DE10342964A1

DE10342964A1 - Flachdrahtreparaturwerkzeugsysteme und -verfahren

Info

Publication number: DE10342964A1
Application number: DE10342964A
Authority: DE
Inventors: Anne Marie Dearborn Sullivan; Lakhi N. Ann Arbor Goenka; Xu Canton Song; Yutaka Kawase; Cuong-Van San Diego Pham; Bhavani Shankar Canton Tata; Peter Joseph Canton Sinkunas
Original assignee: Visteon Global Technologies Inc
Current assignee: Visteon Global Technologies Inc
Priority date: 2002-09-12
Filing date: 2003-09-10
Publication date: 2004-04-08
Also published as: GB0317566D0; GB2392862A; US6814273B2; GB2392862B; US20040050910A1

Abstract

Es wird ein System und Verfahren zum Aufarbeiten, Reparieren und Verbessern von Flachdraht offenbart. Es wird ein Reparaturwerkzeug zum Aufarbeiten und/oder Reparieren des Flachdrahts zwecks Bildung einer späteren elektrisch leitenden und mechanischen Verbindung von gleicher oder besserer Qualität im Vergleich zum Originalsystem offenbart. Das Reparaturwerkzeug enthält eine Heizschiene, eine Leistungsregelung, eine Werkzeugbaugruppe, ein Inertgassystem, ein Kühlsystem, eine Flachdrahtkassette, ein Werkzeugmaterial, einen Verbesserungs-/Reparaturverlauf und verschiedene weitere Merkmale zum schnellen Erwärmen von Flachdraht zwecks Verbindens zweier separater Abschnitte des Flachdrahts. Das System und das Verfahren der Erfindung sind auf die Erfordernisse beim Arbeiten mit Substratmaterialien gerichtet, die bei den gewöhnlich zur Schaffung von Lötverbindungen verwendeten Temperaturen normalerweise eine Qualitätseinbuße erleiden. Außerdem könnte das Lötwerkzeug eine transportable Leichtbaueinheit sein, die auf dem Gebiet von Kraftfahrzeug- sowie Luft- und Raumfahrtanwendungen eingesetzt werden kann.

Description

Sachgebiet der Erfindung
Die Erfindung bezieht sich auf Flachdrahtleitungssysteme und -verfahren und auf Verfahren und Geräte zur Reparatur und zum Austauschen von Teilen der Flachdrahtleitungssysteme.

Hintergrund der Erfindung

Flachdrahtleitungen für Kraftfahrzeuganwendungen werden vorgeschlagen und entwickelt, um den nutzbaren Packungsraum zu vergrößern. Durch das durchgängige und voll integrierte Verbundnetzwerk wurden die konventionellen Verbindungsknoten eliminiert, an denen Reparaturen und Aufarbeitungen leicht ausgeführt werden konnten.

Der Mangel an praktischen Reparatur-/Aufarbeitungsverfahren hat die Einführung der Flachdrahttechnik verlangsamt. Für die Implementierung der Technik ist deshalb eine Strategie zur Aufarbeitung, Reparatur und Verbesserung von Flachdrahtsystemen entscheidend. Die für die Aufarbeitung und Reparatur erforderlichen Ausrüstungen und Arbeitsverfahren sollten eine elektrische und mechanische Verbindung von gleicher oder höherer Qualität im Vergleich zum ursprünglichen System bereitstellen.

Außerdem sollte sich ein neues, verbessertes System und Verfahren zur Reparatur von Flachdrahtsystemen auf die Erfüllung der Anforderungen (a) bei Arbeiten mit Substratmaterialien, die bei den gewöhnlich zur Bildung von Lötstellen verwendeten Temperaturen typischerweise eine Qualitätseinbuße erleiden, (b) bei Arbeiten auf dem Gebiet des Service, (c) bei der Bereitstellung eines beschleunigten Verbindungsprozesses, bei dem eine Schädigung des Plastsubstrats verhindert wird, (d) beim Verbinden unterschiedlicher Polyester, Polyamide und anderer polymerer Substratmaterialien mit verschiedenen Spurengeometrien und Verbundmaterialien (d. h. Lot) sowie (e) zur Verhinderung der Entzündung brennbarer Dämpfe während der Reparatur richten.

Kurze Zusammenfassung der Erfindung

In einer Ausgestaltung der Erfindung wird ein Verfahren zur Aufarbeitung, Reparatur und Verbesserung der Flachdrahttechnik bereitgestellt. Außerdem wird ein Reparaturwerkzeug für die Aufarbeitung und/oder Reparatur des Flachdrahts für die anschließende Erzeugung elektrischer und mechanischer Verbindungen von im Vergleich zum ursprünglichen System gleicher oder höherer Qualität bereitgestellt.

In einer Ausgestaltung der Erfindung werden ein Heizer, eine Heizschiene, ein Leistungsregler, eine Werkzeugbaugruppe, ein Inertgassystem, ein Kühlsystem, eine Flachdrahtkassette, ein Werkzeugmaterial, ein Flachdrahtmaterial, ein Verbesserungs-/Reparaturverfahren und verschiedene andere Merkmale zur schnellen Erwärmung von Flachdraht zwecks Verbindung zweier separater Teile des Flachdrahts bereitgestellt.

Die Erfindung richtet sich auf die Erfüllung der Anforderungen von Arbeiten mit Substratmaterialien, die bei den gewöhnlich zur Bildung von Lötstellen verwendeten Temperaturen typischerweise eine Qualitätseinbuße erleiden.

Das Lötwerkzeug der Erfindung ist eine tragbare Leichtbaueinheit, die auf dem Gebiet von Kraftfahrzeug- sowie Luft- und Raumfahrtanwendungen eingesetzt werden kann.

Das Lötwerkzeug nutzt zur Herstellung einer metallischen Verbindung zwecks Verbindens des Flachdrahts (mit oder ohne Reparaturstück) eine schnelle Erhöhung auf Spitzentemperatur mit Regelung und einen geregelten Kontaktmechanismus. Der Verbindungsprozess wird beschleunigt, damit er nur kurze Zeit dauert (weniger als 1 Sekunde), so dass das Plastsubstrat nicht geschädigt wird.

Beim Lötvorgang wird eine Wärmeimpulswellenform bereitgestellt, so dass dieser bei Polyester, Polyimid und anderen polymeren Substratmaterialien mit verschiedenen Spurengeometrien und Verbindungsmaterialien (d. h. Lot) ausgeführt werden kann.

Außerdem wird ein Inertgassystem zur Verhinderung der Entzündung rings um den Heizer während der Reparatur vorhandener brennbarer Dämpfe bereitgestellt. Das System hält den Sauerstoffpegel unter 5 Prozent. Außerdem werden durch das System die äußeren Werkzeugflächen kühl gehalten.

