DE1172334B

DE1172334B - Automatically controllable soldering device for soldering circuit boards for telecommunication, especially telephone systems

Info

Publication number: DE1172334B
Application number: DES81644A
Authority: DE
Inventors: Max Bartl; Friedrich Frey; Reinhold Pirkl
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1962-09-25
Filing date: 1962-09-25
Publication date: 1964-06-18

Description

Automatisch steuerbare Löteinrichtung zur Lötung von Schaltungsplatten für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen Die Erfindung betrifft eine automatisch steuerbare Löteinrichtung zur Lötung von Schaltungsplatten für Fernmelde-, insbesondere Fernsprechanlagen, bei welcher die Schaltungsplatte auf einer Seite die Verdrahtung trägt und an welcher die mit ihr zu verlötenden elektrischen Bauelemente mit ihren Anschlußelementen anliegen.Automatically controllable soldering device for soldering circuit boards for telecommunications, in particular telephone systems The invention relates to an automatic Controllable soldering device for soldering circuit boards for telecommunications, in particular Telephone systems in which the circuit board on one side the wiring carries and on which the electrical components to be soldered with her with her Connecting elements.

Die Erfindung bezweckt, durch die besondere Ausgestaltung der Lötvorrichtung die an-sich bekannte automatische Verlötung auch bei Schaltungsplatten der genannten Art durchzuführen. Die bekannten Schaltungsplatten tragen auf einer Seite die Verdrahtung, und die mit ihr zu verlötenden- elektrischen Bauelemente ragen, auf der anderen Plattenseite angesetzt, mit ihren Anschlußelementen durch öffnungen in der Schaltungsplatte auf die-Verdrahtungsseite. Es ist bekannt, derartige Platten automatisch zu verdrahten und mittels des Tauch-- oder Schwalllötverfahrens automatisch zu verlöten. Bei Anwendung dieser Verfahren begegnet man aber der Schwierigkeit, daß die meist aus mehr oder weniger wärmeempfindlichen Isolierstoffen bestehenden Platten an ihrer Oberfläche auch außerhalb -der Lötstelle verändert werden und daß es schwierig ist, das Lot auf die jeweilige der sehr dicht beieinanderliegenden Lötstellen zu begrenzen. Eine Einzellötung jeder Lötstelle wäre bei diesen Platten vorzuziehen, jedoch war bisher deren automatische Durchführung mit großen Schwierigkeiten verbunden, da es sich -hier um die Verlötung eng beieinanderliegender, sehr kleiner Lötstellen handelt, bei welchen die Verlötungsvorgänge im wesentlichen nur senkrecht zur Plattenebene, d. h. in einer einzigen Richtung, -durchführbar sind.The invention aims through the special design of the soldering device the per se known automatic soldering also with circuit boards of the named Kind of perform. The known circuit boards carry the wiring on one side, and the electrical components to be soldered with it protrude on the other Plate side attached, with their connection elements through openings in the circuit board on the wiring side. It is known to wire such boards automatically and to be soldered automatically using the dip or wave soldering process. When applied However, this method encounters the difficulty that the mostly from more or less heat-sensitive insulating materials on the surface of existing panels can also be changed outside the solder joint and that it is difficult to apply the solder to the respective one of the very closely spaced solder joints. One Individual soldering of each solder joint would be preferable for these plates, but was previously possible their automatic implementation associated with great difficulty, since it is -this is about the soldering of closely spaced, very small soldering points, in which the soldering processes are essentially only perpendicular to the plane of the plate, d. H. are feasible in a single direction.

