DE202005003277U1

DE202005003277U1 - Lotabweiser für Konvektionsheizzone

Info

Publication number: DE202005003277U1
Application number: DE200520003277
Authority: DE
Original assignee: Smart Reflow GmbH
Current assignee: Smart Reflow GmbH
Priority date: 2005-02-26
Filing date: 2005-02-26
Publication date: 2005-06-16
Anticipated expiration: 2015-02-27

Abstract

Vorrichtung zur konvektiven Beheizung von Leiterplatten, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Abweisvorrichtungen enthält, die flüssiges Lot von gefährdeten Einbauten wie z.B. Lüfterrädern oder elektrischen Verbindungen fernhalten.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erwärmung von flächigen Leiterplatten für elektronische Baugruppen durch Konvektion.
1. Stand der Technik
Zur Serienfertigung elektronischer Baugruppen wird häufig das sog. Wellen- oder Schwalllöten eingesetzt.
Dabei wird ein Baugruppenträger (Leiterplatte) zunächst mit den Bauelementen bestückt, mit Flussmittel benetzt, getrocknet und anschließen über ein Bad mit flüssigem Lot geführt. Dabei werden die Anschlussbeine wie auch die Kontaktflächen der Leiterplatte von flüssigem Lot benetzt und somit verbunden.
Eine schockartige von Raumtemperatur auf Löttemperatur im flüssigen Lot ist nicht zulässig. Deshalb, und auch, um die flüchtige Bestandteile der Flussmittel zu entfernen, bevor sie mit den flüssigen Lot in Berührung kommen, muß die Leiterplatte nach dem fluxen (=Aufbringen des Flussmittels) und vor dem eigentlichen Löten auf eine Temperatur von 100 ... 150°C vorgewärmt werden. Die Beheizung erfolgt vorwiegend von der Unterseite der Platte, da einerseits auf der Oberseite häufig wärmeempfindliche Bauelemente sitzen, andererseits ja nur die Unterseite der Leiterplatte gelötet werden soll.
Solche sog. Vorheizzonen nach üblicher Bauart übertragen die Prozesswärme durch Infrarotstrahlung und/oder erzwungene Konvektion auf die Leiterplatte.
Wärmeübertragung auf der Basis von Zwangskonvektion bietet einige Vorteile, bei der Verwendung moderner, wasserbasierender Flussmittel. Deshalb geht der Trend weg von Infrarotheizzonen zu mehr und mehr konvektiv beheizten Systemen.
2. Nachteile der gängigen Konvektionsheizmodule
Alle Systeme, die Wärme durch ein bewegtes Fluid übertragen, benötigen Kanäle, Bohrungen oder andere Leitvorrichtungen, um den Wärmeträger (hier: heiße Luft) auf die Werkstückoberfläche zu richten. Bei allen gängigen System tritt die heiße Luft durch Loch- oder Schlitzdüsenfelder aus. Funktionsweise, Auslegung und Optimierung solcher Systems sind bestens untersucht und beispielsweise im VDI-Wärmeatlas öffentlich zugänglich dokumentiert.
Nachteilig an diesem Konzept ist, daß flüssiges Lot aufgrund seines hohen spezifischen Gewichts der Luftströmung entgegenströmen kann. Das flüssige Lot sammelt sich dann im Inneren des Konvektionsmodul, wo es schließlich erstarrt. Da die flüssigen Lottropfen eine hohe Bewegungsenergie mit sich führen, können sie auch entgegen der Schwerkraft beispielsweise an einer Wand oder Schräge aufsteigen. Das Modul wird schließlich beschädigt durch verengte Strömungsquerschnitte, blockierte Lüfterräder Kurzschlüsse von elektrischen Verbindungen usw.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Schäden durch eindringendes Lot zu verhindern.
Die erfindungsgemäße Lösung nutzt die unterschiedlichen Trägheitseigenschaften des Wärmeträgers Luft und des Lotes aus, um die beiden Stoffe zu trennen.
Sowohl saugseitig vor den Lüftern wie auch druckseitig hinter den Lüftern sind Abweisbleche angeordnet, die von einem leichten Fluid (Luft) anders durchströmt werden, als von schweren Tropfen. Sie lassen die Tropfen somit nicht in gefährdete Bereiche gelangen. Die übliche Einbaulage des Moduls ist um ca. 7° zur die Waagerechten geneigt. Hält man das flüssige Lot im oberen Kasten zurück, so sammelt es sich konzentriert am tiefsten Punkt, ohne dass es weiterer Maßnahmen bedarf.
Prallbleche ähnlich der gezeigten Ausführung, jedoch anderer Auslegung, finden als Aerosolabscheider in der Lufttechnik vielfache Anwendung.
Die zurückgehaltenen Tropfen können sich entweder an einer ungefährdeten Stelle im Inneren des Moduls sammeln oder mittels einer an der tiefsten Stelle des Moduls angebrachten Bohrung dieses verlassen und an unschädlicher Stelle außerhalb des Moduls aufgefangen werden.
1 zeigt das Modul (1) in der Einbauumgebung mit Führungsschienen (2), mit 2 Leiterplatten (3). Die Leiterplatten befinden sich auf einem Werkstückträger (nicht dargestellt), der auf den Führungsschienen (2) über das Modul gefahren wird.
2 zeigt den Aufbau eines Moduls (herkömmliche Ausführung ohne Lotabweiser) im Schnitt mit Lochblech (4), Heizkörpern (5) und Lüfter (6). Das Lochblech weist einen Ansaugbereich (7) und eine Ausblasbereich (8) auf.
3 zeigt den Aufbau eines Moduls (erfindungsgemäße Ausführung mit Lotabweiser) im Schnitt mit Lochblech (4), Heizkörpern (5) und Lüfter (6). Das Lochblech weist einen Ansaugbereich (7) und eine Ausblasbereich (8) auf. Das Modul unterscheidet sich von 2 durch Lotabweiser im Ansaugbereich (9) und im Ausblasbereich (10) des Lüfters. Alle anderen Komponenten sind unverändert.
4 zeigt im Schnitt exemplarisch den Ansaugbereich des Lüfters in typischer Einbaulage mit eingezeichneten Stromfäden (11)
5 zeigt im Schnitt exemplarisch den Ansaugbereich des Lüfters in typischer Einbaulage mit eingezeichneten Partikelbahnen (12). Abweisbleche, Stromfäden wie auch Partikelbahnen im Ausblasbereich sind nicht dargestellt.

Claims

Vorrichtung zur konvektiven Beheizung von Leiterplatten, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung Abweisvorrichtungen enthält, die flüssiges Lot von gefährdeten Einbauten wie z.B. Lüfterrädern oder elektrischen Verbindungen fernhalten.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abweisvorrichtungen aus Blech gefertigt sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, die Vorrichtung ein oder mehrere Depots zum Sammeln des flüssigen Lotes an unschädlicher Stelle enthält.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtung einen Ablauf für das flüssige Lot enthält.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, gekennzeichnet dadurch, dass die Vorrichtung einen Ablauf für das flüssige Lot an der tiefsten Stelle des Moduls enthält.