur Bestimmung der Wellenhöhe einer Lötwelle und Wellenlötanlage.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der Wellenhöhe einer Lötwelle, eine Einrichtung zur Bestimmung der Wellenhöhe einer Lötwelle und eine Wellenlötanlage.
  • Bei der Herstellung bestückter Leiterplatten ist es bekannt, die auf der Leiterplatte angeordneten Bauteile durch Wellenlöten mit der Leiterplatte zu verbinden.
  • Bei Wellenlötanlagen wird eine vergleichsweise breite Lötwelle aus flüssigem Lot bereitgestellt, wobei die zu lötenden Bauteile durch die stehende Lötwelle bewegt werden.
  • Bei Anlagen zum selektiven Wellenlöten werden häufig mehrere Lötdüsen beispielsweise auf einer Düsenplatte so angeordnet, dass die Austrittsöffnungen der Lötdüsen in der Lötposition im Wesentlichen vertikal nach oben weisen. Dabei ist der Querschnitt jeder Lötdüse lötbereichsspezifisch geformt, und jede Lötdüse ist einem bestimmten zu lötenden Bereich der Platine zugeordnet. Zum Löten wird die Lötdüse bzw. die Düsenplatte mit den darauf angeordneten Lötdüsen von unten an die zu lötende Platine herangefahren. Dabei wird gleichzeitig der Innenraum der Lötdüse von unten mit flüssigem Lot durchströmt, welches an der in Lötposition obenliegenden Düsenöffnung wellenartig austritt und die dort positionierten Lötstellen der Platine so benetzt, dass die gewünschte Lötverbindung zwischen dem zu verlötenden Bauteil - bzw. zwischen dem Drahtüberstand des Bauteils - und dem zugehörigen Bereich der Platinen-Leiterbahn hergestellt wird.
  • Einer exakten Kontrolle aller Prozessparameter, wie beispielsweise Temperaturen, Lotdurchflussmengen, Abständen, Vorschubgeschwindigkeiten usw. kommt beim Wellenlöten sowie beim Multi-Wellenlöten mit mehreren Lötdüsen, eine hohe Bedeutung zu, um mit hoher Reproduzierbarkeit qualitativ hochwertige Lötstellen zu erhalten. Eine zentrale Anforderung beim Wellenlöten liegt darin, dass die Höhe der Welle aus flüssigem Lot exakt bestimmt und nachjustiert werden kann.
  • Eine Wellenlötmaschine mit einem Wellenhöhentestsystem ist beispielsweise aus der DE 10 2015 212 960 A1 bekannt. Dort findet in einer Referenzdüse eine Nadel Verwendung, deren freies Ende einen Testpunkt einer Testhöhe definiert. Bei Inkontaktkommen des freien Endes der Nadel mit dem flüssigen Lot wird ein elektrisches Signal erzeugt. Mit dieser Vorrichtung kann lediglich bestimmt werden, ob die Testhöhe erreicht ist. Es kann nicht bestimmt werden, um welchen Grad die Testhöhe unterschritten oder überschritten ist. Ein Nachregeln des Pumpenantriebs um eine konstante Testhöhe zu erreichen ist deshalb nicht oder nur bedingt möglich.
  • Aus der DE 10 2013 225 887 A1 ist eine andere Wellenlötmaschine bekannt, bei der ein Messelement in Form eines Messstreifens vorgesehen ist, an dem die Höhe der Lötwelle letztlich abgelesen wird.
  • Aus der DE 44 18 732 A1 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen und/oder Regeln der Höhe einer Lötwelle bekannt. Die Messung der Höhe der Welle erfolgt dabei in einem Abzweig, wobei die Bestimmung der Wellenhöhe in dem Abzweig über einen Sensor erfolgt.
