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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Löten von Werkstücken nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Wellenlötvorrichtungen
der in Rede stehenden Art dienen insbesondere, jedoch keineswegs ausschließlich, zum
Löten von
Leiterplatten, die mit durchkontaktierten oder oberflächenkontaktierten elektrischen
und elektronischen Bauteilen und Baugruppen bestückt sind. Dabei wird mittels
einer Lötdüse beim
Austritt des Lotes aus der Düse über eine Strömungsleitvorrichtung
eine stehende Lotwelle erzeugt, über
die das zu lötende
Werkstück, üblicherweise
eine Leiterplatte, derart transportiert wird, dass die zu lötende Fläche der
Leiterplatte von der Lotwelle benetzt wird. Das überschüssige Lot wird wieder in einen
Schmelztiegel oder Vorratsbehälter
zurückgeführt.
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Ein
Nachteil bekannter Vorrichtungen ist, dass aufgrund der linienförmigen Gestalt
der Lotwelle die Benetzung ebenfalls im Wesentlichen linienförmig erfolgt,
wobei die Benetzungszeit kurz ist. Zudem wird zur Erzielung einer
hohen Lotwelle ein vergleichsweise großer Volumen strom an Lot benötigt, der
zudem einer hohen Oxidation unterliegt. Dies erhöht insgesamt die Verbrauchskosten
derartiger Vorrichtungen.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine Vorrichtung zum Löten von Werkstücken zu
schaffen, die bei relativ geringem Lotvolumenstrom eine gute Benetzung
der zu lötenden
Werkstücke
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach der Lehre des Anspruchs
1 gelöst.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Die
Vorrichtung zum Löten
von Werkstücken, insbesondere
von Leiterplatten oder dergleichen, die insbesondere mit elektrischen
oder elektronischen Bauteilen oder aus derartigen Bauteilen bestehenden
Baugruppen bestückt
sind, weist in zunächst
bekannter Weise mindestens eine Düse zur Erzeugung einer Lotwelle
auf. Dabei weist die Düse
ein Gehäuse auf,
das beispielsweise in einen Schmelztiegel oder Vorratsbehälter mündet und
durch das schmelzflüssiges
Lot aus diesem Vorratsbehälter
oder unmittelbar aus dem Schmelztiegel zum offenen Ende der Düse transportierbar
ist. Im Bereich des offenen, das heißt ausströmseitigen Endes der Düse ist eine
Strömungsleitvorrichtung
zur Erzeugung der Lötwelle beim
Austritt des Lotes aus der Düse
vorgesehen. Die Strömungsleiteinrichtung
kann dabei ein unmittelbares Element der Düse sein oder aber ein separates
Element, das auf der Düse
sitzt oder dieser gegebenenfalls mit geringem Abstand gegenüberliegt.
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Im
Gegensatz zu den bekannten Strömungsleitvorrichtungen,
bei denen der gesamte Volumenstrom unter Bildung der Lotwelle über die
Strömungsleiteinrichtung,
die üblicherweise
in Form eines Leitblechs ausgeführt
ist, geführt
wird, weist die die Strömungsleitvorrichtung
gemäß der Erfindung
mindestens eine Strömungsleitplatte
mit durchgehenden Ausnehmungen auf. Die Strömungsleitplatte ist dabei im
Wesentlichen quer zum Volumenstrom des aus dem Gehäuse kommenden
Lotes derart angeordnet, dass der Lotstrom in einen ersten Teilstrom
und einen zweiten Teilstrom aufgeteilt wird. Der erste Teilstrom wird
dabei an der Unterseite der Strömungsleitplatte abgelenkt,
entlang einer Kante der Strömungsleitplatte
an dieser vorbeigeleitet und auf der Oberseite der Strömungsleitplatte
abgeleitet. Der zweite Teilstrom hingegen tritt durch die Ausnehmungen
hindurch und gelangt somit ebenfalls auf die Oberseite der Strömungsleitplatte.
