DE202019102179U1

DE202019102179U1 - Lötkopf und Lötvorrichtung

Info

Publication number: DE202019102179U1
Application number: DE202019102179.9U
Authority: DE
Original assignee: TE Connectivity Belgium BV; TE Connectivity Germany GmbH
Current assignee: TE Connectivity Belgium BV; TE Connectivity Germany GmbH
Priority date: 2019-04-16
Filing date: 2019-04-16
Publication date: 2019-05-28
Anticipated expiration: 2029-04-17

Abstract

Lötkopf (100) zum Erzeugen von Wirbelströmen in einer elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung (200), wobei der Lötkopf (100) umfasst:
eine Spule (102) mit mindestens einer Windung, so dass beim Fließen eines Wechselstroms durch die Spule (102) ein Magnetfeld erzeugt wird;
einen die Spule (102) wenigstens teilweise umgebenden magnetischen Kern (104), der aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität hergestellt ist, wobei der magnetische Kern (104) dazu angepasst ist, das von der Spule (102) erzeugte Magnetfeld zu führen, und
wobei der magnetische Kern (104) mindestens einen ersten Schenkel (110) und einen zweiten Schenkel (112) aufweist, und auf beiden Seiten eines Luftspaltes (108) jeweils einen magnetischen Konzentrator (113, 115) umfasst, der stirnseitig an den Schenkeln angebracht ist und dessen Querschnittsfläche in einem Endbereich (114, 116) kleiner ist als die Querschnittsfläche des übrigen magnetischen Kerns (104), so dass das Magnetfeld in den Endbereichen (114, 116) der magnetischen Konzentratoren (113, 115) gebündelt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Lötkopf zum Erzeugen von Wirbelströmen in einer elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung. Insbesondere befasst sich die vorliegende Erfindung mit Lötköpfen, die für das induktive Anlöten eines elektrischen Bauteils auf einer elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung verwendet werden können, wenn die elektrisch leitfähige Kontaktanordnung vor dem Lötvorgang auf einem elektrisch leitfähigen Material befestigt wurde. Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Lötvorrichtung, die einen solchen Lötkopf umfasst.
Induktives Löten bietet den Vorteil, dass eine zu lötende Stelle einer elektrischen Kontaktanordnung gezielt erhitzt werden kann. Dabei wird ausgenutzt, dass ein von einem Lötkopf erzeugtes Magnetfeld in elektrisch leitfähigen Materialien Wirbelströme erzeugt, wenn es diese durchdringt, so dass das elektrisch leitfähige Material durch die erzeugten Wirbelströme erhitzt wird. Durch diesen Effekt kann ein auf dem elektrisch leitfähigen Material aufgebrachtes Lot aufgeschmolzen werden, und ein elektronisches Bauteil kann an das elektrisch leitfähige Material gelötet werden.
Aus dem Stand der Technik sind Lötköpfe und Lötvorrichtungen bekannt, die für induktive Lötprozesse verwendet werden können. So zeigt beispielsweise die US 2,785,263 einen Lötkopf der einen U-förmigen magnetischen Kern und eine Spule umfasst. Hierbei wird ein von der Spule erzeugtes Magnetfeld durch den U-förmigen magnetischen Kern in Richtung einer elektrischen leitfähigen Platte geführt, so um den Bereich der elektrischen Platte, der sich in der Nähe des Lötkopfes befindet, zu erhitzen.