  • Aus der CN 202591786 ist es bekannt, einen Schwimmkörper auf einer Welle aus flüssigem Lot zu platzieren, um dessen Höhe zu einem Referenzpunkt zu bestimmen. Der Schwimmkörper kann dabei über eine Verbindungsanordnung mit einem in einem geschlossenen Raum beweglichen Kolben verbunden sein, wobei über im Raum vorhandene Drucksensoren bei einer Volumenänderung des Raumes der sich ändernde Druck in dem Raum gemessen werden kann.
  • Aus der DE 10 2018 105 900 A1 ist es bekannt, die Höhe der Lötwelle über die Auftriebskraft eines Schwimmkörpers zu bestimmen.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Bestimmung der Wellenhöhe einer Lötwelle, eine Einrichtung zur Bestimmung der Wellenhöhe einer Lötwelle und eine Wellenlötanlage zum Betreiben eines solchen Verfahrens bereitzustellen, mit der die Wellenhöhe auf einfache Art und Weise funktionssicher gemessen werden kann.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Das Verfahren zeichnet sich insbesondere durch folgende Schritte aus:
    • - Auflegen eines elastisch nachgiebigen Folienkörpers auf die Lötwelle derart, dass der Folienkörper auf der Lötwelle schwimmt,
    • - Bestimmen der Position der Oberfläche des auf der Lötwelle schwimmenden Folienkörpers bezüglich eines Referenzpunkts, und
    • - Bestimmen der Wellenhöhe in Abhängigkeit der Position des Folienkörpers.
  • Durch Auflegen des elastisch nachgiebigen Folienkörpers auf die Lötwelle schwimmt dieser auf bzw. entlang der Oberfläche der Lötwelle. Durch die elastische Ausbildung kann sich der Folienkörper wenigstens abschnittsweise an die Oberfläche der Lötwelle anpassen bzw. auf ihr schwimmend zum Aufliegen kommen. Das Vorsehen des Folienkörpers bildet dabei eine Referenzfläche, die auf einfache Art und Weise erfasst werden kann. Auch dann, wenn das flüssige Lot vergleichsweise schnell fließt und wenn Wirbel oder Strudel sich im flüssigen Lot bilden, kann die Oberfläche des Folienkörpers als Referenzfläche und Messebene herangezogen werden. Dadurch, dass der Folienkörper vorzugsweise eine sehr geringe Stärke aufweist, insbesondere im Bereich von 0,1 mm bis 0,3 mm und vorzugsweise im Bereich von 0,2 mm, kann gewährleistet werden, dass dieser zwar auf dem flüssigen Lot schwimmt. Dadurch, dass der Folienkörper eine gewisse Breite aufweist, die vorzugsweise im Bereich von 1 cm bis 10 cm, und weiter vorzugsweise im Bereich von 2 cm bis 5 cm liegt, bildet der Folienkörper letztlich einen Mittelwert die Höhe des Bereichs der Lötwelle, welche er abdeckt.
  • Durch Bestimmen der Position der Oberfläche des auf der Lötwelle schwimmenden Folienkörpers bezüglich eines Referenzpunkts, kann letztlich die Wellenhöhe der Lötwelle bestimmt werden. Je höher die Wellenhöhe ist, desto größer bzw. kleiner ist der Abstand von dem Referenzpunkt hin zur Oberfläche des Folienkörpers.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn zur Bestimmung der Position der Oberfläche des Folienkörpers zunächst ein Referenzabstand zwischen dem Referenzpunkt und einer Messeinheit gemessen wird. Es wird also zunächst in einer Referenzmessung gemessen, wie weit weg der Referenzpunkt von der Messeinheit ist. Zur Bestimmung der Wellenhöhe wird dann ein Wellenabstand zwischen der Oberfläche des auf der Lötwelle schwimmenden Folienkörpers und der Messeinheit gemessen. Es wird also gemessen, wie weit weg die Oberfläche des auf der Lötwelle schwimmenden und von der Lötwelle ausgelenkten Folienkörpers von der Messeinheit ist. Aus der Differenz zwischen dem Referenzabstand und dem Wellenabstand kann dann, gegebenenfalls unter Berücksichtigung von weiteren Größen oder Geometrien, die Wellenhöhe bestimmt werden.
