DE1591829C3 - Vorrichtung zur Lötung gedruckter Schaltungen durch Schlepplöten - Google Patents

Description

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sein braucht und sich zwischenzeitlich während der der Temperatur der Lotschmelze, Bruchteile von Se-Einschaltpausen wieder ausreichend abkühlen kann. künden bis zu einigen — etwa 10 Sekunden — und Denn der Ultraschallgeber wird ausgeschaltet, sobald gestattet es, mit einem kurzen Trog 13 für die Lotdie Platte weiterläuft oder die Haltezone ganz verlas- schmelze 1 auszukommen.

sen hat, und erst wieder eingeschaltet, sobald die 5 In Bewegungsrichtung vor dem Halter 8 sind auf nächste Platte in die Haltezone gelangt ist und ange- der Kette 4 oder an der Vorderseite des Halters gehalten wird. lenkig mindestens zwei Abschäumbleche 5 aufge-

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist vorge- hängt, welche während des Transportes der Platte 2

sehen, daß der Boden des Troges unter der Halte- auf der Oberfläche der Lotschmelze Oxide und Ver-

zone bis auf einen geringen Abstand (z. B. 3 bis io unreinigungen von dieser vor dem Werkstück ab-

15 mm) unter die Oberfläche der Lotschmelze hoch- schäumen.

gezogen ist und daß der Ultraschallgeber unter dem Die Kettenführung an jeder Seite des Troges 1 behochgezogenen Boden angeordnet ist. Bei dieser steht aus zwei Stücken 32 α und 32 b, von denen je-Ausführungsform wird der Vorteil erreicht, daß die des aus einem rechteckigen Hohlprofil besteht. In Lotschmelze in der schmalen Haltezone rationell er- 15 einer Seite jedes Hohlprofils ist ein Führungsschlitz regt werden kann und gleichzeitig eine optimale Er- 30 für die Kette 4 eingearbeitet. Beide Führungsregung durch Ultraschall, der sich in Flüssigkeiten stückpaare 32 a und 326 sind auf einer Schiene 33 nicht weit fortpflanzt, an der Grenzfläche zwischen mit Langlöchern 36, durch die in die Führungsstücke der Lotschmelze und einer zu lötenden gedruckten eingreifende Arretierungsschrauben 37 hindurchge-Platte möglich ist. 20 hen, gegeneinander zur Einstellung des eigentlichen

Bevorzugt ist für die Übertragung des Ultraschal- Schleppweges A-E verschieblich. Am Außenende je-

les auf die Lotschmelze eine Ultraschall übertra- des der beiden Führungsstückpaare ist ein Zahnrad

gende Platte aus einer schlecht verzinnbaren Legie- 31 zur winkelgerechten Führung der Kette in bezug

rung über dem Ultraschallgeber angeordnet. auf die Führungsschlitze der Führungsstücke befe-

Weiterhin sind vorteilhafterweise im ultraschaller- 35 stigt. Die Einstellung der Führungsstücke 32 a und regten Gebiet seitliche Führungsschienen für Ab- 32 b zueinander kann von Hand an einem Handrad schäumbleche angeordnet, durch die diese abgeho- 38 über ein Kegelzahnradpaar 39 und zwei Schrauben und gegen eine Berührung der Ultraschall über- benspindeln 40, 41 mit gegenläufigem Gewinde auf tragenden Platte gesichert werden. einer angetriebenen Welle 42, die mit Muttergewin-

Bevorzugt ist der Ultraschallgeber allseitig von 30 den an den Führungsstücken 32 a und 326 zusam-

einem Gehäuse umschlossen, durch das ein gasförmi- menarbeiten, ausgeführt werden,

ges oder flüssiges Kühlmittel zirkuliert. Bei dieser Zur besseren Übersichtlichkeit sind die vorstehend

Ausführungsform ist eine noch stärkere Kühlung des beschriebenen Einzelteile in Fig. 2 fortgelassen. Um

Ultraschallgebers zur Vermeidung jeglicher Überhit- Wiederholungen zu vermeiden, ist vielmehr nur die

zung von diesem möglich. 35 Kettenführung 4 ohne den Halter 8 mit der Leiter-

Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind meh- platte 2 angedeutet. Der Trog 13 des Lotschmelzbarere Ultraschallgeber in Querrichtung des Troges un- des 1 unterscheidet sich von dem Trog der Fig. 1 dater der Haltezone angeordnet. durch, daß der Boden der z. B. durch Guß hergestell-

Der Ultraschallgeber umfaßt vorteilhafterweise ten Wanne für die Lotschmelze 1 in der Mitte im Beeinen Frequenzbereich von 15 bis 40 kHz. 40 reich der Haltezone S hochgezogen ist. Der in Drauf-

Da der Ultraschallgeber nur jedesmal dann einge- sieht rechteckige Hohlraum 22 ist auf der Oberseite schaltet zu sein braucht, wenn eine zu lötende ge- durch eine Ultraschall übertragende Platte 17 abgedruckte Platte in der Haltezone angehalten wird, ist schlossen. Die Oberfläche dieser Platte soll, wenn es auf einfache Weise möglich, die Einschaltzeit des der Trog 13 in der gewünschten Niveauhöhe mit Ultraschallgebers über die Anhaltezeit für die Platte 45 Lotschmelze gefüllt ist, etwa 3 bis 15 mm unterhalb zu steuern. dieses Niveaus liegen. Diese Platte besteht aus einem