Diese und andere Aspekte und Vorteile der Erfindung werden durch Lesen der folgenden detaillierten Beschreibung in Kombination mit den zugehörigen Zeichnungen offensichtlich.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1a ist eine perspektivische Ansicht eines Lötwerkzeugs entsprechend der Erfindung.
1b ist eine Seitenansicht des Lötwerkzeugs entsprechend der Erfindung.
1c ist eine perspektivische Ansicht eines Heizers zur Verwendung im Lötwerkzeug entsprechend der Erfindung.
1d ist eine perspektivische Ansicht einer alternativen Heizerausgestaltung zur Verwendung mit einem Lötwerkzeug entsprechend der Erfindung.
1e ist eine perspektivische Ansicht einer noch anderen Heizerausgestaltung zur Verwendung mit einem Lötwerkzeug entsprechend der Erfindung.
1f ist eine perspektivische Ansicht einer wiederum anderen Heizerausgestaltung zur Verwendung mit einem Lötwerkzeug entsprechend der Erfindung.
1g ist eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausgestaltung einer Heizerbaugruppe zur Verwendung mit einem Lötwerkzeug entsprechend der Erfindung.
1h ist eine Explosionsdarstellung eines in 1g dargestellten Heizers entsprechend der Erfindung.
1i ist eine Explosionsdarstellung einer in 1h gezeigten Heizerunterbaugruppe entsprechend der Erfindung.
1j ist eine perspektivische Ansicht eines Gehäuses zur Übertragung von Elektroenergie auf das in 1i gezeigte Heizerelement entsprechend der Erfindung.
1k ist ein erfindungsgemäßes Blockdiagramm eines Heizerregelsystems zur Regelung der vom Heizerelement im Lötwerkzeug erzeugten Wärme.
1l ist ein Diagramm, das den dem Heizer zugeführten elektrischen Strom entsprechend der Ausgangstemperatur an der Arbeitsfläche der Schiene in Übereinstimmung mit der Erfindung darstellt.
1m ist eine schematische Darstellung des Lötwerkzeugs, das den Inertgasstrom zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Lötwerkzeugrahmens in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt.
Die 2a bis 2d sind Draufsichten eines erfindungsgemäßen Flachdrahts.
2e ist eine Schnittdarstellung durch den erfindungsgemäßen Flachdraht an einer in 2d gekennzeichneten Stelle.
Die 3a und 3b sind Draufsicht und Schnittdarstellung eines Flachdahts und eines geformten Gehäuses entsprechend der Erfindung.
4a ist eine Schnittdarstellung, die ein Stanzverfahren zum Durchtrennen des Flachdrahts in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigt.
4b ist eine Vorderansicht eines Stanzschneidwerkzeugs zum Stanzschneiden des Flachdrahts in Übereinstimmung mit der Erfindung.
4c ist eine Vorderansicht eines Schneidwerkzeugs zum Durchtrennen des Flachdrahts in Übereinstimmung mit der Erfindung.
Die 5a bis 5d sind Schnittdarstellungen durch einen Flachdraht und ein Flachdrahtschneidwerkzeug, die ein Rotationsverfahren zum Durchtrennen des Flachdrahts in Übereinstimmung mit der Erfindung zeigen.
Die 6a bis 6c sind Draufsichten und eine Schnittdarstellung eines Reparaturstücks zur erfindungsgemäßen Flachdrahtreparatur.
Die 7a und 7b stellen einen Flachdraht mit vorgeformten Lötreparaturabschnitten in Übereinstimmung mit der Erfindung dar.
Die 7c und 7d sind Draufsicht und Schnittdarstellung eines Flachdrahts mit den vorgeformten Lötreparaturzonen gegenüberliegenden Lötstellenfenstern in Übereinstimmung mit der Erfindung.
Die 8a bis 8c sind Schnittdarstellungen durch den Flachdraht und das Reparaturwerkzeug (schematisch dargestellt), die ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verbinden von zwei Flachdrahtabschnitten unter Verwendung eines Reparaturstücks zeigen.
Die 9a bis 9c sind Schnittdarstellungen durch den Flachdraht und das Reparaturwerkzeug (schematisch dargestellt), die ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verbinden von zwei Flachdrahtabschnitten unter Verwendung eines Überlappungsverbindungsprozesses zeigen.
Die 10a bis 10c sind Schnittdarstellungen durch zwei Flachdrahtabschnitte und ein Reparaturstück, die ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verbinden des Reparaturstücks mit den Flachdrahtabschnitten mittels Erwärmung von auf dem Reparaturstück angeordnetem Lötmittel durch Fenster im Reparaturstück darstellen.
Ausführliche Beschreibung
Die Erfindung stellt ein in den 1a und 1b perspektivisch bzw. als Seitenansicht dargestelltes Lötwerkzeug 20 zur Verbesserung, Reparatur und/oder zum Durchtrennen von Flachdraht 48 (dargestellt in 2a) bereit. Das Werkzeug 20 ist mit verschiedenen Flachdrahtmaterialien kompatibel. Die Erfindung bezieht sich zum Beispiel auf Flachdrahtmaterialien, die PET (Polyethylenterephthalat), FR-4 (Zinn), FR-5 (Zinn) oder Polyimid oder ein ähnliches Material umfasst. Ein solches Flachdrahtmaterial ist im Allgemeinen flexibel und hat typischerweise eine Dicke von 1 bis 5 mils (0,025 bis 0,127 mm). Das Lötwerkzeug 20 ist für das Positionieren und Ausrichten von zwei separaten Abschnitten oder für das Teilen eines Flachdrahts 48 und das anschließende Verbinden der zwei Teile durch Aufschmelzen von auf den Teilen angeordnetem Lot ausgelegt.
Dementsprechend enthält das Lötwerkzeug 20 eine Kopfinertgasverteilung 22, eine Bodeninertgasverteilung 24, einen Heizer 26, eine Kassette 28 und Klemmarme 30 und 32. Die Kassette 28 greift gleitend in die Bodeninertgasverteilung 24 ein. Der Heizer 26 liegt der Kassette 28 gegenüber und ist an der Kopfinertgasverteilung 22 befestigt. Inertgas wird durch Inertgaspassagen 34 in die Kopfinertgasverteilung 22 und durch Bodeninertgaspassagen 36 durch die Bodeninertgasverteilung 24 hindurch gefördert. Ein Paar Arme oder Handgriffe 30 und 32, die dem Werkzeugbediener zum Festhalten des Werkzeugs 20 dienen, sind an der Kopfinertgasverteilung 22 bzw. der Bodeninertgasverteilung 24 befestigt.
Die auf der Kassette 28 angeordneten Werkzeugstifte 27, 29 begünstigen die einfache Handhabung und Ausrichtung des Flachdrahts. Eine Spanneinrichtung 35 der Kassette 28 stellt sicher, dass der Flachdraht 48 an einer Spannfläche 31 der Kassette 28 flach anliegt und die Schneidstelle offen liegt. Die Spanneinrichtung 35 könnte zum Strecken oder Spannen der Ausstattungen federbelastet sein.
Zur Verbesserung der Wirksamkeit des Werkzeugs 20 könnte die Kassette 28 entweder mit einem gering wärmeleitenden Material abgedeckt sein oder vorgeheizt werden. Beispiele von gering wärmeleitenden Materialien umfassen Keramikpapier, Polyimid oder Teflon^©. Die Kassette 28 könnte mithilfe eines flexiblen Flächenheizers 33 (siehe 1a) vorgewärmt werden, der aus Silikongummi hergestellt ist und Heizdraht oder Heizelemente, angeordnet auf einem Silikongummisubstrat, enthält.