Weiterhin bekannt sind Lötvorrichtungen, die ein von einer Spule erzeugtes Magnetfeld so führen, dass es eine zu lötende Stelle einer elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung senkrecht durchdringt. So zeigt beispielsweise die US 6271507 B2 eine Lötvorrichtung zum induktiven Löten zweier Flachbandkabel, wobei das von der Lötvorrichtung erzeugte Magnetfeld die zu lötenden elektrischen Leitungen senkrecht durchdringt. Zusätzlich wird das Magnetfeld bei Bedarf durch verschieden große, unterhalb des Flachbandkabels platzierte Konzentratoren gebündelt, um die Leistung des Magnetfeldes so zu verstärken, dass die zu lötenden elektrischen Leitungen des Flachbandkabels genügend stark erhitzt werden. Weiterhin zeigt die US 4 359 620 A eine Lötvorrichtung, die eine Spule mit einem C-förmigen Magnetkern umfasst, der für das Verlöten eines Halbleiterchips mit einem Substrat und einem Leadframegehäuse genutzt werden kann. Die zu lötende Stelle wird in die Öffnung des C-förmigen Kernes eingebracht, so dass ein von der Spule erzeugtes Magnetfeld auf die zu lötende Stelle geführt wird, diese senkrecht durchdringt und somit die für den Lötvorgang notwendige Erhitzung erzeugt wird.
Allerdings besteht ein Bedarf für einen Lötkopf, der genutzt werden kann, um ein elektronisches Bauteil an eine elektrisch leitfähige Kontaktanordnung zu löten, die vor dem Lötvorgang auf einem elektrisch leitfähigen Material aufgebracht wird. In diesem Fall wird ein die zu lötende Stelle senkrecht durchdringendes Magnetfeld von dem elektrisch leitfähigen Material abgeschirmt und es wird hauptsächlich das elektrisch leitfähige Material und nicht die zu lötende Stelle der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung erhitzt.
Es besteht also ein Bedarf an einem Lötkopf und einer Lötvorrichtung die den entsprechenden Lötkopf umfasst, welche die Nachteile der bekannten Lösungen überwinden, wobei der Lötkopf einfach und kostengünstig herstellbar sein soll und dabei ein sicheres und zuverlässiges, aber dennoch kostengünstiges Lötverfahren ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Ein erfindungsgemäßer Lötkopf zum Erzeugen von Wirbelströmen in einer elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung umfasst eine Spule mit mindestens einer Windung, so dass beim Fließen eines Wechselstroms durch die Spule ein Magnetfeld erzeugt wird, und einen die Spule wenigstens teilweise umgebenden magnetischen Kern, der aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität hergestellt ist. Weiterhin ist der magnetische Kern dazu angepasst, das von der Spule erzeugte Magnetfeld zu führen. Dabei basiert die vorliegende Erfindung auf der Idee, dass der magnetische Kern mindestens einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel aufweist, und auf beiden Seiten eines Luftspaltes jeweils einen magnetischen Konzentrator umfasst, der stirnseitig an den Schenkeln angebracht ist und dessen Querschnittsfläche in einem Endbereich kleiner ist als die Querschnittsfläche des übrigen magnetischen Kerns, so dass das Magnetfeld in den Endbereichen der magnetischen Konzentratoren gebündelt wird.
Auf diese Weise kann die zu lötende Stelle einer elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung zielgerichtet erhitzt werden, wenn sie in die Nähe der Endseiten der magnetischen Konzentratoren gebracht wird, da in diesem Fall das von dem Lötkopf erzeugte und geführte Magnetfeld die elektrisch leitfähige Kontaktanordnung in der Ebene der Kontaktanordnung durchdringt, um den Pfad des magnetischen Flusses zwischen den Endseiten der magnetischen Konzentratoren zu schließen. Die Verstärkung des Magnetfeldes durch die Bündelung in den magnetischen Konzentratoren ermöglicht es, auch dünne leitfähige Schichten genügend stark zu erhitzen, selbst wenn diese Schichten vor dem Lötvorgang auf einer Fläche aus einem anderen elektrisch leitfähigen Material befestigt werden. Somit kann eine elektrisch leitfähige Kontaktanordnung vor dem Lötvorgang auf einem elektrisch leitfähigen Material befestigt werden, und es kann dabei vermieden werden, dass das Magnetfeld in diesem Fall vorwiegend die elektrisch leitfähige Fläche durchdringt.