Die Erfindung ist im nachstehenden beispielsweise praktisch nicht verzinnbaren Metall, beispielsweise

an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt aus Edelstahlen, Titan oder Titanlegierungen wie

Fig. 1 eine Schlepplötvorrichtung nach dem beispielsweise Titan-Beryllium. Die Befestigung der

Hauptpatent in schematischer Seitenansicht und 50 Platte auf dem Wandungsteil 14 erfolgt mittels einer

F ig. 2 einen Längsschnitt durch einen Trog für hitzebeständigen Dichtung 25.

die Lotschmelze. Unterhalb dieser Platte 17 sind z.B. drei Ultra-Gemäß Fig. 1 dient ein Halter8 zum Transport schallgeber 16 in Querrichtung des Troges 13 dereiner zu verzinnenden gedruckten Platte 2 über die art eingebaut, daß ihre Schall abgebende Fläche in Oberfläche einer in einem Trog 13 enthaltenen Lot- 55 unmittelbarem Berührungskontakt mit der Platte 17 schmelze 1. Seine Transportketten 4 verlaufen beid- steht. Dadurch wird die Lotschmelze und die daraufseitig über den Trog 13. Der Halter besteht aus schwimmende gedruckte Platte 2 bei Einschaltung einem Rahmen, der auf Querstäben 7 α, 7 b aufruht, der Ultraschallgeber im Bereich der Haltezone S fast die die beiden Ketten 4 verbinden. An dem Halterah- unmittelbar durch Ultraschall erregt,
men hängen Halteschienen 3 a, 3 b, von denen wenig- 60 Wie F i g. 2 erkennen läßt, sind die Ultraschallgestens eine federnd angeordnet ist und zwischen denen ber 16 von einem praktisch allseitig geschlossenen die Leiterplatte 2 leicht einsetzbar und herausnehm- Raum 22 umschlossen, der nach unten durch einen bar befestigt werden kann. In der gezeichneten Stel- kaminartigen Anbau 18 verlängert ist. Leitflächen 19 lung hat sich die Platte 2 bereits auf die Oberfläche sorgen dafür, daß ein geeignetes Kühlmedium, wie der Lotschmelze 1 abgesenkt und auf dieser schwim- 65 beispielsweise Kühlluft, bei 20 eintreten und bei 21 mend bis in die Haltestellung vorwärts bewegt. Ort austreten kann und dabei die Ultraschallgeber kühlt, und Zeit dieser Haltestellung sind einstellbar. Der um die jeweils im Schallgeber verwendeten Piezokri-HaIt dauert gewöhnlich, abhängig insbesondere von stalle unter der kritischen Maximaltemperatur zu

halten. Das ist wichtig, weil die Ultraschallgeber außer durch ihre Eigenerwärmung durch die Hitze der benachbarten Lotschmelze gefährdet sind.

Die AbschäumblecheS müssen so geführt sein, daß sie selbst bei kleinster Kettengeschwindigkeit die Ultraschall übertragende Platte 17 weder berühren noch ihr zu nahe kommen. Das kann durch seitliche Führungsschienen erfolgen, die die Bleche 5 in dem kritischen, ultraschallerregten Gebiet so weit abheben, daß sie in keinem Falle die Platte 17 berühren.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

1 2 Vorrichtung der eingangs genannten Gattung, bei der Patentansprüche: der Bedarf an Flußmitteln im Betrieb eingeschränkt ist oder ganz ausgeschlossen werden kann, um da-

1. Vorrichtung zur Lötung gedruckter Schal- durch Korrosionsgefahren für die Lötungen durch tungen durch Schlepplöten, bei der die gedruckte 5 nicht abwaschbare Reste insbesondere stärker akti-Platte durch eine Transportkette schwimmend vierter Flußmittel auszuschließen und somit eine opüber eine ruhende Lotschmelze gezogen wird und timale Zuverlässigkeit der Lötungen zu gewährleiwährend des Schwimmweges der Platte auf der sten.