Der Heizer 26 ist für einen hohen thermischen Wirkungsgrad, für einen schnellen Erwärmungsverlauf, für eine gleichmäßige Temperatur entlang der Heizkante, für die Fähigkeit zur Selbstregelung der Temperatur während des Lötens, für Materialien, die gegen Lot und Flussmittel beständig sind (sowie nicht anhaften), für eine gute Wärmewechselbeständigkeit und für eine gute Wärmeverschleißfestigkeit ausgelegt.
In einer Ausgestaltung der Erfindung enthält der Heizer 26 ein Heizelement 37, das, wie in 1c gezeigt, eben ist. Außerdem ist das Heizelement 37 mit einem Widerstand 41 in Form eines sich wiederholenden U-Musters ausgestattet und mit einem Keramiksubstrat 43 verbunden. Eine freiliegende Seite des Elements oder der Heizungsseite ist durch ein Dielektrikum zur Verhinderung eines elektrischen Kurzschlusses abgedeckt. Die Heizungsseite des Elements berührt direkt eine Metallschiene 39, so dass das Heizelement die Schiene effektiver erwärmt. Für eine gleichmäßigere Erwärmung der Schiene 39 kann ein zusätzliches Heizelement 37 an den gegenüberliegenden Seiten der Schiene befestigt sein. Falls die Gesamtgröße von Schiene und Heizelementen ein Problem darstellt, ist ein einziges Element auf einer Seite der Schiene akzeptabel. An beiden Seiten der Schiene 38 befindet sich zur Lagesicherung der Heizelemente 37 eine Nut 45. Bei ausreichendem Platz können die Heizelemente 37 auf der Oberseite 46 der Schiene 39 angeordnet sein.
In einer in 1d gezeigten alternativen Ausgestaltung vom Heizer 26 werden eine Vielzahl von Kurzrohrheizelementen 50 bereitgestellt. Die Kurzrohrheizelemente 50 sind in Öffnungen 52 von Schiene 39' eingesteckt. Im Allgemeinen ist die dicke Widerstandsfolie 41 entweder mit einem Rohr oder einem zylindrischen Substrat spiralförmig verbunden, während der Widerstand durch eine dielektrische Beschichtung geschützt ist. Ein mit einem Dielektrikum beschichteter Widerstandsheizlegierungsdraht kann zum Beispiel zum Bilden eines ähnlichen Heizelements spiralförmig um ein Keramikrohr gewickelt sein. Die Durchgangsbohrungen 52 im unteren Bereich 54 der Schiene 39' halten die Elemente 50 in ihrer Lage. Im Betrieb erwärmen die Heizelemente 50 aus dem Inneren der Bohrungen 52 heraus die Schiene 39'.
In einer in 1e gezeigten anderen Ausgestaltung wird ein Sondenheizelement 26'' zum Erwärmen einer Schiene 39" bereitgestellt. Das Sondenheizelement 26" kann entweder aus einer dicken Widerstandsfolie oder einem spiralförmig um die Oberfläche eines Keramikrohrs 56 gewundenen Widerstandslegierungsdraht 55 hergestellt sein. Eine Vielzahl von in der Schiene 39'' angeordneten tiefen Bohrungen nehmen den Draht 55 auf, wobei sie die Heizspitzen 57 dichter an die Heizkante 59 von Schiene 39'' heranbringen. Eine dielektrische Beschichtung, die sowohl gute Wärmeleitung als auch elektrische Isolation gewährleistet, ist auf den Heizelementen aufgebracht. Das Oberteil des Heizelements stellt eine mechanische Befestigung und ein Keramikrohr zum Hindurchführen elektrischer Verbinder bereit.
Als weitere Alternative wird ein in 1 f gezeigter Längsrohrheizer 26''' bereitgestellt. Der Heizer 26''' ist zur Verwendung entweder einer dicken Widerstandsfolie oder eines spiralförmig um die Oberfläche eines Keramikrohrs 65 gewundenen Widerstandslegierungsdrahts 63 ausgelegt. Der Widerstandsdraht 63 ist mit einem Dielektrikum beschichtet, das eine Vielzahl von dielektrischen Schichten bildet, die gute Wärmeleitung und elektrischen Schutz bieten. Eine Durchgangsbohrung 67 ist in Schienenlängsrichtung durch die Schiene 39''' gebohrt, so dass die aus Draht 63 und Keramikrohr 65 bestehende Baugruppe in die Durchgangsbohrung 67 der Schiene 39''' eingeführt werden kann.
Der Längsrohrheizer 26''' besitzt einen über dem Draht 63 und dem Keramikrohr 65 angeordneten Heizverteiler 69. Der Heizverteiler 69 verbessert die Temperaturhomogenität in der Schiene 39'''. Der Heizverteiler 69 besteht aus einem gut wärmeleitendem Metall, wie z. B. Kupfer, während die Schiene vorzugsweise aus Titan gefertigt ist. Die vom Draht 63 stammende Wärme wird durch den Verteiler 69 umverteilt, so dass eine gleichmäßi ge Temperatur entlang einer Schienenfläche 59''' gewährleistet wird. Zur Verbesserung des Wärmeübergangs durch eine Schiene zum Flachdraht kann in den drei Seiten, die nicht im kritischen Wärmeübertragungsweg liegen, zusätzlich ein Luftspalt zwischen Verteiler 69 und Heizelement eingefügt werden.
In allen zuvor erwähnten Ausgestaltungen des Heizelements sind die Widerstände an die elektrischen Verbinder oder Zuleitungsbügel durch verschiedene konventionelle Verfahren angeschlossen, so dass die elektrische Leistung an die Widerstände geliefert werden kann. Vorzugsweise wird die mechanische Belastung nur auf eine Oberseite der Schiene aufgebracht.
Vorzugsweise sollten sich die Heizelemente bei allen zuvor beschriebenen Heizerausgestaltungen physikalisch nahe an der Heizkante 59'', 59''' befinden, so dass sich etwaige Temperaturmodifikationen im Heizelement so schnell wie möglich an der am nahesten am Flachdraht befindlichen Schienenkante auswirken.
Die Schiene 59 kann aus Metall, wie z. B. Messing, Molybdän und rostfreiem Stahl, hergestellt sein. Zur Vermeidung des Anhaftens von Lötmittel und Flussmittel an der Heizkante der Schiene und zur Verringerung von Wärmeverlust an der Schiene wird jedoch eine Titanschiene bevorzugt.
In einer noch anderen Ausgestaltung wird ein in 1g dargestellter Heizer 81 für das Erwärmen von Flachdraht zwecks Aufschmelzen von auf dem Flachdraht angeordneter Lötpaste bereitgestellt. Der Heizer 81 ist im Werkzeug 20 starr montiert und am Oberteil 22 durch eine Vielzahl von in einer Abdeckung 85 angeordneten Befestigungsbohrungen 83 befestigt. Außerdem enthält der Heizer 81 ein Paar Heizerunterbaugruppen 87a und 87b. Des Weiteren wird ein Stecker 86 zur Übertragung von elektrischer Leistung an die Heizerunterbaugruppen 87a und 87b bereitgestellt.
Bezug nehmend jetzt auf 1h, wird eine Explosionsdarstellung vom Heizer 81 gezeigt. Wie dargestellt, befindet sich ein Gehäuse 89 sandwichartig zwischen den Heizerunterbaugruppen 87a und 87b. Das Gehäuse 89 besteht vorzugsweise aus einem nicht wärmeleitenden Material, wie z. B. Plastwerkstoff. Außerdem umfasst die Abdeckung 85 zwei Teile, 85a und 85b, die zusammen die Abdeckung 85 bilden.