  • Dabei ist denkbar, dass als Referenzpunkt die Oberfläche des auf einer Kante der Lötdüsenordnung aufliegenden Folienkörpers Verwendung findet. Insbesondere dann, wenn kein flüssiges Lot aus der Lötdüsenanordnung austritt, kann der Folienkörper auf die Lötdüsenanordnung, bzw. deren Abrisskante, aufgelegt werden. Der Referenzpunkt wird dann von der Oberfläche des Folienkörpers gebildet. Der Referenzabstand ist dann der Abstand zwischen der Oberfläche des auf der Kante aufliegenden Folienkörpers hin zur Messeinheit. Strömt flüssiges Lot durch die Lötdüsenanordnung, ändert der Folienkörper seine relative Lage zur Kante der Lötdüsenanordnung und schwimmt auf dem flüssigen Lot. Der Wellenabstand von der Oberfläche des von der Welle ausgelenkten Folienkörpers hin zur Messeinheit ist gegenüber dem Referenzabstand verringert. In diesem Fall kann durch die Bildung der Differenz zwischen dem Referenzabstand und dem Wellenabstand auf die Wellenhöhe rückgeschlossen werden.
  • Weiter ist denkbar, dass nicht die Oberfläche des auf der Kante der Lötdüsenanordnung aufliegenden Folienkörpers als Referenzpunkt Verwendung findet, sondern dass direkt die Kante der Lötdüsenanordnung herangezogen wird. Der Referenzpunkt ist dann unabhängig vom Folienkörper. Weiterhin ist denkbar, dass andere Orte als Referenzpunkte Verwendung finden.
  • Das Messen des Referenzabstands und des Wellenabstands kann insbesondere mittels einer Radarmesseinheit, einer Lasermesseinheit, einer optischen, induktiven oder kapazitiven Messeinheit und/oder mit einer Ultraschallmesseinheit erfolgen.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Einrichtung zur Bestimmung der Wellenhöhe einer Lötwelle, die aus flüssigem Lot gebildet und durch eine Lötdüsenanordnung gefördert wird, wobei die Einrichtung einen elastisch nachgiebigen Folienkörper zum schwimmenden Auflegen auf der Lötwelle, eine Messeinheit zum Bestimmen der Position der Oberfläche des auf der Lötwelle schwimmenden Folienkörpers bezüglich eines Referenzpunkts und eine Auswerteeinheit zum Bestimmen der Wellenhöhe in Abhängigkeit der Position des Folienkörpers umfasst. Je nach Wellenhöhe nimmt folglich der Folienkörper eine im Raum unterschiedliche Position ein. Die Messeinheit kann diese Position bezüglich des Referenzpunkts erfassen. Die Auswerteeinheit bestimmt letztlich aus der erfassten Position die Wellenhöhe.
  • Dabei ist denkbar, dass die Messeinheit und die Auswerteeinheit als gemeinsames Bauteil ausgebildet sind, wobei dieses eine Bauteil dann die Messfunktion und die Auswertefunktion beinhaltet.
  • Ferner ist vorteilhaft, wenn die Messeinheit zum Messen eines Referenzabstands zwischen dem Referenzpunkt und der Messeinheit und zum Messen eines Wellenabstands zwischen der Oberfläche des auf der Lötwelle schwimmenden Folienkörpers und der Messeinheit eingerichtet ist. Der Wellenabstand ist also der Abstand zwischen der Oberfläche der Lötwelle bzw. der Oberseite des auf der Lötwelle schwimmenden Folienkörpers und der Messeinheit. Aus diesen beiden Abständen kann dann bei bekannten Geometrien auf die Wellenhöhe rückgeschlossen werden.