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Dies
bedeutet zunächst
einmal, dass sich die beiden getrennten Volumenströme auf der
Oberseite der Strömungsleitplatte
wieder vereinen. Dabei wird der erste Teilstrom, der auf der Oberseite
der Strömungsleitplatte
im wesentlichen parallel zu dieser verläuft, durch den zweiten Teilstrom,
der im wesentlichen quer dazu auf den ersten Teilstrom trifft, zunächst zumindest
geringfügig
angestaut und dann mitgenommen. Aufgrund dieses Staus bildet sich
bereits bei einem vergleichsweise geringen Volumenstrom bzw. geringer
Strömungsgeschwindigkeit
eine hohe und ruhige Lotwelle. Zudem fließt diese Lotwelle über einen
vergleichsweise langen Weg über
die Oberfläche
der Strömungsleitplatte
und steht somit für
eine verlängerte
Benetzungszeit zur Verfügung.
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Durch
die Anordnung und Größe der Ausnehmungen
kann in einfacher Weise die Aufteilung des Volumenstroms in die
beiden Teilströme
bestimmt und damit die Form und Bildung der Lotwelle auf der Oberseite
der Strömungsleitplatte
beeinflusst werden.
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In
einfachster Weise kann die Strömungsleitplatte
nach einem ersten Ausführungsbeispiel
als Lochplatte ausgebildet sein. Dabei können die Ausnehmungen gleichmäßig nach
Art eines Rasters verteilt sein oder aber ungleichmäßig.
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Ebenso
können
die Ausnehmungen alle gleich groß und geformt sein, beispielsweise
in Form von im Querschnitt kreisförmigen Bohrungen.
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Nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel können die
Ausnehmungen jedoch unterschiedlich Querschnitte, insbesondere unterschiedliche
Durchmesser, aufweisen. Dies bedeutet beispielsweise, dass in der
Strömungsleitplatte
Bereiche mit größeren und
kleineren Bohrungen vorgesehen sein können oder aber Ausnehmungen
unterschiedlichster Gestalt, wie beispielsweise schlitzartige Ausnehmungen
in gerader oder gekrümmter
Gestalt.
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Nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel kann
eine Einrichtung vorgesehen sein, mit der die Querschnitte, insbesondere
die Durchmesser, der Ausnehmungen, verändert werden können. Dies kann
beispielsweise über
Schieber oder blendenartige Stellelemente erfolgen.
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Die
Form der Strömungsleitplatte
ist zunächst
beliebig und hängt
im Wesentlichen von der Gestalt der Düse insgesamt und insbesondere
der Form und Ausbildung der gewünschten
Lotwelle ab. In einfachster Weise ist nach einem weiteren Ausführungsbeispiel
die Strömungsleitplatte
als im Wesentlichen ebene Platte ausgebildet. Dabei kann die Strömungsleitplatte
im Wesentlichen senkrecht zum Volumenstrom des aus dem Gehäuse kommenden
Lotes angeordnet sein.
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Nach
einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung jedoch ist die Strömungsleitplatte
zumindest geringfügig
gegenüber dem
Volumenstrom des aus dem Gehäuse
kommenden Lotes geneigt. Dadurch kann zum Einen ein definierte Abfluss
des Lotes an der Strömungsleitplatte erreicht
werden und zum anderen kann dadurch die Strömungsleitplatte hinsichtlich
Ihrer Neigung an die Neigung der zu lötenden Leiterplatte angepasst
werden, wodurch sich eine verlängerte
Benetzungsstrecke und Benetzungszeit und damit eine verbesserte Benetzung
insgesamt ergibt.
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Nach
einem weiteren Ausführungsbeispiel kann
dabei eine Einrichtung zur Einstellung der Neigung der Strömungsleitplatte
vorgesehen sein, um diese Neigung vor oder während des Lötvorganges an veränderte Be triebsbedingungen
oder Verfahrensparameter anzupassen.
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Die
Strömungsleitplatte
kann beispielsweise im einfachsten Fall als einteilige ebene Platte
ausgebildet sein. Ebenso ist es jedoch denkbar, dass die Strömungsleitplatte
aus einer Mehrzahl von Plattenelementen gebildet wird, die miteinander
verbunden oder einstückig
ausgeführt
sind. Dabei kann sich insgesamt wieder eine ebene Strömungsleitplatte
ergeben oder aber eine Strömungsleitplatte,
deren Plattenelemente beispielsweise winklig gegeneinander geneigt
sind.
