DE202007017553U1

DE202007017553U1 - Device for soldering electrical circuit boards

Info

Publication number: DE202007017553U1
Application number: DE202007017553U
Authority: DE
Original assignee: KAUTZ ALEXANDER
Current assignee: KAUTZ ALEXANDER
Priority date: 2007-12-15
Filing date: 2007-12-15
Publication date: 2008-05-08
Anticipated expiration: 2017-12-16

Abstract

Vorrichtung zur Verlötung von elektrischen Leiterplatten durch Benetzung von der Unterseite durch die Erzeugung einer Lötwelle, bestehend aus einem mit Lotschmelze gefülltem Behälter, in dem sich eine Pumpe zur Beschickung einer mit Düsenbohrungen versehenen Lötdüse befindet, dadurch gekennzeichnet, dass bei mindestens den beiden oberen Lochreihen der Lötdüse die Düsenlöcher in vertikalen geraden Linien übereinander angeordnet sind.contraption for soldering of electrical circuit boards by wetting from the bottom through the generation of a solder wave, consisting of a container filled with molten solder, in which a pump for feeding one with nozzle bores provided soldering nozzle is located, characterized in that at least the two upper rows of holes the solder nozzle the nozzle holes in vertical straight lines on top of each other are arranged.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Löten von elektrischen Leiterplatten. Insbesondere betrifft sie die Anordnung von Düsenlöchern zur Verteilung der Lotschmelze.The The invention relates to a device for soldering electrical circuit boards. In particular, it relates to the arrangement of nozzle holes for distributing the solder melt.

Solche Vorrichtungen sind unter anderem aus der DE 43 29 000 C2 bekannt. Hierin wird eine Vorrichtung beschrieben, die im Wesentlichen aus einem mit Lotschmelze gefüllten Behälter, in dem sich ein Pumpenaggregat befindet, das die Lotschmelze zu einer Lötdüsenplatte mit Düsenlöcher fördert, besteht. Auf der Oberseite der plattenförmigen Lötdüse bildet die Lotschmelze eine wellenförmige Schicht, die sich kontinuierlich erneuert. Durch die Schrägstellung fließt die Lotschmelze kontinuierlich zur tiefer gelegenen Kante, während durch die Düsenöffnungen ständig neue Lotschmelze von unten nachströmt.Such devices are inter alia from the DE 43 29 000 C2 known. Herein, a device is described which consists essentially of a solder melt filled container in which there is a pump unit, which promotes the solder melt to a Lötdüsenplatte with nozzle holes exists. On the upper side of the plate-shaped soldering nozzle, the solder melt forms a wave-shaped layer, which is continuously renewed. Due to the inclination, the solder melt flows continuously to the lower edge, while constantly flows through the nozzle openings new solder melt from below.

Über diese Fläche werden die mit elektrischen Elementen bestückte Leiterplatten parallel und schräg nach oben entsprechend der Winkelstellung der Lötdüse so geführt, dass die Unterseiten dieser Leiterplatten mit der Lotschmelze benetzt werden. Die für eine Verlötung auf der Leiterplatte vorgesehenen Leiterbahnen und Verbindungsstellen werden hierdurch, zusammen mit dem Rest der Leiterplatte, von der Lotschmelze benetzt, wobei sich die Lotschmelze beim Verlassen der Lötdüse wieder komplett von den nicht vorgesehenen Flächen der Leiterplatten löst und auf die Lötdüse zurück tropfen soll. Diese Leiterplatten ziehen jedoch aufgrund der Oberflächenspannung der Lötschmelze einen Teil der Lotschmelze, vor allem in den Bereichen der zu benetzenden Leiterbahnen und Verbindungsstellen, unter bzw. mit sich her. Es kommt zu einem unerwünschten Abtropfen der überflüssigen Lotschmelze im Bereich nach der Lötdüse bzw. zu einem erhöhten und zu dickem Auftrag an Lotschmelze, wodurch die Herstellkosten einer solchen Leiterplatte ansteigen. Dies will die erwähnte Patentschrift durch die dreieckförmige Anordnung der Düsenöffnungen und Ausbildung von Dreieckspitzen verbessern.About these area become the printed circuit boards equipped with electrical elements in parallel and oblique upwards according to the angular position of the soldering nozzle so guided that the undersides of these circuit boards be wetted with the solder melt. The provided for a soldering on the circuit board Tracks and junctions are thereby, together with the rest of the circuit board, wetted by the molten solder, with the solder melt when leaving the soldering again completely from the not provided areas the PCB dissolves and drip back onto the soldering nozzle should. However, these circuit boards draw because of the surface tension the solder melt a part of the molten solder, especially in the areas of wetting Tracks and connection points, under or with itself. It comes to an unwanted dripping the superfluous molten solder in the area after the soldering nozzle or to an increased and to thick order solder melt, causing the production costs rise such a circuit board. This wants the mentioned patent through the triangular arrangement the nozzle openings and to improve training of triangle tips.