  • Zur positionsgenauen Anordnung des Folienkörpers und/oder der Messeinheit ist es vorteilhaft, wenn der Folienkörper und/oder die Messeinheit an einer Halteeinrichtung angeordnet sind. Die Halteeinrichtung kann dabei zum einen den Folienkörper und zum anderen die Messeinheit relativ zueinander im Raum positionieren. Die Halteinrichtung kann auch als Halterahmen ausgebildet sein, welcher die Messeinheit und/oder den Folienkörper wenigstens abschnittsweise umschließt.
  • Ferner ist vorteilhaft, wenn die Halteeinrichtung einen Verlagermechanismus aufweist, mit dem der Folienkörper zwischen einer Messlage, in der er auf der Lötwelle schwimmend aufliegt, und einer Parklage, in der er sich in einer Parkposition befindet, verlagerbar ist. Während in der Messposition die Wellenhöhe bestimmt werden kann, kann in der Parklage ein Löten der Bauteile erfolgen, ohne dass hierfür die Halteeinrichtung störend im Weg ist.
  • Der Verlagerungsmechanismus kann dabei als Hubmechanismus zur Verlagerung des Folienkörpers in insbesondere vertikaler Richtung zum Ein- und Ausfahren ausgebildet sein. In der eingefahrenen Position befindet sich dann der Folienkörper insbesondere in der Parkposition und in der ausgefahrenen Position in der Messposition.
  • Weiterhin ist denkbar, dass der Verlagermechanismus als Schwenkmechanismus zum Einschwenken des Folienkörpers um eine Schwenkachse in die Messlage und zum Ausschwenken in die Parkposition ausgebildet ist. Für den Fall, dass die Wellenhöhe gemessen werden soll, wird dann der Folienkörper in die Messlage eingeschwenkt.
  • Weiterhin ist denkbar, dass ein Adapterelement vorgesehen ist, das mit einer vertikalen Ebene einen spitzen Winkel einschließt, wobei am Adapterelement der Folienkörper angeordnet ist. Durch das Adapterelement wird erreicht, dass der Folienkörper dann, wenn er nicht auf der Welle aufschwimmt, eine Lage einnimmt, die wenigstens weitgehend der Oberfläche der Welle entspricht. Der Folienkörper kann dadurch folglich parallel zur Wellenoberfläche ausgerichtet und so an die Lötwelle herangeführt werden.
  • Es hat sich als vorteilhaft herausgestellt, wenn der Folienkörper als Metallblech ausgebildet ist. Allerdings ist ebenfalls denkbar, ein Kunststoffmaterial für den Folienkörper vorzusehen.
  • Weiterhin ist vorteilhaft, wenn der Folienkörper eine Oberfläche aufweist, die von der Messeinheit gut erfassbar ist. Der Folienkörper kann dazu beispielsweise eine geeignete Beschichtung oder eine geeignete Farbe vorsehen.
  • Weiterhin ist denkbar, dass der Folienkörper in Draufsicht eine rechteckige Form mit zwei Längsseiten und zwei Schmalseiten aufweist. Die Form ist insbesondere derart, dass der Folienkörper möglichst weitgehend frei schwimmend auf der Lötwelle zum Aufliegen kommen kann.
  • Ferner ist vorteilhaft, wenn der Folienkörper eine Grundfläche und Randbereiche mit freien Kanten aufweist, wobei die Randbereiche gegenüber der Grundfläche einen Winkel im Bereich von 30° bis 150°, und insbesondere im Bereich von 70° bis 110° und weiter insbesondere im Bereich von 90° einschließen. Die Randbereiche sind vorzugsweise miteinander fluiddicht verbunden und derart ausgebildet, dass ein Fluten des Folienkörpers verhindert wird, so dass sichergestellt ist, dass der Folienkörper auf der Oberfläche der Lötwelle aufschwimmt.
  • Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Wellenlötanlage mit einer Lötdüsenanordnung, mit einer Pumpe zum Fördern von flüssigem Lot durch die Lötdüsenanordnung zur Ausbildung einer Lötwelle und mit einer erfindungsgemäßen Einrichtung zur Bestimmung der Wellenhöhe der Lötwelle.