Bezug nehmend jetzt auf 1i, wird eine Explosionsdarstellung der Heizerunterbaugruppen 87a und 87b gezeigt. Die Heizerunterbaugruppen 87a und 87b enthalten ein aus einem Keramiksubstrat mit einem aufgedruckten Widerstandsheizdrahtfilm bestehendes Heizelement 95. Das Heizelement 95 befindet sich an einem Blatt, das vorzugsweise aus Messing besteht und zum Übertragen von Wärme auf eine Flachdrahtfläche konfiguriert ist. Eine Metallabdeckung 99 ist über dem Heizelement 95 platziert. Zur Konzentration der vom Heizelement 95 abgestrahlten Wärme sind eine Vielzahl Heizlamellen 101 auf der Außenfläche der Metallabdeckung, des Heizelements sowie der Metallblattbaugruppe angeordnet.
Bezug nehmend jetzt auf 1j, wird eine detaillierte Darstellung des Gehäuses 89 gezeigt. Das Gehäuse 89 enthält einen Metallleitungsrahmen 103 zur Energieversorgung des Heizelements 95. Der Leitungsrahmen 103 enthält Stromanschlussenden 105 und Heizelementverbinderenden 107. Vorzugsweise wird der Leitungsrahmen 103 als Einsatz im Gehäuse 89 geformt.
Vorzugsweise ist der Temperatursensor 61 (Thermoelemente) zur Überwachung des Temperaturniveaus an der Heizkante in der Schiene 39''' angeordnet. Ein Thermoelement könnte zum Beispiel an einer der Ecken der Schiene 39''' angeordnet sein und sich bis zur Mitte der Schiene erstrecken (siehe 1f). Ein Thermoelement ist zum Beispiel innerhalb der Schiene platziert oder an der Außenfläche der Schiene befestigt, wo es sich nahe am Mittelpunkt der Lötfläche befindet. Das Thermoelement sollte sich so nah wie möglich, vorzugsweise in einem Abstand kleiner als 1 mm, an der heißen Fläche oder Arbeitsfläche 59''' befinden. Vorzugsweise ist das Thermoelement empfindlich gegenüber Temperaturänderungen. Die maximale Verzögerungszeit sollte geringer als 0,1 s sein.
Ein Regelkreis zur Regelung des Heizers ist in 1k dargestellt. Es wird eine Leistungsregeleinheit 71 zur Wechselstrom-/Gleichstromversorgung mit entweder einem variablen Strom bei einer konstanten Spannung oder einer variablen Spannung bei Versorgung des Heizers 26 mit einem konstanten Strom bereitgestellt. Das Temperaturverhalten des Heizers in Funktion des Strominputs 73 wird in 11 gezeigt. Die Leistungsregeleinheit 71 im Regelkreis überwacht das durch die Thermosensoren in finiten Zeitintervallen aufgenommene Temperaturniveau und regelt die Stromversorgung zwecks Haltens der Heizertemperatur 75 in einem engen Bereich.
Im Betrieb wird die Energiezufuhr eingeschaltet und, wie in 11 gezeigt, erhöht ein anfänglich hoher Stromimpuls 77 (bei konstanter Spannung) die Heizertemperatur sehr schnell. Währenddessen tastet die Regeleinheit weiterhin alle Datenkanäle von den Thermosensoren ab. Wenn die Temperaturistwerte die Arbeitstemperatur in einem Zeitpunkt t1 überschreiten, wird der Strom zwecks Herabsetzung der Temperatur auf das erwartete Niveau verringert. Im Zeitpunkt t2, in dem der Heizer in Kontakt mit dem Reparaturbereich gelangt, fällt die Heizertemperatur stark ab. Wenn die Regeleinheit einen solchen Temperaturabfall erfasst, erhöht ein weiterer hoher Stromimpuls die Temperatur auf ein Arbeitsniveau (d. h. Aufschmelzen des Lots). Zu einem Zeitpunkt t3 wird der Strom wiederum verringert, da die Temperaturistwerte ausreichend sind. Zu einem Zeitpunkt t4 wird der Abkühlungsprozess eingeleitet. Zu einem Zeitpunkt t5 wird die Energiezufuhr abgeschaltet und der Heizer kühlt allmählich ab.
Zur Gewährleistung der Sicherheit des Bedieners wird bei in der Nähe befindlichem Kraftstoff (Luft- und Raumfahrt oder Kraftfahrzeug) das Lötwerkzeug 20 mit einem Inertgas, wie z. B. Stickstoff, abgeschirmt. Das Inertgas verhindert das Auftreffen von Sauerstoff auf die erhitzten Bereiche des Werkzeugs (d. h. den Heizer 26). Das Lötwerkzeug 20 ist mit einer Stickstoffquelle (nicht dargestellt) verbunden und besitzt den Heizer 26 umgebende Kanäle. Damit wird ein Schutzschirm aus Inertgas rund um den Heizer 26 aufgebaut. Der Inertgasstrom (durch Pfeile f gekennzeichnet) erstreckt sich, wie in 1 m dargestellt, bis zum Flachdraht und zur Kassette 28, wobei er die Teile des Werkzeugs umhüllt, die erhöhte Temperatur haben. Das Inertgas wird außerdem in die Kassette 28 geleitet, um das Abkühlen des Flachdrahts nach dem Lötprozess zu unterstützen.
Dieses Inertgassystem hält um den Heizer 26 eine inerte Atmosphäre (der Sauerstoffanteil ist geringer als 12 000 ppm) aufrecht, um die Entzündung von Kraftstoffdämpfen während des Betriebs zu verhindern. Der Inertgasschutzschirm eliminiert die Notwendigkeit einer Umhüllung und bietet durch Abschirmung der heißen Regionen des Werkzeugs (d. h. des Heizers 26) kühle Außenflächen am Werkzeug 20. Analog dazu hält der Inertgasstrom benachbarte Flachdrahtregionen während der Reparatur kühl und sorgt für schnelle Abkühlung des Heizers 26 nach Gebrauch.
Mit Bezug auf die 2a bis 2e besitzt ein Flachdraht 48 typischerweise eine Vielzahl von Kupferschichten 40 und dielektrischen Schichten 42. Zwischen den Kupfer- und den dielektrischen Schichten wird ein Kleber 43 verwendet oder der Flachdraht 48 ist in weiteren Ausgestaltungen der Erfindung klebstofffrei. Entlang eines beliebigen Bereichs oder Abschnitts des Flachdrahts 48 könnten sich mehrere Leiterzüge 44 mit derselben oder variierender Breite und Teilung befinden. Jeder bestimmte Bereich oder Abschnitt des Flachdrahts 48 sollte in Breiten von 10 mm bis 100 mm vereinzelt werden. Außerdem könnte der Flachdraht 48 einseitig oder doppelseitig sein, wobei Kupferleiterzüge 44 von 1 bis 4 ounces (0,4 bis 1,6 mm) auf einer Oberseite oder einer Unterseite der dielektrischen Schicht 42 angeordnet sind.
Im Allgemeinen hat der zu lötende Bereich vom Flachdraht 48 eine Breite von gleich oder kleiner 80 mm. Eine Vielzahl von Aufnahmebohrungen 50 stehen auf einer Außenkante 52 des Flachdrahts 48 zur Verfügung und sind in Übereinstimmung mit oder nahe einer Lötzone 54 angeordnet. Abschnitte von Leiterzügen 44, die sich innerhalb der Lötzone 54 befinden, sind entweder durch eine (mindestens 0,5 mil (0,013 mm) dicke) SnPb-Plattierung, HASL, OSP oder eine Tauchsilberbeschichtung geschützt. Eine Lötmaske ist sowohl auf Abschnitten von Leiterzügen 44 aufgetragen, die sich nicht in der Lötzone 54 befinden, als auch auf dem Dielektrikum zwischen den Kupferleiterzügen 44. Alternativ könnte ein Schutzband über dieser Beschichtung/Schutzschicht angewendet werden. Vorzugsweise würde das Band bei der Fertigung über die Lötzone 54 platziert und vor dem Löten entfernt werden.
In einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist jede Lötzone 54 des Flachdrahts 48 (Original-, Verbesserungs-, Reparatur- und Servicestücke) gekennzeichnet und mit einem Strichkode markiert. Der Strichkode wird vor allen Änderungen gelesen, um zu sichern, dass während der Verbesserung, der Reparatur und/oder im Service geeignete Materialien und Prozesse verwendet werden.
Das Originalflachdrahtstück weist die gleiche Zuverlässigkeit wie die Zuverlässigkeit der Kupferleiterzüge unter der Lötmaske (nicht in der Lötzone) auf. Das Originalflachdrahtstück wird vor der Montage des Verbesserungs-/Reparaturflachdrahts und Beendigung des Lötprozesses geschnitten.
In einer noch anderen Ausgestaltung der Erfindung ist der Flachdraht 48 mit der Kassette 28 ausgerüstet. Die Kassette 28 wirkt als Stützbasis oder Haltevorrichtung, die die Integrität des Flachdrahts während der Reparatur absichert. Die Kassette 28 ist eine schwach profilierte Plattform, die gleitend unter einem Original- und einem Ersatzflachdrahtabschnitt positioniert wird. Die Kassette 28 unterstützt die Unterseite der Lötzone 54 und wirkt wie ein thermisch isoliertes Handhabungsgerät zur einfachen und sicheren Verwendung durch den Werkzeugbediener. Außerdem unterstützt die Kassette 28 die Stickstoffabschirmung des Werkzeugs und die Stickstoffkühlung des Flachdrahts, des Heizers bzw. der Heizer und des Werkzeugs. Ein Paar Ausrichtstifte 27 und 29 sichert die Ausrichtung der Leiterzüge 44.
Die Kassette 28 ist auf das Lötwerkzeug 20 abgestimmt, so dass für das Einführen der Kassette in das Werkzeug nur eine Richtung möglich ist und nur die gekennzeichneten Gebiete auf dem Flachdraht/Reparaturstück dem Heizer oder dem Schneidmesser ausgesetzt werden. Die Kassette sichert den engen Kontakt zwischen den zu verbindenden/zu lötenden Flachdrahtabschnitten, bevor Werkzeugoperationen stattfinden.
Es könnte ein Flachdrahtreparaturstück verwendet werden, wobei das Stück über dem Flachdraht angeordnet wird. Andererseits könnten zwei Flachdrahtabschnitte durch Überlappung des Flachdrahts verbunden werden, wodurch ein Überlappstoß gebildet wird.
Wenn die Reparatur eine doppelseitige Reparatur ist, könnte vor dem Platzieren der auf der Oberseite zu verbindenden Flachdrahtabschnitte zuerst ein zweites Reparaturstück in der Kassette 28 angeordnet werden. Alternativ könnte ein zweites Reparaturstück im Lötprozess zu einem späteren Zeitpunkt hinzugefügt werden.
Wie in den 2b bis 2e gezeigt, werden zwei vorher festgelegte, auf derselben Seite einer Schnittlinie 62 positionierte Ausrichtungsbohrungen 60 zum Ausrichten der Schnittlinie zur Kassette 28 oder einer Schneidkante verwendet. Ein weiteres Paar Ausrichtungsbohrungen 64 liegt den Ausrichtungsbohrungen 60 gegenüber, so dass sich die Schnittlinie 62 zwischen den Ausrichtungsbohrungen 60 und 64 befindet. Diese Konfiguration ermöglicht einem Schneidwerkzeug einen einfachen Zugriff auf die Schnittlinie von beiden Seiten des Kabels je nach Wahl des Bedieners. Nach dem Schneiden entlang der Linie 62 haben die Flachdrahtabschnitte A und B eine Reparaturzone 63. Damit ist die Möglichkeit eines falschen Schneidens eliminiert, und zwar unabhängig davon, welcher der Abschnitte A oder B einer Reparatur bedarf. Falls zum Beispiel Abschnitt A repariert werden muss (wie in 2d gezeigt), würde der Bediener entlang der Linie C_a schneiden, und wenn Abschnitt B repariert werden muss, würde der Bediener entlang der Linie C_b schneiden.
Wo Flachdraht an ein geformtes Gehäuse angeschlossen wird, wie in 3 gezeigt, sind in der Lötzone zwei Schnittlinien 72 und 74 erforderlich. Nach dem Schneiden können die Schnittstreifen zur Unterbrechung des elektrischen Originalschaltkreises vom Flachdraht abgezogen werden. Mindestens zwei vorher festgelegte Ausrichtungsbohrungen 76 und 78 neben jeder Schnittlinie werden zum Ausrichten der vorgeschriebenen Schnittlinie zu einer Schneidkante verwendet. Damit kann das Schnittwerkzeug leicht aus der entgegengesetzten Richtung des Flachdrahts auf die Schneidposition, je nach Wahl des Bedieners, zugreifen.
In einer Ausgestaltung der Erfindung werden Werkzeuge zum Schneiden von FFC, FFS oder anderer Flachdrähte an einer Reparatur- oder Lötstelle bereitgestellt, so dass die beschädigten oder nicht funktionierenden Einheiten entfernt werden können. Die Schneidwerkzeuge bieten eine genaue, saubere und wirkungsvolle Art zum Trennen von fehlerhaftem, nicht funktionsfähigem Flachdraht. Die Schneidwerkzeuge führen Stanzschneiden, Scherschneiden und Rotationsschneiden durch. In Ausgestaltungen der Erfindung sind die Schneidwerkzeuge transportabel ausgelegt, wobei sie eine Möglichkeit zum Lesen eines Strichkodes und zum Positionieren mithilfe von GPS (mit der entsprechenden Software) besitzen.
Mit Bezug auf die 4a bis 4c sind Flachdrahtschneidverfahren in Übereinstimmung mit der Erfindung dargestellt. Das Stanzschneiden, wie in 4a dargestellt, wird in erster Linie bei Flachdraht angewendet, der nicht durch ein geformtes Gehäuse (wie in 3a gezeigt) unterstützt wird. Ein Stanzschneidwerkzeug 90 enthält einen Schneidkopf 92, eine Stützbasis 94, Ausrichtungsstifte 96 mit einem Justierelement und eine Spannplatte 98. Im Betrieb werden die Ausrichtungsstifte 96 in ein Paar Ausrichtungsbohrungen im Flachdraht gesteckt und zum Ausrichten der Schnittlinie auf der Basis 94 verwendet. Die Spannplatte 98 drückt zur Stabilisierung der Schnittlinie auf den Flachdraht. Der Schneidkopf 92 mit einer Schneidkante 100 wird zum Trennen des Flachdrahts durch eine einmalige Scheraktion entlang der Schnittlinie wie bei einem Durchdrückmechanismus auf den Flachdraht zu bewegt, was durch Pfeil f angezeigt wird. Das Stanzschneidwerkzeug 90 wird vorzugsweise bei Flachdraht mit feindrähtigen Leiterzügen angewendet.