Um eine Einzellötung von Lötstellen auf Schaltungsplatten automatisch durchführen zu können, wird gemäß der Erfindung ein automatisch gesteuerter, im wesentlichen senkrecht zur .Schaltungsplatte beweglicher Lötkolben mit einer Lötspitze versehen, welche eine zur Plattenebene gerichtete Durchführungsöffnung für einen ebenfalls automatisch in bestimmter Länge zugeführten Lötdraht aufweist und mit einem die Lötzone begrenzenden Ansatz derart versehen ist, daß der Ansatz sich in der Arbeitslage des Lötkolbens auf die Verdrahtung, die Lötstelle eng umfassend, abstützt. Durch diese Einrichtung können nunmehr auch kleine, eng beieinanderliegende und nur in einer Richtung bearbeitbare Lötstellen automatisch verlötet werden. Die Zuführung des Lötkolbens, das Festhalten der Verdrahtung während des Lötvorganges und die Zuführung des. Lötmaterials können in der gleichen Richtung mit einfachen, bilateralen Werkzeugbewegungen erfolgen. Der Ansatz sorgt für die Freihaltung des für die Lötmenge nötigen Raumes, ohne mehr Platz in der Arbeitslage des Lötkolbens zu benötigen, als es dieser Lötmenge und einer verhältnismäßig klein zu haltenden Wandstärke des Ansatzes entspricht. Die Einstellung der einzelnen Lötstellen auf der Schaltungsplatte in den Arbeitsweg der Vorrichtung kann in an sich bekannter Weise durch eine automatisch gesteuerte Verschiebung der Schaltungsplatte unterhalb der Einrichtung erfolgen.To do a single soldering of solder points on circuit boards automatically to be able to perform, according to the invention, an automatically controlled, im Essentially perpendicular to the circuit board, movable soldering iron with a soldering tip provided, which is directed to the plate plane through opening for a also has automatically supplied solder wire in a certain length and with an approach delimiting the soldering zone is provided in such a way that the approach is in the working position of the soldering iron on the wiring, closely encompassing the soldering point, supports. Thanks to this facility, even small, closely spaced and soldering points that can only be processed in one direction are automatically soldered. the Feeding the soldering iron, holding the wiring during the soldering process and the feeding of the soldering material can be done in the same direction with simple, bilateral tool movements. The approach ensures that the for the amount of soldering space required, without more space in the working position of the soldering iron to need than it this amount of solder and a relatively small to be kept Wall thickness of the approach corresponds. The setting of the individual solder points the circuit board in the work path of the device can be known per se Way by an automatically controlled displacement of the circuit board below the facility.

Zweckmäßigerweise wird die Lötspitze als ein lösbar am Lötkolben befestigter Winkel ausgebildet, dessen freier Schenkel mit der Durchführungsöffnung und mit dem Ansatz versehen ist. Dadurch erhält man eine einfache Ausgestaltung der Lötspitze trotz ihrer mehrfachen Funktion und kann sie gegebenenfalls leicht auswechseln.The soldering tip is expediently fastened to the soldering iron as a detachable one Formed angle, the free leg with the feed-through opening and with the approach is provided. This results in a simple design of the soldering tip despite its multiple functions and can easily be replaced if necessary.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung werden die Durchführungsöffnungen auf der Zuführungsseite des Lötdrahtes und eine gleichachsige Öffnung im Ansatz zur Begrenzung der Utzone konisch ausgebildet. Lötdrahtführung und Lötzonenbegrenzung sind auf diese besonders einfache Weise sichergestellt, und die Zuführung des Lötdrahtes wie der Fluß des schmelzenden Lotes werden erleichtert. Um eine genau bemessene Lötmenge zuzuführen und die Abschmelzung von dem Lötdraht ungestört zu bewirken, wird gemäß einer weiteren Ausführung der Erfindung der Lötdraht in eine senkrecht zur Schaltungsplatte bewegliche Führungshülse geführt, aus welcher er um einen für die Lötung nötigen Betrag herausgeschoben wird. Auf diese Weise wird nur eine Lötdrahtlänge freigelegt und der Schmelzwärme des Kolbens ausgesetzt, die der nötigen Lötmaterialmenge für die Lötstelle entspricht.According to a further embodiment of the invention, the lead-through openings on the feed side of the solder wire and an equiaxed opening in the approach designed conically to delimit the utzone. Solder wire guide and solder zone delimitation are ensured in this particularly simple way, and the supply of the solder wire like the flow of melting solder are facilitated. To a to supply precisely measured amount of solder and the melting of the solder wire undisturbed to cause, according to a further embodiment of the invention, the solder wire in guided a guide sleeve movable perpendicular to the circuit board, from which it is pushed out by an amount necessary for the soldering. In this way only a length of solder wire is exposed and exposed to the heat of fusion of the piston, which corresponds to the required amount of soldering material for the soldering point.

Im folgenden ist die Erfindung an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles beschrieben. Es bedeutet F i g. 1 ein schematisch dargestelltes Ausführungsbeispiel für die Lötvorrichtung gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine Prinzipskizze für die Lötvorrichtung in Ruhelage vor Lötbeginn, F i g. 3 die Lötvorrichtung in einer Zwischenstellung, F i g. 4 die Lötvorrichtung in ihrer Stellung während des Lötvorgangs, F i g. 5 die Lötvorrichtung in Ruhelage nach dem Lötvorgang.In the following the invention is shown on the basis of one in the drawing Embodiment described. It means F i g. 1 a schematically shown Embodiment of the soldering device according to the invention, FIG. 2 a schematic diagram for the soldering device in the rest position before the start of soldering, F i g. 3 the soldering device in an intermediate position, F i g. 4 the soldering device in its position during the Soldering process, F i g. 5 the soldering device in the rest position after the soldering process.