Insbesondere ist ein solcher Lötkopf vorteilhaft, um ein oberflächenmontiertes Bauelement oder SMD-Bauelement (SMD =̂ surface-mounted device), beispielsweise ein Widerstandselement mit negativem Temperaturkoeffizienten (auch als NTC Thermistor bezeichnet), auf ein Flachbandkabel zu löten, dass auf einer Sammelschiene einer Batterie befestigt ist. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass zunächst das SMD-Bauelement auf das Flachbandkabel gelötet werden muss, um anschließend das Flachbandkabel mit dem SMD-Bauelement an der Sammelschiene der Batterie zu befestigen, da bei dem Befestigungsvorgang die Lötverbindungen beschädigt werden können. Somit kann ein erfindungsgemäßer Lötkopf den Befestigungsvorgang nach dem Lötprozess obsolet machen und führt so zu einer höheren Qualität und Zuverlässigkeit der Lötverbindungen von SMD-Bauelementen auf Flachbandkabeln, die beispielsweise auf der Sammelschiene einer Batterie befestigt sind. Darüber hinaus kühlt der metallische Werkstoff der Sammelschiene die Isolationsschicht (beispielsweise aus PVC oder einem anderen Kunststoff hergestellt) des Flachleiters während des Lötvorgangs, so dass eine Verformung der Isolationsschicht verhindert werden kann.
Weiterhin können die Endbereiche der magnetischen Konzentratoren eine Lötseite des Lötkopfes bilden, um eine zielgerichtete Führung des Magnetfeldes in die zu lötende Stelle zu verbessern.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der magnetische Kern im wesentlichen U-förmig mit einer Basis und den zwei Schenkeln ausgebildet und umgibt die Spule an mindestens drei Seiten. Somit ist der magnetische Pfad innerhalb des U-förmigen magnetischen Kerns geschlossen, und das erzeugte Magnetfeld kann ohne nennenswerte Verluste mit hoher Effektivität in eine zu lötende Stelle einer elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung geführt werden.
Vorteilhafterweise ist der magnetische Kern mit den magnetischen Konzentratoren einstückig hergestellt, um das Herstellungsverfahren des magnetischen Kerns zu vereinfachen und Verluste des magnetischen Flusses an möglichen Grenzflächen innerhalb des magnetischen Kerns zu verhindern.
Alternativ kann der Lötkopf auch einen magnetischen Kern umfassen, der mindestens zwei separate Schenkel umfasst. Auf diese Weise kann die Herstellung des magnetischen Kerns vereinfacht und verbilligt werden.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung hat das magnetische Material mindestens einen spezifischen elektrischen Wiederstand von 100 Ωm oder ist elektrisch isolierend. Auf diese Weise können auch bei hohen Frequenzen des angelegten Wechselstroms, beispielsweise in einem Frequenzbereich von 500 kHz bis zu 2 MHz, große Wirbelstromverluste im Magnetkern vermieden werden, die zu Leistungsverlusten oder einer Überhitzung des Magnetkerns führen würden. Vorzugsweise kann das magnetische Material dabei ein Ferrit, der für hochfrequente Magnetfelder geeignet ist, und/oder ein magnetisches Pulver sein.
Weiterhin können die magnetischen Konzentratoren an jeweils mindestens einer Seite in Richtung des Endbereichs des jeweiligen magnetischen Konzentrators gleichmäßig abgeschrägt oder abgerundet sein. Auf diese Weise kann eine Überhöhung der magnetischen Feldstärke an scharfen Kanten verhindert werden, die zu einer inhomogenen Wirbstromverteilung in der zu lötenden Stelle der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung und somit zu einer ungleichmäßigen und schlecht kontrollierbaren Erhitzung der zu lötenden Stelle führen kann. Weiterhinkann eine gleichmäßige Konzentration des Magnetfelds in Richtung der zu lötenden Stelle erreicht werden. Außerdem kann die Herstellung des magnetischen Kerns erleichtert werden, indem der magnetische Kern beispielsweise in Richtung der Endbereiche geschliffen wird um die magnetischen Konzentratoren herauszubilden.