4c stellt ein Verfahren zum Flachdrahtschneiden dar, das hier als Scherschneiden bezeichnet wird. Ein Scherschneidwerkzeug 110 enthält einen Scherschneidkopf 112, eine Basis 114, Ausrichtungsstifte 118 mit einem Justierelement und eine Spannplatte 120. Im Betrieb werden die Ausrichtungsstifte 118 in ein Paar Positionierungs- oder Ausrichtungsbohrungen im Flachdraht zum Ausrichten der Schnittlinie in Bezug zur Basis 114 gesteckt. Die Spannplatte 120 drückt zur Sicherung der Schnittlinie und zum Schutz des Flachdrahts vor Bewegung auf den Flachdraht. Durch das Schwenken des Scherschneidkopfs 112 mit der Schneidkante 122 in Richtung Basis 114 wird der Flachdraht geschert und entlang der Schnittlinie getrennt. Das Scherschneidwerkzeug 110 wird vorzugsweise bei Flachdraht mit dicken oder breiten Leiterzügen angewendet.
Mit Bezug auf die 5a und 5b ist ein Rotationsschneidverfahren dargestellt. Das Rotationsschneiden ist besonders zum Trennen von an einem geformten Gehäuse befestigtem Flachdraht (wie in 3a gezeigt) geeignet. Ein Rotationsschneidwerkzeug 150 enthält entweder eine Einzel- oder Doppelschneidkante. Der Schneidkopf 152 kann entweder durch einen Elektromotor oder manuell in eine durch Pfeil R angezeigte Richtung angetrieben werden. In der manuellen Version enthält das Werkzeug 150 einen Rotationsschneidkopf bzw. Rotationsschneidköpfe, einen Schneidkopfhalter, eine Schnitttiefeneinstellvorrichtung, justierbare Federpositionsstifte, ein Führungslineal und einen Handgriff. In der automatischen Version ist ein Motor anmontiert. Im Betrieb wird ein beweglicher Positionsstift so einjustiert, dass die Positionsstifte in die im Flachdraht angeordneten Ausrichtungsbohrungen gesteckt werden können. Die Schnitttiefe oder der Schneidkopf 152 könnte zur Vermeidung eines zu tiefen Schnitts und ferner einer Beschädigung des Formsubstrats 154 einjustiert werden.
Mithilfe einer Klemmvorrichtung wird eine Spannkraft auf den Flachdraht aufgebracht, um das Rotationswerkzeug 150 gegen den Flachdraht zu halten. Ein Schubgriff 158 ist zum Flachdraht hin gerichtet, um den Schneidkopf 152 vorwärts zu schieben, während er sich entlang der Schnittlinien dreht. Nach dem Schneiden wird der Schneidkopf 152 vom Flachdraht abgehoben und ein den Flachdraht enthaltender Schnittstreifen 160 entfernt, wie in 5c gezeigt. Falls jedoch ein Untersystem 162 fehlerhaft ist, wird das gesamte Untersystem entfernt. In jedem Fall wird ein Schutzband oder eine Schutzfolie 164, das bzw. die die Schaltungsleiterzüge abdeckt, zwecks Freilegung derselben entfernt.
Die zuvor beschriebenen Schneidwerkzeuge sind zur Verwendung mit und ohne Kassette konfiguriert. Nach dem Auftreten eines Flachdrahtschaltungsfehlers wird der Flachdraht z. B. mithilfe eines wie zuvor beschriebenen Schneidgeräts vom System entfernt und die Schutzfolien werden von den Reparaturzonen auf dem Originalabschnitt und dem Flachdrahtersatzabschnitt oder -stück abgezogen.
Ein Flachdrahtersatzstück 180 ist in den 6a bis 6c mit und ohne Lötfenster 191 dargestellt. Das Flachdrahtersatzstück 180 besteht aus einer dielektrischen Schicht oder einem dielektrischen Substrat 182 zur Abstützung einer Vielzahl von Kupferleiterzügen 190. Im Allgemeinen könnte das Substrat 182 ein Polyimid oder ein ähnliches Material sein. Die Dicke der Kupferleiterzüge 190 ist an die Leiterzüge auf dem Originalflachdrahtteil angepasst. Das Stück 180 könnte eine Klebschicht besitzen oder klebstofffrei sein. Das dargestellte Stück ist einseitig. Da das Originalflachdrahtteil und das Ersatzteil oder -stück doppelseitig sein und eine komplexe Leiterzuggeometrie besitzen könnte, könnten mehr als ein Stück verwendet werden.
Wie in 6b gezeigt, besitzt das Stück 180 im Polyimidsubstrat Fenster 191, die die Kupferleiterzüge 190 freilegen. Die Fenster 191 sind durch eine entfernbare Fensterfolie zeitweilig geschützt. Die Fensterfolien sind auf beiden Seiten des Stücks angeordnet. Nachdem eine Reparatur abgeschlossen ist, wird die Schutzfolie 186 über die Lötfenster platziert.
Im Betrieb befindet sich das Polyimid im Weg des Wärmeübergangs zwischen dem Heizer 26 und dem Lot 185. Da Polyimid ein schwach wärmeleitendes Material ist, dauert das Aufschmelzen des Lots länger, wenn sich kein Lötfenster direkt am Kupfer befindet. Jedoch kann, speziell bei Polyestersubstraten, eine über einem Niedertemperatursubstrat vorteilhaft angeordnete Polyimidfolie das Substrat vor Überhitzung schützen. Durch die Polyimidfolie werden außerdem die Flächen des Heizers 26 sauber gehalten.
In einer Ausgestaltung der Erfindung spezifizieren die nahe der Reparaturzonen befindlichen Strichkodeinformationen das erforderliche geeignete Stück. Wenn mehr als ein Stück 180 verwendet wird, wird die Summe der Leiterzüge der Stücke den Erfordernissen des Original- und Ersatzteils angepasst. Alle Stücke wurden während ihrer Herstellung mit Flussmittel versehen und besitzen entweder einen HASL- oder einen SnPb-Oberflächenschutz. Über dem Stück könnte zugunsten längerer Haltbarkeit ein Schutzband 186 verwendet werden. Das Schutzband 186 könnte in ausreichendem Maße oder zusätzlich mit Flussmittel im Kleber ausgestattet sein. Jedes Stück besitzt mindestens vier Ausrichtungsbohrungen für das Zusammenwirken mit den Original- und Ersatzflachdrahtabschnitten. Die Stücklänge (parallel zu den Kupferleiterzügen) beträgt etwa 12 mm. Wie in der Schnittdarstellung in 6c gezeigt, besitzt das Reparaturstück 180 vorzugsweise Kupferleiterzügen 190 mit vorgeformtem Lot 185 auf einer Unterseite, das während der Lagerung durch eine entfernbare Folie geschützt ist.
Wie in den 7a und 7b gezeigt, wird eine Ausgestaltung eines Flachdrahts 48' mit einem Polyestersubstrat 192 bereitgestellt. Für diese Flachdrahtkonfiguration ist ein wie in den 6a bis 6c dargestelltes Ausbesserungsstück erforderlich.
Wie in den voranstehenden Ausgestaltungen beschrieben, besitzt der Flachdraht 48' an beiden Seiten des Substrats 192 Ausrichtungsöffnungen 170. Außerdem sind eine Vielzahl von Kupferleiterzügen 173 auf eine Fläche 172 des Substrats 192 geklebt oder in ähnlicher Weise montiert. Wie in einer Schnittdarstellung in 7b gezeigt, ist ein vorgeformtes Lot 174 in festgelegten Abständen entlang der Leiterzüge 173 angeordnet. Das vorgeformte Lot 174 ist mit einer Schutzfolie 175 bedeckt, um das Lot vor Verunreinigungen zu schützen. In einer noch anderen, in den 7c und 7d gezeigten Ausgestaltung besitzt ein Flachdraht 48'' ein Polyestersubstrat 176 und ein integriertes Reparaturstück. Damit ist kein separates Reparaturstück erforderlich. Außerdem besitzt der Flachdraht 48'' in dieser Ausgestaltung ein in einem Lötfenster 177 angeordnetes Polyimidmaterial anstelle von Polyestermaterial. Ein Polyimidmaterial könnte allerdings sowohl für das Substrat als auch für das Fenster verwendet werden. Wie in den voranstehenden Ausgestaltungen besitzt der Flachdraht 48'' eine Vielzahl von vorzugsweise aus Kupfer bestehenden, auf dem Substrat 176 montierten Leiterzügen 173. Gegenüber den Lötfenstern 177 ist ein vorgeformtes Lot auf den Leiterzügen 173 angeordnet. Eine entfernbare Schutzfolie 178 ist über dem Lötfenster 177 sowie über dem vorgeformten Lot 179 platziert. Diese Flachdrahtkonfiguration ist mit jedem anderen Flachdraht ohne ein Ausbesserungsstück direkt lötbar.