In F i g. 1 ist das Ende eines in Pfeilrichtung beweglichen Lötkolbens 1 dargestellt. An dem Lötkolben 1 ist eine Lötspitze 2 derart lösbar angeschraubt, daß sich die Lötspitze 2 über eine möglichst große Fläche mit dem Lötkolben 1 berührt. Die Lötspitze 2 ist aus einem an sich bekannten Material erstellt, das sich durch gute Wärmeleitfähigkeit und geringer Adhäsionskraft für das Lötmaterial auszeichnet. Die Lötspitze 1 ist als Winkel ausgebildet, dessen freier Schenkel 3 eine sich parallel zur Bewegungsrichtung des Lötkolbens 1 erstreckende Durchführungsöffnung 4 aufweist, in welche ein Lötdraht 5 mittels einer Führungshülse 6 eingeführt wird. Die Führungshülse 6 ist dabei ebenfalls parallel zur Bewegungsrichtung des Lötkolbens 1 beweglich. Aus der Führungshülse 6 kann der Lötdraht 5 herausgeschoben werden. An dem dem Lötdraht 5 zugekehrten Ende 7 ist die Durchführungsöffnung 4 konisch ausgebildet und mündet in eine ebenfalls konisch aufgebildete Öffnung 8, welche dem Ende 7 der Durchführungsöffnung 4 entgegengesetzt gerichtet ist und sich in einem Ansatz 9 am Schenkel 3 erstreckt.In Fig. 1 is the end of a soldering iron that can be moved in the direction of the arrow 1 shown. A soldering tip 2 is detachably screwed onto the soldering iron 1 in such a way that that the soldering tip 2 touches the soldering iron 1 over as large an area as possible. The soldering tip 2 is made of a material known per se, which is characterized by good thermal conductivity and low adhesive force for the soldering material. The soldering tip 1 is designed as an angle, the free leg 3 of which is parallel to the direction of movement of the soldering iron 1 extending through opening 4, into which a solder wire 5 is inserted by means of a guide sleeve 6. The guide sleeve 6 is also movable parallel to the direction of movement of the soldering iron 1. The soldering wire 5 can be pushed out of the guide sleeve 6. On the solder wire 5 facing end 7, the passage opening 4 is conical and opens into a likewise conical opening 8, which is the end 7 of the feed-through opening 4 is directed in the opposite direction and extends in a shoulder 9 on the leg 3.

Die Durchführungsöffnung 4 und die Öffnung 8 können auch in einem gesonderten, in die Lötspitze 2 einsetzbaren Körper vorgesehen werden, so daß der den Durchfluß des Lotes gewährleistende Teil der Lötvorrichtung ohne Abnahme der Lötspitze ausgewechselt werden kann.The passage opening 4 and the opening 8 can also be in one separate, can be provided in the soldering tip 2 body, so that the the flow of the solder ensuring part of the soldering device without removing the Soldering tip can be exchanged.