Um eine stabile Befestigung des Magnetkerns an der Spule zu gewährleisten, kann der erfindungsgemäße Lötkopf zusätzlich eine Halterung umfassen, die aus einem elektrisch isolierenden und wärmebeständigen Material hergestellt ist, und durch die der magnetische Kern an der Spule befestigt ist. Dabei hat das Material, aus dem die Halterung hergestellt ist, vorzugsweise mindestens einen spezifischen elektrischen Widerstand, der größer als 1 MΩm ist, um elektrische Kurzschlüsse zu vermeiden und kann typische Löttemperaturen, beispielsweise im Bereich von 120°C bis 350°C, bis zu zwei Minuten lang aushalten, ohne seine mechanischen und physikalischen Eigenschaften zu ändern. Beispielsweise beträgt die typische Löttemperatur von Zinn-Bismut (SnBi)-Lot ungefähr 135°C.
Vorzugsweise sind dabei die Spule und der magnetische Kern teilweise in die Halterung eingegossen, wobei die Halterung mindestens eine Öffnung besitzt, durch die die Endbereiche der magnetischen Konzentratoren herausragen. Somit kann eine einfache und kostengünstige Herstellung der Halterung des Lötkopfes zum Beispiel durch ein Spritzgussverfahren gewährleistet werden.
Um eine stabile Befestigung des Lötkopfes an einer Lötvorrichtung zu gewährleisten, kann die Halterung mindestens eine Bohrung besitzen, mit deren Hilfe der Lötkopf an einer Lötvorrichtung, beispielsweise durch Anschrauben, befestigt werden kann.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Weiterbildung der vorliegenden Erfindung kann der Lötkopf mindestens einen Temperatursensor umfassen, um die Temperatur der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung zu messen. So kann eine Lötvorrichtung, an der der erfindungsgemäße Lötkopf befestigt ist, die Temperatur der zu lötenden Stelle der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung erfassen und eine Lötzeit oder eine Lötleistung auf Grundlage dieser Temperatur steuern. Dadurch kann eine Überhitzung der elektrischen Kontaktanordnung oder einer die elektrische Kontaktanordnung umgebenden Isolationsschicht vermieden werden. Zusätzlich kann die Gesamtleistung des Lötvorgang optimiert werden, um einen energiesparenden und kostengünstigen Lötvorgang zu erreichen.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich außerdem auf eine Lötvorrichtung mit einem Lötkopf gemäß der vorliegenden Erfindung. Dabei umfasst die Lötvorrichtung einen Hochfrequenzgenerator, der mit der Spule des Lötkopfes verbunden ist, um Wechselstrom an die Spule anzulegen. Optional kann die Lötvorrichtung zusätzlich eine Messvorrichtung aufweisen, die die Temperatur der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung erfasst, und eine Steuereinheit, die eine Lötzeit und/oder eine Leistung des Magnetfeldes in der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung auf Grundlage der Temperatur der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung steuert. Dadurch kann mit Hilfe der Lötvorrichtung der erfindungsgemäße Lötkopf für einen Lötvorgang verwendet werden, der die oben genannten Vorteile gewährleistet. Weiterhin kann optional die Gesamtleistung und/oder eine Lötzeit des Lötvorgang optimiert werden, um einen energiesparenden und kostengünstigen Lötvorgang zu erreichen. Eine beispielhafte Lötzeit für den Lötvorgang beträgt dabei zwischen 1 und 120 Sekunden, vorzugsweise zwischen 2 und 5 Sekunden, um eine Überhitzung der zu lötenden Stelle oder einer die zu lötende Stelle umgebenden Isolationsschicht zu vermeiden.