Direkter Kontakt zwischen dem Heizer 26 und den Kupferleiterzügen 40 in einem offenen Lötfenster 191 bietet einen verbesserten Prozess und ermöglicht dem gepulsten Heizer 26 die Reparatur von dicken Kupferleiterzügen und von Flachdraht, der an großen Wärmeableitern befestigt ist. Außerdem unterstützt der direkte Kontakt zwischen dem Heizer und den Kupferleiterzügen das schnelle Erwärmen des Lots, so dass die Wirkung des Wärmeverlusts weniger bedeutsam ist. Es ist jedoch möglich, dass geschmolzenes Lot und Flussmittel an der Fläche des Heizers anhaftet. Zur Minderung dieses Problems ist der Heizer vorzugsweise mit einem nicht benetzenden Metall, wie z. B. Titan, beschichtet. Andernfalls muss der Heizer häufig gereinigt werden.
Mit Bezug auf die 8a bis 8c wird im Folgenden ein Verfahren zur Flachdrahtreparatur beschrieben. In einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Flachdraht 48 mithilfe eines Ausbesserungsstücks 180 repariert, wobei zuerst der Flachdraht 48 in das Lötwerkzeug 20 eingeführt wird (als Teilausschnitt gezeigt). Der Flachdraht 48 wird positioniert und mithilfe auf der Kassette 28 im Lötwerkzeug 20 angeordneter Ausrichtungsstifte 27 und 29 (siehe 1a) in Lage gehalten. Als Nächstes wird nach dem Entfernen der Schutzfolie 186 das Ausbesserungsstück 180 über den Flachdraht 48 gelegt, so dass eine vorgelötete Seite 189 auf den Kupferleiterzügen 40 eines Flachdrahts 48 aufliegt und zu diesen ausgerichtet ist. Die Spanneinrichtung 35 (in der Kassette) wird betätigt, um die Ausrichtung des Ausbesserungsstücks 180 auf dem Flachdraht 48 aufrechtzuerhalten. In der Zwischenzeit wird der Heizer 26 eingeschaltet und auf eine Arbeitstemperatur aufgeheizt (was im Allgemeinen einige Sekunden dauert). Hat die Temperatur des schematisch gezeigten Heizers 26 ein Arbeitsniveau erreicht, wird der Heizer 26 aus einer Haltestellung freigegeben und gegen das Lötfenster des Ausbesserungsstücks 180 gedrückt. Die Heizertemperatur wird bis zum Schmelzen des Lots im Lötfenster auf einem Aufschmelztemperaturniveau gehalten. Danach wird die Energieversorgung des Heizers abgeschaltet, so dass die Heizertemperatur zwecks Bildung einer qualitativ hochwertigen Lötverbindung im Allgemeinen absinkt. Die Erfindung bezieht sich auf die Anwendung dieses Reparaturverfahrens bei allen Arten oder Variationen von Polymersubstraten.
In einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung wird ein Reparaturverfahren für Flachdraht 48 ohne die Anwendung eines separaten Ausbesserungsstücks 180 bereitgestellt. Wie in den 9a bis 9c gezeigt, wird nach Entfernung der Schutzfolien ein erster Flachdrahtabschnitt 196 auf der Kassette 28' positioniert, ausgerichtet sowie durch die Stifte 27 und 29 (nicht dargestellt) in Lage gehalten, und anschließend wird zur Bildung einer Überlappungsverbindung 197 ein zweiter Flachdrahtabschnitt 195 über den ersten Flachdrahtab schnitt gelegt. Außerdem wird die vorgelötete Seite der Kupferleiterzüge auf die Kupferleiterzüge auf dem ersten Flachdrahtabschnitt 196 aufgelegt und zu diesen ausgerichtet. Die Spanneinrichtung 35 wird betätigt, um die Ausrichtung der übereinander liegenden Flachdrahtabschnitte 195, 196 aufrechtzuerhalten. In der Zwischenzeit wird der Heizer 26 eingeschaltet und auf eine Arbeitstemperatur aufgeheizt. Hat die Temperatur des Heizers 26 ein Arbeitsniveau erreicht, wird der Heizer 26 aus einer (in 9b gezeigten) Haltestellung freigegeben und gegen das Lötfenster des Flachdrahts gedrückt (wie in 9c gezeigt). Die Heizertemperatur wird bis zum Schmelzen des Lots im Lötfenster auf einem Aufschmelztemperaturniveau gehalten. Danach wird die Energieversorgung des Heizers abgeschaltet, so dass die Heizertemperatur zwecks Bildung einer qualitativ hochwertigen Lötverbindung allmählich absinkt.
In Ausgestaltungen, in denen der Flachdraht 48 an einem geformten Plastgehäuse 198 befestigt ist, wird ein Ersatzflachdraht 48' mithilfe von zwei temporären Ausrichtungsstiften 200 vorher ausgerichtet, wie in 10a gezeigt. Ein Ausbesserungsstück 202 wird auf eine Spannplatte 35 aufgelegt, wobei die freiliegenden Leiterzüge zum Flachdraht 48, 48' zeigen. Als Nächstes wird das Lötwerkzeug 20 durch Einstecken von vier Ausrichtungsstiften 204 in Positionsbohrungen 206 an der Reparaturzone platziert, nachdem die temporären Ausrichtungsstiften 200 entfernt worden sind. Jetzt werden der Flachdraht 48, 48' und das Reparaturstück 202 auf der Spannplatte 35 ausgerichtet, und es wird das Werkzeug in Lage gehalten und die Heizer 26 eingeschaltet, um die Temperatur auf ein Arbeitsniveau zu erhöhen. Sind die Heizer auf Arbeitstemperatur, werden die Heizer 26 in Kontakt mit dem Lötfenster gebracht, wie in 10c dargestellt. Die Heizer 26 halten den Kontaktdruck und die Kontakttemperatur aufrecht, bis das vorgeformte Lot 208 aufschmilzt. Danach wird die Elektroenergieversorgung abgeschaltet, so dass das Lot 208 mit sinkender Temperatur allmählich erstarren kann.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung stellt einen neben jeder Lötzone angeordneten Strichkode bereit. Der Strichkode kennzeichnet die Stückart, die Verbesserungs- /Reparaturstückart, die Betriebsbedingungen zum Schneiden und das Lötwerkzeug sowie die zu verwendende Kassette.
Eine mit dem Fachgebiet von Flachdrahtleitungssystemen vertraute Person wird aus der voranstehenden detaillierten Darstellung und den beigefügten Zeichnungen und Patentansprüchen leicht erkennen, dass Änderungen und Modifikationen an den Vorzugsausgestaltungen der Erfindung durchgeführt werden können, ohne dass vom durch die nachfolgenden Patentansprüche definierten Geltungsbereich der Erfindung abgewichen wird.