Diese Lösung lässt jedoch nur eine beschränkte Relativgeschwindigkeit der Leiterplatten zur Lötdüsenplatte zu. Bei Erhöhung der Geschwindigkeit zur Steigerung der Produktivität kommt es schon bald zu einem unkontrollierten Abriss der Lotschmelze und zu den vorstehend geschilderten Problemen.These solution leaves, however only a limited one Relative speed of the PCB to Lötdüsenplatte too. When increasing the Speed to increase productivity will soon become one uncontrolled demolition of the molten solder and to those described above Problems.

Ein weiteres Problem ist die unterschiedliche Schichtdicke der Lötwelle in Produktionsrichtung, denn die gegen die Produktionsrichtung zurückströmende Lotschmelze akkumuliert sich mit jeder horizontalen Lochreihe auf dem Weg nach unten, sodass die Schichtdicke der Lotschmelze an den unteren horizontalen Lochreihen erheblich dicker ist. Dies kann zu örtlichen Überhitzungen und thermischen Schädigung der Leiterplatten durch die über 200°C heiße Lotschmelze führen.One Another problem is the different layer thickness of the solder wave in Production direction, because the flowing back against the production direction solder melt accumulates with each horizontal row of holes on the way to below, so that the layer thickness of the molten solder to the lower horizontal Rows of holes is considerably thicker. This can lead to local overheating and thermal damage the circuit boards through the over 200 ° C hot molten solder to lead.

Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Lötdüse zur Steigerung der Produktionsgeschwindigkeit und zum Aufbringen einer definierten Schichtdicke auf Leiterplatten. Dies wird durch die Merkmale der nachstehend beschriebenen Vorrichtung erreicht.task The invention is to provide a soldering nozzle for increasing the production speed and for applying a defined layer thickness on printed circuit boards. This is due to the features of the device described below reached.

In der erfindungsgemäßen Ausführung ist die Anordnung der Düsenlöcher der Lötdüse im oberen Auslaufbereich, bei mindestens den letzten beiden horizontalen Lochreihen in Produktionsrichtung zur Erzielung eines möglichst gleichmäßigen Austritts der Lotschmelze in horizontalen, quer zur Produktionsrichtung stehenden, und in vertikalen, in Produktionsrichtung stehenden Reihen vorgesehen. Die benachbarten Düsenlöcher bilden somit jeweils ein rechteckiges Lochbild. Die übrigen horizontalen Lochreihen im unteren Benetzungsbereich können auch quer zur Produktionsrichtung versetzt angeordnet werden, wobei sich ein Parallelogramm bzw. Dreieck zu den benachbarten Löchern bildet. Ausgenommen hiervon bleiben jedoch immer mindestens die beiden oberen horizontalen Lochreihen im Auslaufbereich, die zur Erzeugung einer verbesserten Abrisskante vertikal übereinander angeordnet sein müssen.In the embodiment of the invention is the Arrangement of the nozzle holes of Soldering nozzle in the upper Outlet area, at least the last two horizontal rows of holes in the direction of production to achieve a uniform as possible exit the molten solder in horizontal, transversely to the direction of production, and provided in vertical, in the production direction rows. The adjacent nozzle holes form thus each a rectangular hole pattern. The remaining horizontal rows of holes in the lower wetting area can also be arranged offset transversely to the production direction, wherein forms a parallelogram or triangle to the adjacent holes. However, at least the two upper ones are always excluded horizontal rows of holes in the outlet area, which produce a improved spoiler edge must be arranged vertically one above the other.