An dieser Stelle soll angemerkt werden, dass sich der Begriff Hochfrequenz hier und im Nachfolgenden auf einen Frequenzbereich von 500 kHz bis zu 2 MHz bezieht. Weiterhin bezieht sich der Begriff Erhitzung, auf die Erwärmung eines bestimmten Bereichs in einem Temperaturbereich von 120°C bis 350°C, für eine Zeitspanne zwischen 1 und 120 Sekunden.
Zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung wird diese anhand der in den nachfolgenden Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei werden gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen und gleichen Bauteilbezeichnungen versehen. Weiterhin können auch einige Merkmale oder Merkmalskombinationen aus den gezeigten und beschriebenen unterschiedlichen Ausführungsformen für sich eigenständige, erfinderische oder erfindungsgemäße Lösungen darstellen. Es zeigen:

1 eine schematische Perspektivdarstellung eines Lötkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 eine weitere schematische Perspektivdarstellung des Lötkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine schematische Schnittdarstellung des Lötkopfes der 2;
4 eine weitere schematische Schnittdarstellung des Lötkopfes der 2;
5 eine weitere schematische Darstellung des Lötkopf gemäß der vorliegenden Erfindung zusammen mit einer schematischen Darstellung des erzeugten Magnetfelds;
6 eine weitere schematische Perspektivdarstellung des Lötkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung;
7 eine schematische Seitansicht des Lötkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung;
8 eine schematische Perspektivdarstellung des Lötkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung;
9 eine weitere schematische Perspektivdarstellung des Lötkopfes gemäß der vorliegenden Erfindung;
10 eine schematische Schnittdarstellung des Lötkopfes der 9;
11 eine schematische Seitansicht des Lötkopfes der 9;
12 eine schematische Seitansicht eines Lötkopfes gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 eine weitere schematische Schnittdarstellung des Lötkopfes der 9;
14 eine schematische Schnittdarstellung eines Lötkopfes gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

1 zeigt in einer schematischen Perspektivdarstellung einen erfindungsgemäßen Lötkopf 100 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform. Der erfindungsgemäße Lötkopf ist insbesondere dazu geeignet um oberflächenmontierte Bauelemente, die im Folgenden auch als SMD Bauelemente bezeichnet werden können, auf eine oder mehrere elektronische Leitungen eines Flachbandkabels induktiv zu löten. Wie 1 zeigt, umfasst der Lötkopf 100 eine Spule 102 und einen magnetischen Kern 104. Optional umfasst der Lötkopf 100 auch eine Halterung 106, durch die der magnetische Kern 104 an der Spule 102 befestigt wird.
Wie in 1 gezeigt, umfasst die Spule 102 vorzugsweise eine Windung und kann durch Zuleitungen 107 und 109 mit einem Hochfrequenzgenerator einer Lötvorrichtung verbunden werden. Beispielsweise kann die Spule 102 dabei aus einem einzelnen Kupferdraht oder mehreren dünneren Kupferdrähten hergestellt sein. Selbstverständlich kann die Spule 102 auch aus einem anderen leitfähigen Material hergestellt sein, dessen spezifischer Widerstand beispielsweise kleiner ist als 10^-4 Ωm. In einer alternativen Ausführungsform kann die Spule 102 mehrere Windungen umfassen, die beispielsweise um eine der Seiten des magnetischen Kerns 104 gewickelt sind.
Wie in 1 schematisch dargestellt, ist die Spule in einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung mit zumindest einem Teil der Zuleitungen 107 und 109 einstückig aus einem einzelnen Kupferdraht hergestellt. In jedem Fall ist die Spule 102 so angepasst, dass sie beim Anlegen einer hochfrequenten Wechselspannung von einem hochfrequenten Wechselstrom durchflossen wird, so dass beim Fließen des hochfrequenten Wechselstroms durch die Spule 102 ein hochfrequentes Magnetfeld erzeugt wird. Die Frequenz des hochfrequenten Wechselstroms kann dabei beispielsweise in einem Bereich von 500 kHz bis zu 2 MHz liegen.