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Der
Begriff Strömungsleitplatte
im Sinn der vorliegenden Erfindung umfasst nicht nur ebene Platten.
So kann beispielsweise die Strömungsleitplatte eine
zwei- oder dreidimensional gekrümmte
Form aufweisen und somit beispielsweise ein konkaves oder konvexes
Schalenelement bilden.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel
zeigender Zeichnungen näher
erläutert.
Es zeigt
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1 in
schematischer Darstellung eine Vorrichtung nach dem Stand der Technik;
und
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2 in
einer der 1 entsprechenden Darstellung
eine Vorrichtung gemäß der Erfindung.
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Die
in der 1 lediglich schematisch dargestellte Vorrichtung
nach dem Stand der Technik weist ein Gehäuse 1 auf, das mit
seinem unteren Ende in einen nicht dargestellten Vorratsbehälter für schmelzflüssiges Lot
mündet.
Mittels einer ebenfalls nicht dargestellten Fördereinrichtung wird ein Volumenstrom
schmelzflüssigen
Lotes vom Vorratsbehälter
durch das Gehäuse 1 zum
ausströmseitigen
Ende des Gehäuses 1,
das die eigentliche Düse 3 bildet, gefördert. Dort
tritt der Lotstrom aus und wird über eine
Strömungsleiteinrichtung
in Form eines Leitbleches 4 unter Bildung einer Lotwelle
umgelenkt.
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Über eine
nicht dargestellte Transporteinrichtung wird eine lediglich schematisch
angedeutete Leiterplatte 5 in einem Winkel über die
Lotwelle bewegt, wobei sich eine mehr oder weniger vollständige Benetzung
der Unterseite der Leiterplatte 5 ergibt. Das überschüssige Lot
wird in Richtung des Pfeils F ab- und in den Vorratsbehälter zur
erneuten Verwendung zurückgeführt.
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Die
in der 2 dargestellte Vorrichtung gemäß der Erfindung weist zunächst grundsätzlich den gleichen
Aufbau auf. Erfindungsgemäß ist jedoch eine
Strömungsleitvorrichtung
vorgesehen, die eine Strömungsleitplatte 6 aufweist.
Die Strömungsleitplatte 6 ist
im Wesentlichen quer zum Volumenstrom des Lotes 2 am ausströmseitigen
Ende des Gehäuses 1 angeordnet.
Die Strömungsleitplatte 6 ist
als Lochplatte mit einer Vielzahl von Ausnehmungen 7 ausgebildet,
die die Strömungsleitplatte 6 vollständig durchgreifen.
Das ausströmseitige
Ende des Gehäuses 1 wird
abgesehen von einem Spalt 8 zwischen einer Seitenkante 9 und
der Wand 10 des Gehäuses 1 von
der Strömungsleitplatte 6 abgedeckt.
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Die
Strömungsleitplatte 6 ist
gegenüber
der Achse 11 des Gehäuses 1 geringfügig abgewinkelt angeordnet
und erstreckt sich nahezu parallel zur Ebene der zu lötenden Leiterplatte 5.
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Trifft
nun ein Volumenstrom schmelzflüssigen
Lotes auf die Unterseite der Strömungsleitplatte 6 erfolgt
eine Aufteilung in einen ersten Teilstrom, der durch den Spalt 8 austritt
und anschließend
aufgrund seiner Gewichtskraft auf der Oberseite der Strömungsleitplatte 6 abgeleitet
wird, und einen zweiten Teilstrom, der durch die Ausnehmungen 7 der
Strömungsleitplatte
tritt. Dabei behindert der zweite Teilstrom den Abfluss des ersten
Teilstroms auf der Oberseite der Strömungsleitplatte 6 und
führt so
zu einem Anstauen des ersten Teilstroms und damit insgesamt des
gesamten Volumenstroms unter Bildung einer hohen und ruhigen Lotwelle.
Diese Lotwelle weist im Vergleich zur Lotwelle nach dem Stand der Technik
eine erheblich größere Länge in Transportrichtung
der zu lötenden
Leiterplatte 5 auf, wodurch sich eine vergrößerte Benetzungsstrecke
und eine verlängerte
Benetzungszeit und damit eine verbesserte Benetzung insgesamt ergibt.