Durch die verbesserte Ausgestaltung des Auslaufbereichs mit mindestens den beiden oberen Reihen der Düsenlöcher der Lötdüse kann die Produktionsgeschwindigkeit erhöht und gleichzeitig eine geringe verbleibende Schichtdicke des Auftrags auf der Leiterplatte erreicht werden. Hierbei ist es weiterhin vorteilhaft, den Lochabstand der Düsenlöcher möglichst eng zu wählen und den Durchmesser dieser Bohrungen möglichst klein, eher im unteren Durchmesserbereich zu halten.By the improved design of the outlet area with at least the two upper rows of nozzle holes the Soldering nozzle can the production speed increases and at the same time a small one remaining layer thickness of the job on the circuit board reached become. It is also advantageous, the hole spacing of the Nozzle holes possible narrow to choose and the diameter of these holes as small as possible, more in the lower diameter range to keep.

Als vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn die Düsenlöcher einen Durchmesser zwischen 2 und 6 mm haben. In einer besonders bevorzugten Ausführung haben die Düsenlöcher einen Durchmesser zwischen 3 und 4 mm. Hierdurch wird ein guter Kompromiss zwischen möglichst kleinen Bohrungen zur Erzielung einer ausreichenden Querverteilung durch einen Stau unterhalb der Düsenplatte sowie einer ausreichend dicken Lötwelle auf der Düsenplatte erreicht.When Advantageously, it has been shown, when the nozzle holes have a diameter between 2 and 6 mm have. In a particularly preferred embodiment the nozzle holes one Diameter between 3 and 4 mm. This will be a good compromise between as possible small holes to achieve adequate lateral distribution through a jam below the nozzle plate and a sufficiently thick solder wave on the nozzle plate reached.

Gleichzeitig müssen diese Düsenlöcher einen Mittenabstand in horizontaler Richtung zwischen 3 und 13 mm haben, um eine gleichmäßige Schichtdicke der Lötwelle über die Breite der Lötdüse zu erzielen. Um genügend Lotschmelze in Produktionsrichtung zu liefern müssen die horizontalen Lochreihen einen Mittenabstand zwischen 4 und 10 mm haben. Bei Versatz horizontaler Lochreihen soll der Versatz jeweils mittig sein.At the same time these nozzle holes must have a center distance in the horizontal direction between 3 and 13 mm in order to achieve a uniform layer thickness of the solder wave across the width of the solder nozzle. In order to supply enough molten solder in the direction of production, the horizontal perforation must hen have a center distance between 4 and 10 mm. If horizontal rows of holes are offset, the offset should be in the middle.

Als vorteilhaft hat sich gezeigt, dass der Durchmesser der Lochreihen im Benetzungsbereich gegen die Produktionsrichtung abnimmt. Als besonders vorteilhaft hat sich gezeigt, dass der Durchmesser dieser Bohrungen um 10–30% kleiner ist. Weiterhin wird bevorzugt, dass die Einengung der Düsenlöcher stufenweise mit jeder oder jeder zweiten horizontalen Düsenlochreihe erfolgt. Dadurch wird der akkumulierenden Menge an Lotschmelze Rechnung getragen, die aufgrund der Schwerkraft nach unten entgegen der Produktionsrichtung fließt, mit jeder Lochreihe zunimmt und dadurch die Schichtdicke ansteigen lässt. Die Benetzung der sich darüber bewegenden Leiterplatten bleibt dadurch leichter kontrollierbar. Der Anteil der von den Leiterplatten nach oben geschleppten Lotschmelzemenge kann vernachlässigt werden.When Advantageously, it has been shown that the diameter of the rows of holes decreases in the wetting area against the production direction. When Particularly advantageous has been shown that the diameter of this Drilling by 10-30% is smaller. Furthermore, it is preferable that the constriction of the nozzle holes is stepwise with each or every other horizontal row of nozzle holes. Thereby the accumulating amount of solder melt is taken into account, due to gravity down against the direction of production flows, increases with each row of holes and thereby increase the layer thickness leaves. The wetting of it over it moving PCBs remains easier to control. The proportion of Lotschmelzemenge towed up from the PCBs can be neglected become.