Der magnetische Kern 104 ist erfindungsgemäß aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität hergestellt. Eine hohe magnetische Permeabilität liegt dabei beispielsweise in einem Bereich von 300 bis 18.000µ. Wie in 1 gezeigt, umgibt der magnetische Kern die Spule 102 wenigstens teilweise. So kann der magnetische Kern 104 das von der Spule 102 erzeugte Magnetfeld verstärken und führen. Erfindungsgemäß umfasst der magnetische Kern 104 mindestens zwei Schenkel 110 und 112, die das Magnetfeld verstärken und in Richtung einer Lötseite des magnetischen Kerns 104 führen. An den Enden jedes der zwei Schenkel 110 und 112 ist jeweils einer der magnetische Konzentratoren 113 und 115 angebracht.
Dabei sind die magnetischen Konzentratoren 113 und 115 stirnseitig an den jeweiligen Schenkeln 110 und 112 angebracht und so geformt, dass das Magnetfeld in den Endbereichen 114 und 116 der magnetischen Konzentratoren 113 und 115 gebündelt wird. Zu diesem Zweck haben die Endbereiche 114 und 116 der magnetischen Konzentratoren 113 und 115 eine Querschnittsfläche, die kleiner ist als die Querschnittsfläche des übrigen magnetischen Kerns 104.
Wie beispielsweise anhand von 5 verdeutlicht ist, befindet sich ein Luftspalt 108 zwischen den magnetischen Konzentratoren 113 und 115, so dass der magnetische Pfad in dem magnetsischen Kern 104 zwischen den magnetischen Konzentratoren 113 und 115 unterbrochen ist und das Magnetfeld an den Endbereichen 114 und 116 aus dem Magnetkern 104 austreten kann.
Somit können die Endbereiche 114 und 116 der magnetischen Konzentratoren 113 und 115 die Lötseite des Lötkopfes 100 bilden, die in der Nähe einer zu lötenden Stelle positioniert werden kann. Somit wird, im Betrieb des Lötkopfes 100, das von der Spule 102 erzeugte Magnetfeld durch die Schenkel 110 und 112 in Richtung der Lötseite des magnetischen Kerns 104 geführt, wird dort durch die magnetischen Konzentratoren 113 und 115 gebündelt, und tritt an den Endbereichen 114 und 116 aus dem magnetischen Kern aus, um in die zu lötende Stelle einzudringen und diese zu erhitzen.
Weiterhin zeigt 1, dass der magnetische Kern 104 eine Basis 118 umfassen kann, die die beiden Schenkel 110 und 112 verbindet, so dass der magnetische Kern 104 mit der Basis 118 und den Schenkeln 110 und 112 U-förmig ausgebildet ist und dabei die Spule 102 an drei Seiten umgibt. Dabei befindet sich die Basis 118 auf der Seite des magnetischen Kerns 104, die den magnetischen Konzentratoren 113 und 115 und dem Luftspalt 108 gegenüberliegt, und somit auf der Seite, die der Lötseite des magnetischen Kerns 104 gegenüberliegt. So wird der magnetische Pfad innerhalb des Magnetkerns 104 durch die Basis 118 geschlossen und der Wiederstand des magnetischen Kerns 104 verringert sich auf Seiten der Basis 118. Dadurch kann das von der Spule 102 erzeugte Magnetfeld mit höherer Effektivität zu den Endbereichen 114 und 116 der magnetischen Konzentratoren 113 und 115 geführt werden, die auch in dieser Ausführungsform die Lötseite des magnetischen Kerns 104 bilden.