  • Dabei ist vorteilhaft, wenn die Wellenlötanlage eine entlang einer x-Richtung und/oder y-Richtung verfahrbare Verfahreinheit aufweist, wobei die Einrichtung zur Bestimmung der Wellenhöhe an der Verfahreinheit angeordnet ist.
  • Ferner ist denkbar, dass nicht nur eine Einrichtung, sondern mehrere Einrichtungen an einer solchen Verfahreinheit vorgesehen sind. Dies hat den Vorteil, dass bei einer vergleichsweise breit ausgebildeten Lötwelle die Höhe der Lötwelle an unterschiedlichen Stellen bestimmt werden kann. Auch dadurch kann die Prozesssicherheit erhöht werden.
  • Um ein Verschmutzen oder Beschädigen der Messeinheit zu verhindern ist vorteilhaft, wenn zwischen dem Folienkörper und der Messeinheit eine Schutzscheibe vorgesehen ist. Die Schutzscheibe dient insbesondere als Spritz- und Hitzeschutz der Messeinheit.
  • Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind.
  • Es zeigen:
    • 1 eine Wellenlötanlage mit einer Einrichtung zum Bestimmen der Wellenhöhe in einem Referenzzustand;
    • 2 die Wellenlötanlage gemäß 1 in einem Messzustand; und
    • 3 einen Folienkörper für eine Einrichtung zur Bestimmung der Wellenhöhe mit einem Adapter.
  • In der 1 ist eine Wellenlötanlage 10 gezeigt, die eine Lötdüsenanordnung 12 vorsieht sowie eine Pumpe 14 zum Pumpen von flüssigem Lot durch die Lötdüsenanordnung 12. In 1 wird kein flüssiges Lot von der Pumpe 14 durch die Lötdüsenanordnung 12 gefördert.
  • 1 zeigt weiter eine Einrichtung 16 zur Bestimmung der Wellenhöhe einer Lötwelle, wobei die Einrichtung 16 einen elastisch nachgiebigen Folienkörper 18 aufweist, der an einer Halteeinrichtung 20 angeordnet ist. Die Halteeinrichtung 20 weist ihrerseits einen Verlagermechanismus 22 auf, der als Hubmechanismus zur Verlagerung des Folienkörpers 18 in Richtung einer vertikal verlaufenden z-Achse ausgebildet ist. Der Verlagermechanismus 22 wird von einem Grundkörper 24 mit darin in Richtung der z-Achse verfahrbaren Stellgliedern 26 gebildet. Die Stellglieder 26 können also in Richtung der z-Achse ein- und ausgefahren werden. An den freien Enden der Stellglieder 26 ist ein Adapterelement 28 vorgesehen, an welchem letztlich der Folienkörper 18 befestigt ist. Das Adapterelement 28 ist derart angeordnet, dass es mit einer Horizontalen 30 einen spitzen Winkel w einschließt, so dass das Folienelement 18 letztlich ebenfalls schräg zur Horizontalen 30 verlaufend angeordnet ist.
  • Das Folienelement 18 ist seinerseits insbesondere als Federstahlblech ausgebildet und weist eine rechteckige Grundform mit zwei Längsseiten 32 und zwei Schmalseiten 34 auf. Die eine Schmalseite 34 ist dabei am Adapterelement 28 fest angeordnet. Die andere Schmalseite 34 ist eine freie Schmalseite, die in 1 an einer Abrisskante 36 der Lötdüsenanordnung 12 anliegt. Der Folienkörper 18 weist insbesondere eine Dicke von 0,1 mm bis 0,2 mm auf. Insbesondere ist die Wellenhöhe H mit einer Toleranz von +/-0,1 mm bis 0,25 mm detektierbar. Die Elastizität des Folienkörpers 18 ist dabei derart ausgelegt, dass sichergestellt ist, dass dieser durch eine Lötwelle 42 ausgelenkt wird und auf dieser sicher aufschwimmt.