Oberfläche der Lotschmelze ein zeitlich regulier- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gebarer Anhalt der Platte erfolgt, nach Patent io löst, daß zumindest ein Ultraschallgeber unter der 1251395, dadurch gekennzeichnet, Haltezone im Trog für die Lotschmelze eingebaut ist daß zumindest ein Ultraschallgeber (16) unter und daß die Schaltung für den Halt der Platte mit der Haltezone (S) im Trog (13) für die Lot- der Schaltung des Ultraschallgebers derart verbunschmelze (1) eingebaut ist und daß die Schaltung den ist, daß dieser während der Zeit des Haltes der für den Halt der Platte (2) mit der Schaltung des 15 Platte automatisch eingeschaltet ist.
Ultraschallgebers (16) derart verbunden ist, daß Bei einer Lötwellen-Maschine für gedruckte Schaldieser während der Zeit des Haltes der Platte tungen (USA.-Patentschrift 3 084 650) ist es an sich automatisch eingeschaltet ist. bekannt, einen Ultraschallerzeuger zu verwenden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Bei dieser bekannten Vorrichtung wird im Betrieb kennzeichnet, daß der Boden des Troges (1) un- 20 ständig eine stehende Welle in der Lotschmelze erter der Haltezone (S) bis auf einen geringen Ab- zeugt und werden die zu lötenden gedruckten Platten stand (3 bis 15 mm) unter die Oberfläche der so weit oberhalb der Lotschmelze vorbeigeführt, so Lotschmelze hochgezogen ist und daß der Ultra- daß sie mit der Lotschmelze nur im Bereich des Rükschallgeber (16) unter dem hochgezogenen Boden kens der stehenden Welle in Berührung kommen, angeordnet ist. 25 Der Ultraschallerzeuger soll bei der bekannten Vor-

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da- richtung dazu dienen, Ultraschallenergie auf die stedurch gekennzeichnet, daß für die Übertragung hende Welle zu übertragen. Versuche mit dieser be; des Ultraschalles auf die Lotschmelze eine Ultra- kannten Vorrichtung haben ergeben, daß zwar durch* schall übertragende Platte (17) aus einer schlecht eine Ultraschallerregung der Lötwelle ein gewisser verzinnbaren Legierung über dem Ultraschallge- 30 Effekt entsteht, der jedoch bei weitem nicht den ber angeordnet ist. Wünschen entspricht, die man daran knüpfte. Diese

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- Versuche haben bislang nicht zu einer praktisch kennzeichnet, daß im ultraschallerregten Gebiet möglichen Auswertung geführt.

seitliche Führungsschienen für Abschäumbleche Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht (5) angeordnet sind, durch die diese abgehoben 35 darin, daß die Ultraschallenergie im Bereich der HaI- und gegen eine Berührung der Ultraschall über- tezone direkt auf die mit einer zu lötenden gedrucktragenden Platte (17) gesichert werden, ten Platte in Berührung stehende Lotschmelze ein-

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden wirkt, wobei sich gerade im Bereich der Haltezone Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ul- die Möglichkeit für eine ausreichend intensive Betraschallgeber allseitig von einem Gehäuse (18, 40 schallung der Platte ergibt.

22) umschlossen ist, durch das ein gasförmiges Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung

oder flüssiges Kühlmittel zirkuliert. besteht darin, daß nicht nur Einrichtungen zur Er-

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden zeugung stehender Wellen entfallen können, sondern Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß meh- auch, da die Ultraschallenergie unmittelbar an der rere Ultraschallgeber (16) in Querrichtung des 45 Grenzfläche zwischen der Lotschmelze und einer zu Troges (13) unter der Haltezone angeordnet sind. lötenden gedruckten Platte zur Wirkung kommt und

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden dadurch weitgehend die Wirkung chemischer Schutz-Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ul- mittel beim Lötvorgang übernimmt, gedruckte Schaltraschallgeber (16) einen Frequenzbereich von 15 tungen entweder mit sehr schwachen, also ungefährbis 40 kHz umfaßt. 5° liehen Flußmitteln oder sogar ohne irgendwelche

Flußmittel gelötet werden können. Es ist sogar mög-

lieh, Komponentendrähte, die beispielsweise aus Nikkei, Nickeleisen oder Kovar bestehen, die normaler-

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Lö- weis nur mit stärksten und damit korrosionsgefährtung gedruckter Schaltungen durch Schlepplöten, bei 55 liehen Flußmitteln gerade noch gelöst werden könder die gedruckte Platte durch eine Transportkette nen, praktisch ohne Flußmittel mit der auf einer schwimmend über eine ruhende Lotschmelze gezo- Platte vorgesehenen gedruckten Schaltung löttechgen wird und während des Schwimmweges der Platte nisch, also metallisch zu verbinden. Die Gefahr von auf der Oberfläche der Lotschmelze ein zeitlich regu- Korrosionen, die fast immer auf Flußmittel zurücklierbarer Anhalt der Platte erfolgt, nach Patent 60 zuführen sind, ist damit ausgeschlossen, und es ist 1251395. Zur Vermeidung von Lotverdickungen nicht mehr notwendig, auf solche Weise gelötete (»Eiszapfen«) und Erzielung zuverlässiger Lötungen Platten nachträglich zu waschen, um sie von Flußauch bei miniaturisierten Schaltungen wird nach dem mittelresten zu befreien.

Vorschlag des Hauptpatentes der Schleppweg der zu Schließlich besteht ein Vorteil der Erfindung

bedruckenden Leiterplatten über und aus der Lot- 65 darin, daß eine schädliche Überhitzung des Ultraschmelze in Einfahrweg, Anhalt und Ausfahrweg un- schallgeber auf Grand eines Dauerbetriebes nicht terteilt. möglich ist, da der Ultraschallgeber immer nur kurz-

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer zeitig für eine optimale Zeitdauer eingeschaltet zu