Die Wirkungsweise der dargestellten Lötvorrichtung zeigen die F i g. 2 bis 5. Auf einer Schaltungsplatte 10 ist eine Verdrahtung 11 in an sich bekannter Weise auf einer Seite festgelegt; wobei in der Zeichnung nur der Querschnitt eines Schaltdrahtes der Verdrahtung 11 gezeigt ist. Auf der anderen Seite der Schaltungsplatte 10 sind, ebenfalls in an sich bekannter Weise, elektrische Bauelemente 12 angesetzt, welche mit abgewinkelten Anschlußelementen 13 durch Öffnungen 14 auf die Verdrahtungsseite der Schaltungsplatte 10 hindurchragen und sich in dieser Lage an den jeweiligen Schaltdraht der Verdrahtung 11 anlegen. Zunächst wird die Schaltungsplatte 10 so eingestellt, daß sich die jeweilige Lötstelle 12/13 im Arbeitsweg der Lötspitze 2 und des Lötdrahtes 5 befindet (F i g. 2). Dies kann z. B. durch einen nicht dargestellten, an sich bekannten Kreuzschlitten geschehen, auf welchen die Schaltungsplatte 10 aufgelegt wird und welcher für die automatische Herstellung der Verdrahtung 11 verwendet wird und daher bereits vorhanden 'ist, Die erfindungsgemäße Lötvorrichtung braucht lediglich an Stelle der Einrichtung für die Verdrahtung vor Beginn der Verlötung über den genannten Kreuzschlitten eingeschwenkt zu werden. Sodann senkt sich die Lötspitze 2 bis zum Aufsitzen auf der Verdrahtung 11. über den Lötkolben 1 (F i g. 1) wird die Lötspitze 2 und damit die Lötstelle 11/13 aufgeheizt. Unterdessen wird der Lötdraht 5 so weit aus der Führungshülse 6 herausgeschoben, wie Lötmaterial für diese Lötstelle benötigt - wird. Diese Länge ist einstellbar (F i g. 3). Hierauf wird mittels der Führungshülse 6 der Lötdraht 5 durch die Führungsöffnung 4 eingeführt (F i g. 4). Das freigelegte Lötmaterial kommt zum Schmelzen und fließt in einen im wesentlichen durch die konische öffnung 8 begrenzten Raum; d. h. in die Lötzone. Die Heizung der Lötspitze 2 wird unterbrochen, und während das Lötmaterial erkaltet, beginnt sich die Führungshülse 6 abzuheben, während sich die Lötspitze 2 erst nach Erkalten des Lötmaterials abhebt (F i g. 5). Von dem vorgeschobenen Lötdraht 5 ist dabei das in F i g. 5 schraffiert dargestellte Ende 15 abgeschmolzen. Der auf diese Weise erzeugte Lötkegel 16 wird nicht größer, als es die mindest notwendige Menge des Lötmaterials erfordert, und der für den Lötvorgang benötigte Platz wird nur um die Wandstärke des Ansatzes 9 zusätzlich hierzu vergrößert. Die den Lötvorgang bewirkenden Werkzeugbewegungen sind gleichgerichtet und liegen senkrecht zur Ebene der Schaltungsplatte 10. Die Verwirklichung derartiger Bewegungen lassen sich aber besonders leicht maschinell durchführen, z. B. mittels einer einfachen Nockensteuerung.The mode of operation of the soldering device shown is shown in FIG G. 2 to 5. A wiring 11 is known per se on a circuit board 10 Way set on one side; where in the drawing only the cross section of one Jumper wire of the wiring 11 is shown. On the other side of the circuit board 10, electrical components 12 are attached, also in a manner known per se, which with angled connection elements 13 through openings 14 on the wiring side the circuit board 10 protrude and in this position to the respective Apply jumper wire to wiring 11. First, the circuit board 10 becomes so set that the respective soldering point 12/13 is in the work path of the soldering tip 2 and the solder wire 5 is located (Fig. 2). This can e.g. B. by a not shown, known compound slide happen on which the circuit board 10 is applied and which is used for the automatic production of the wiring 11 and is therefore already present, the soldering device according to the invention needs only in place of the facility for wiring before starting soldering to be swiveled in via the compound slide mentioned. Then it sinks Soldering tip 2 until it is seated on the wiring 11. via the soldering iron 1 (F i G. 1) the soldering tip 2 and thus the soldering point 11/13 is heated up. Meanwhile the solder wire 5 is pushed out of the guide sleeve 6 as far as solder material required for this solder joint - is. This length is adjustable (Fig. 3). On that the soldering wire 5 is inserted through the guide opening 4 by means of the guide sleeve 6 (Fig. 4). The exposed solder material melts and flows into you space essentially delimited by the conical opening 8; d. H. into the soldering zone. The heating of the soldering tip 2 is interrupted and while the soldering material cools down, begins to lift the guide sleeve 6, while the soldering tip 2 only after Cooling of the solder material lifts off (Fig. 5). From the advanced solder wire 5 is while that in FIG. 5 end 15 shown hatched melted. The one on this Solder cone 16 produced in this manner does not become larger than the minimum necessary amount of the soldering material required, and the space required for the soldering process only becomes increased by the wall thickness of the approach 9 in addition to this. The the soldering process causing tool movements are in the same direction and are perpendicular to the plane of the circuit board 10. The realization of such movements can, however particularly easy to carry out by machine, e.g. B. by means of a simple cam control.

Claims

Claims: 1. Automatically controllable soldering device for soldering of circuit boards for telecommunications, in particular telephone systems, in which the circuit board carries the wiring on one side, on which the with her to be soldered electrical components rest with their connection elements, thereby marked that an automatically controlled, essentially perpendicular to the Circuit board (10) of movable soldering iron (1) provided with a soldering tip (2) is, which is directed to the plane of the plate through opening (4) for a also has automatically supplied solder wire (5) in a certain length and is provided with an approach (9) delimiting the soldering zone in such a way that the approach (9) in the working position of the soldering iron (1) on the wiring (11), the soldering point (11/13) closely encompassing.

2. Soldering device according to claim 1, characterized in that that the soldering tip (2) is designed as a releasable angle attached to the soldering iron (1) is, whose free leg (3) with the passage opening (4) and with the approach (9) is provided.

3. Soldering device according to claim 2, characterized in that the feed-through opening (4) on the feed side of the solder wire (5) and an equiaxed opening (8) in the extension (9) to delimit the soldering zone conically are trained.

4. Soldering device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that the solder wire (5) in a perpendicular to the circuit board (10) movable guide sleeve (6) is guided, from which he is around one for the soldering necessary amount is pushed out.