  • Um sicherzustellen, dass die freie Schmalseite 34 an der Abrisskante 36 zum Anliegen kommt, kann das Adapterelement 28 samt Folienkörper 18 über den Verlagermechanismus 22 so lange in z-Richtung verfahren werden, bis der Folienkörper 18, bzw. dessen freie Schmalseite 34, an der Abrisskante 36 zum Anliegen kommt.
  • Die Einrichtung 16 weist weiter eine Messeinheit 38 in Form einer Lasermesseinheit auf, welche den Abstand A1 zwischen einem Referenzpunkt 39, der auf der Oberfläche des auf der Kante 36 aufliegenden Folienkörpers 18 liegt, und der Messeinheit 38 misst. Der Abstand A1 ist ein Referenzabstand, da er ohne Berücksichtigung der sich im Betrieb der Anlage ausbildenden Lötwelle gemessen wird.
  • Die Oberfläche des Folienkörpers 18 ist insbesondere lackiert oder beschichtet, um eine genaue Messung des Abstands A durch die Messeinheit 38 zu ermöglichen.
  • Die Einrichtung 16 kann an einer in 1 nur schematisch angedeuteten Verfahreinheit 40 in einer quer zur z-Richtung verlaufenden y-Richtung verfahrbar angeordnet sein.
  • Im Betrieb der Wellenlötanlage 10, also dann, wenn Leiterplatten gelötet werden, befindet sich die Einrichtung 16 in einer nicht dargestellten Parkposition.
  • Soll die Wellenhöhe H einer in 2 gezeigten, aus flüssigem Lot 41 bestehenden, mit der Pumpe 14 erzeugten und durch die Lötdüsenanordnung 12 hindurchtretenden Lötwelle 42 bestimmt werden, wird die Einrichtung 16 aus der in den Figuren nicht dargestellten Parkposition in die in der 2 dargestellte Messposition verlagert. Die Einrichtung 16 befindet sich dabei in derselben Position, wie in 1. Aufgrund des Vorhandenseins der Lötwelle 42 und des Auflegens des nachgiebigen Folienkörpers 18 auf der Welle 42 wird erreicht, dass der Folienkörper 18 auf der Welle 42 aufschwimmt und damit aufgrund des Vorhandenseins der Lötwelle 42 nach oben hin ausgelenkt wird.
  • Dadurch ergibt sich zwischen der Messeinheit 38 und der Oberfläche des auf der Welle 42 schwimmenden Folienkörpers 18 ein Wellenabstand A2.
  • Wird also in der in der 2 gezeigten Messlage der Abstand zwischen der Messeinheit 38 und der Oberfläche des Folienkörpers 18 gemessen, und wird dieser Abstand A2 mit dem Referenzabstand A1 verglichen, so kann letztlich die Wellenhöhe H mittels einer in den 1 und 2 schematisch angedeuteten Auswerteeinheit 44 bestimmt werden. Die Wellenhöhe H lässt sich in dem in den Figuren gezeigten Ausführungsbeispiel durch die Differenz des Referenzabstandes A1 und des Wellenabstandes A2 bestimmen: H = A1 - A2. Die Auswerteeinheit 44 kann dabei in die Messeinheit 38 integriert sein.
  • Die Messung der Abstände A1 und A2 erfolgt dabei vorzugsweise in dem Bereich der Oberfläche des Folienkörpers 18, dessen Unterseite sich im flüssigen Lot der Lötwelle befindet.
  • Gemäß der Erfindung ist allerdings denkbar, dass der Referenzpunkt 39, wie er in 1 dargestellt ist, nicht auf der Oberfläche des Gelenkskörpers liegt, sondern beispielsweise von der Abrisskante 36 gebildet wird. In diesem Fall sind bei der Bestimmung der Wellenhöhe H geometrische Verhältnisse, wie beispielsweise die Dicke des Folienkörpers 18, zu berücksichtigen.