Die Erfindung ist anhand der beigefügten Figuren erläutert. Hierbei ist folgendes dargestellt:The Invention is with reference to the attached Figures explained. The following is shown here:

1 Düsenplatte mit Düsenbohrungen in rechteckiger Anordnung 1 Nozzle plate with nozzle holes in rectangular arrangement

2 Düsenplatte mit Düsenbohrungen in versetzter Anordnung 2 Nozzle plate with nozzle holes in a staggered arrangement

1 zeigt die Düsenplatte (1) mit den darin befindlichen Düsenlöchern (2). Die Düsenlöcher (2) sind in horizontalen Lochreihen (3) quer sowie in vertikalen Lochreihen (4) in Produktionsrichtung (5) angeordnet, die im unteren Benetzungsbereich zueinander jeweils mittig versetzt sind. Im oberen Auslaufbereich haben die direkt benachbarten Düsenbohrungen jeweils eine rechteckförmige Anordnung. 1 shows the nozzle plate ( 1 ) with the nozzle holes therein ( 2 ). The nozzle holes ( 2 ) are in horizontal rows of holes ( 3 ) transversely as well as in vertical rows of holes ( 4 ) in the production direction ( 5 ), which are each offset in the middle wetting area in the lower wetting area. In the upper outlet region, the directly adjacent nozzle bores each have a rectangular arrangement.

2 zeigt eine Düsenplatte (1), bei welcher der Durchmesser der horizontalen, nicht versetzten Lochreihen im Benetzungsbereich mit jeder zweiten Lochreihe über die Durchmesser 2.1, 2.2, 2.3 und 2.4 abnimmt. Gleichzeitig wird in dieser Figur die Abrisskante durch verengte horizontale Lochreihen verbessert, die einen kleineren Lochdurchmesser haben, um den erhöhten Ausstoß aufgrund der höheren Lochzahl zu reduzieren. 2 shows a nozzle plate ( 1 ), in which the diameter of the horizontal, not offset rows of holes in the wetting area with every second row of holes over the diameter 2.1 . 2.2 . 2.3 and 2.4 decreases. At the same time in this figure, the trailing edge is improved by narrowed horizontal rows of holes having a smaller hole diameter to reduce the increased output due to the higher number of holes.

Bezugszeichenliste:LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Düsenplattenozzle plate
22: Düsenlöchernozzle holes
2.12.1: Düsenlöcher mit größtem DurchmesserNozzle holes with largest diameter
2.22.2: Düsenlöcher mit nächst kleinerem DurchmesserNozzle holes with next smaller diameter
2.32.3: Düsenlöcher mit abermals kleinerem DurchmesserNozzle holes with again smaller diameter
2.42.4: Düsenlöcher mit dem kleinsten DurchmesserNozzle holes with the smallest diameter
33: Horizontale Lochreihehorizontal row of holes
44: Vertikale Lochreihevertical row of holes
55: Pfeilarrow

Claims

Device for soldering electrical circuit boards by wetting from the bottom by the generation of a solder wave, consisting of a container filled with solder melt, in which there is a pump for charging a provided with nozzle holes solder nozzle, characterized in that at least the two upper rows of holes Lötdüse the nozzle holes are arranged in vertical straight lines one above the other.

Device according to claim 1, characterized in that these nozzle holes circular holes with a diameter between 2 and 6 mm.

Device according to claim 1, characterized in that these nozzle holes circular holes with a diameter between 3 and 4 mm.

Device according to claim 1, characterized in that horizontal rows of holes transverse to the production direction are offset.

Device according to claim 1, characterized in that the diameter of the nozzle holes after reduced at the bottom, with at least the two upper rows of nozzles unchanged stay.

Device according to claim 6, characterized in that these holes are in total about 10-30% constrict.

Device according to claim 7, characterized in that the constriction of the nozzle bores gradually with each or every other horizontal row of nozzle holes he follows.

Device according to claim 1, characterized in that the center distance between two holes in the horizontal direction is between 3 and 13 mm.

Device according to claim 1 characterized ge indicates that the center distance between two holes in the vertical direction is between 4 and 10 mm.

Device according to claim 1 characterized in that at offset horizontal rows of holes the offset is in each case in the middle.