Claims

Gerät zum Löten von Flachdraht, umfassend: – einen Rahmen, wobei der Rahmen einen Ober- und einen Unterteil besitzt; – einen am Oberteil des Rahmens befestigten Heizer; – eine am Unterteil des Rahmens entfernbar befestigte Stützbasis, wobei die Stützbasis den zu lötenden Flachdraht stabilisiert.
Gerät nach Anspruch 1, außerdem umfassend einen am Ober- und Unterteil des Rahmens angeordneten Inertgaskanal, in den ein Inertgas zwischen dem Ober- und dem Unterteil des Rahmens eingelassen wird.
Gerät nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Stützbasis eine Vielzahl von Ausrichtungsstiften enthält, die mit Ausrichtungsöffnungen im Flachdraht zusammenwirken.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 3, außerdem umfassend einen Inertgasmantel zum Einschließen eines Bereichs zwischen dem Ober- und dem Unterteil des Rahmens.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Rahmen einen oberen und einen unteren Handgriff besitzt, wobei der obere Handgriff am Oberteil des Rahmens und der untere Handgriff am Unterteil des Rahmens befestigt ist.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der Heizer außerdem ein wärmeleitendes Element umfasst.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 6, außerdem umfassend einen Heizerregler zum Regeln einer Temperaturabgabe des Heizers.
Gerät nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Heizer außerdem ein ebenes Heizelement umfasst, wobei das ebene Heizelement enthält: – eine wärmeleitende Platte; – ein Vielzahl von Isolierplatten; – wobei das ebene Heizelement an der wärmeleitenden Platte montiert ist und die Isolierplatten an der wärmeleitenden Platte montiert sind.
Verfahren zum Löten von Flachdraht, umfassend: – Abstützen des zu lötenden Flachdrahts; – Erwärmen des Flachdrahts zum Aufschmelzen eines auf dem Flachdraht angeordneten Lots; – Einlassen eines Inertgases in einen Bereich neben dem Flachdraht zur Verhinderung der Entzündung eines flüchtigen Gases in der Nähe des Flachdrahts.
Verfahren nach Anspruch 9, außerdem umfassend das Ausrichten des Flachdrahts auf einer Stützbasis mithilfe von Ausrichtungsstiften, die mit einer Vielzahl von Ausrichtungsöffnungen im Flachdraht zusammenwirken.