  • Die mittels der Einrichtung 16 bestimmte Wellenhöhe H kann insbesondere einem Benutzer angezeigt oder einer übergeordneten Steuerung mitgeteilt werden. In Abhängigkeit von der Wellenhöhe H können dann Signale generiert und/oder Maßnahmen ergriffen werden.
  • Um die Messeinheit 38 vor Hitze und Lotspritzern zu schützen, ist vorteilhafterweise zwischen der Messeinheit 38 und dem Folienkörper 18 eine in 2 angedeutete Schutzscheibe 48 vorgesehen.
  • Auch wenn in den Figuren der Abstand A2 zwischen der Messeinheit 38 und der Oberfläche des Folienkörpers 18 an lediglich einer Stelle gemessen wird, ist denkbar, dass die Messung an mehreren Stellen erfolgt, so dass ein genaueres, gegebenenfalls gemitteltes, Messergebnis erzielt wird.
  • In der 3 ist eine alternative Ausbildung eines Folienkörpers 18 an einem Adapterelement 28 gezeigt. Der Folienkörper 18 weist im Bereich seiner freien Schmalseite 34 und im Bereich der der Schmalseite 34 zugewandten Abschnitte der Längsseiten 32 Randbereiche 46 auf, die senkrecht zur Ebene des Folienkörpers 18 nach oben hin abgekantet sind. Die abgekanteten Bereiche sind in den Ecken miteinander Flüssigkeit dicht verbunden. Hierdurch wird ein besseres Schwimmverhalten des Folienkörpers 18 auf der Lötwelle erreicht. Weiter wird verhindert, dass flüssiges Lot 41 die Oberseite des Folienkörpers 18 flutet, was letztlich das Messergebnis verfälschen würde. Anstelle oder zusätzlich der nach oben abgekanteten Randbereiche 46 ist denkbar, dass an der Oberseite des Folienkörpers 18 weitere und/oder zusätzliche Elemente oder Mittel vorgesehen sind, die ein Eintauchen des Folienkörpers in die Lötwelle verhindern.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 102015212960 A1 [0006]
    • DE 102013225887 A1 [0007]
    • DE 4418732 A1 [0008]
    • CN 202591786 [0009]
    • DE 102018105900 A1 [0010]

Claims (18)

  1. Verfahren zur Bestimmung der Wellenhöhe (H) einer Lötwelle (42), wobei zur Bildung der Lötwelle (42) flüssiges Lot (41) durch eine Lötdüsenanordnung (12) gefördert wird, gekennzeichnet durch die Schritte: - Auflegen eines elastisch nachgiebigen Folienkörpers (18) auf die Lötwelle (42) derart, dass der Folienkörper (18) auf der Lötwelle (42) schwimmt, - Bestimmen der Position der Oberfläche des auf der Lötwelle schwimmenden Folienkörpers (18) bezüglich eines Referenzpunkts (39), und - Bestimmen der Wellenhöhe (H) in Abhängigkeit der Position des Folienkörpers (18).
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei zur Bestimmung der relativen Position der Oberfläche des Folienkörpers (18) ein Referenzabstand (A1) zwischen dem Referenzpunkt (39) und einer Messeinheit (38) gemessen wird und dass ein Wellenabstand (A2) zwischen der Oberfläche des auf der Lötwelle schwimmenden Folienkörpers (18) und der Messeinheit (38) gemessen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei als Referenzpunkt (39) die Oberfläche des auf einer Kante (36) der Lötdüsenanordnung (12) aufliegenden Folienkörpers (18) Verwendung findet.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei als Referenzpunkt eine Kante (36) der Lötdüsenanordnung (12) Verwendung findet.
  5. Verfahren nach Anspruch 2, 3 oder 4, wobei das Messen des Abstands (A1, A2) mittels einer Messeinheit (38) in Form einer Radarmesseinheit, einer Lasermesseinheit, einer optischen, induktiven oder kapazitiven Messeinheit und/oder mit einer Ultraschallmesseinheit erfolgt.
  6. Einrichtung (16) zur Bestimmung der Wellenhöhe (H) einer Lötwelle (42), die aus flüssigem Lot (41) gebildet und durch eine Lötdüsenanordnung (12) gefördert wird, mit einem elastisch nachgiebigen Folienkörper (18) zum schwimmenden Auflegen auf die Lötwelle (42), mit einer Messeinheit (38) zum Bestimmen der Position der Oberfläche des auf der Lötwelle schwimmenden Folienkörpers (18) bezüglich eines Referenzpunkts (39), und mit einer Auswerteeinheit (44) zum Bestimmen der Wellenhöhe (H) in Abhängigkeit der Position des Folienkörpers (18).
  7. Einrichtung (16) nach Anspruch 6, wobei die Messeinheit (38) zum Messen eines Referenzabstands (A1) zwischen dem Referenzpunkt (39) und der Messeinheit und zum Messen eines Wellenabstands (A2) zwischen der Oberfläche des auf der Lötwelle schwimmenden Folienkörpers (18) und der Messeinheit (38) eingerichtet ist.
  8. Einrichtung (16) nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Folienkörper (18) und/oder die Messeinheit (38) an einer Halteeinrichtung (20) angeordnet sind.
  9. Einrichtung (16) nach Anspruch 8, wobei die Halteeinrichtung (20) einen Verlagermechanismus (22) aufweist, mit dem der Folienkörper (18) zwischen einer Meßlage, in der er auf der Lötwelle (42) schwimmend aufliegt, und einer Parklage, in der er sich in einer Parkposition befindet, verlagerbar ist.
  10. Einrichtung (16) nach Anspruch 9, wobei der Verlagermechanismus (22) als Hubmechanismus zur Verlagerung des Folienkörpers (18) in vertikaler Richtung zum Ein- und Ausfahren ausgebildet ist.
  11. Einrichtung (16) nach Anspruch 9, wobei der Verlagermechanismus als Schwenkmechanismus zum Einschwenken des Folienkörpers (18) um eine Schwenkachse in die Meßlage und zum Ausschwenken in die Parkposition ausgebildet ist.
  12. Einrichtung (16) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, wobei die Halteeinrichtung (20) ein mit einer vertikalen Ebene (30) einen spitzen Winkel (w) einschließendes Adapterelement (28) aufweist, an dem der Folienkörper (18) angeordnet ist.
  13. Einrichtung (16) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, wobei der Folienkörper (18) von einem Metallblech gebildet ist.
  14. Einrichtung (16) nach einem der Ansprüche 6 bis 13, wobei der Folienkörper (18) in Draufsicht eine rechteckige Form mit zwei Längsseiten (32) und zwei Schmalseiten (34) aufweist.
  15. Einrichtung (16) nach einem der Ansprüche 6 bis 14, wobei der Folienkörper (18) eine Grundfläche und Randbereiche (46) mit freien Kanten aufweist, wobei die Randbereiche (46) gegenüber der Grundfläche einen Winkel im Bereich von 30-150°, und insbesondere im Bereich von 70-110° und weiter insbesondere im Bereich von 90° einschließen.
  16. Wellenlötanlage (10) mit einer Lötdüsenanordnung (12), mit einer Pumpe (14) zum Fördern von flüssigem Lot (41) durch die Lötdüsenanordnung (12) zur Ausbildung einer Lötwelle (42) und mit einer an der Einrichtung (16) nach einem der Ansprüche 6-15.
  17. Wellenlötanlage (10) nach Anspruch 16, mit einer entlang einer x-Richtung und/oder y-Richtung verfahrbaren Verfahreinheit (40), wobei die Einrichtung (16) an der Verfahreinheit angeordnet ist.
  18. Wellenlötanlage (10) nach Anspruch 16 oder 17, wobei zwischen dem Folienkörper (18) und der Messeinheit (38) eine Schutzscheibe (48) vorgesehen ist.
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