Erfindungsgemäß ist der magnetische Kern 104 aus einem magnetischen Material hergestellt, das auch bei Magnetfeldern mit hohen Frequenzen, beispielsweise im Bereich von 500 kHz bis 2 MHz, nur niedrige Wirbelstromverluste zulässt. Dazu hat das magnetische Material auch in diesem Frequenzbereich einen spezifischen Widerstand, der mindestens größer ist als 100 Ωm. Beispielsweise kann das magnetische Material eine Mangan-Zink (MnZn)-Verbindung oder vorzugsweise einen Nickel-Zink (NiZN)-Verbindung sein. Allerdings sind auch alle anderen Materialien denkbar, die über eine entsprechend hohe Permeabilität verfügen und auch bei hohen Frequenzen einen genügend hohen spezifischen Widerstand aufweisen, um die Wirbelstromverluste zu begrenzen. Somit ist es auch möglich für die Herstellung des magnetischen Kerns 104 ein magnetisches Pulver aus einem Material zu verwenden, das über die entsprechenden physikalischen Eigenschaften verfügt.
Zur Herstellung des magnetischen Kerns 104 kann das Ferritpulver oder ein anderes magnetisches Pulver, das über die entsprechenden physikalischen Eigenschaften verfügt, mit einem Bindemittel vermischt werden. Anschließend kann die Mischung in die gewünschte Form gepresst werden und bei 1000 °C bis 1450 °C gesintert werden. Alternativ kann die Mischung auch mittels eines Spritzgussverfahrens in eine gewünschte Form gebracht werden. Weiterhin kann der so hergestellte magnetische Kern 104 geschliffen werden, beispielsweise um die Form der magnetischen Konzentratoren 113 und 115 an die Erfordernisse des Lötkopfes 100 anzupassen.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn der magnetische Kern 104 mit den Schenkeln 110 und 112, der Basis 118 und den magnetischen Konzentratoren 113 und 115 einstückig hergestellt ist, so dass ein einfaches und kostengünstiges Herstellungsverfahren garantiert werden kann. Weiterhin kann durch eine einstückige Herstellung der magnetische Widerstand innerhalb des Magnetkern 104 verringert werden, da Wirbelstromverluste an magnetischen Grenzflächen verhindert werden.
Wie in 1 und weiterhin in den 2 bis 4 gezeigt, können die magnetischen Konzentratoren 113 und 115 jeweils mindestens an einer der Seiten in Richtung der Endbereiche 114 und 116 abgeschrägt sein. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die magnetischen Konzentratoren 113 und 115 sowohl an einer ersten Innenseite 120 als auch an einer zweiten Innenseite 122 abgeschrägt sind, wobei die beiden Innenseiten 120 und 122 den Luftspalt 108 begrenzen. Weiterhin können die magnetischen Konzentratoren 113 und 115 auch an einer ersten Außenseite 124 und einer zweiten Außenseite 126 des magnetischen Kerns abgeschrägt sein. Dadurch kann eine gleichmäßige Konzentration des Magnetfelds in Richtung der zu lötenden Stelle erreicht werden. Eine gleichmäßige Abschrägung der magnetischen Konzentratoren 113 und 115 hin zu den Endbereichen 114 und 116 kann zudem verhindern, dass Magnetfeldverluste an mögliche Kanten entstehen, die sich beispielsweise am Übergang des magnetischen Kerns 104 zu den Konzentratoren 113 und 115 befinden könnten. Optional können die Konzentratoren 113 und 115 auch noch an den jeweiligen verbliebenen Seiten in Richtung der Endbereiche 114 und 116 abgeschrägt sein Die Halterung 106 ist erfindungsgemäß aus einem elektrisch isolierenden Material hergestellt und dient dazu, den magnetischen Kern 104 an der Spule 102 zu befestigen. Dabei sollte das elektrisch isolierende Material mindestens einen spezifischen elektrischen Widerstand größer als 1 MΩm haben, um Kurzschlüsse zwischen dem Lötkopf 100 und einer Befestigungsvorrichtung einer Lötvorrichtung, an die der Lötkopf 100 angebracht werden kann, zu verhindern. Weiterhin ist die Halterung 106 aus einem wärmebeständigen Material, beispielsweise einem wärmebeständigen Kunststoff, hergestellt, so dass die Halterung 106 typische Löttemperaturen von 120°C bis 350 °C für mindestens 120 Sekunden aushalten kann, ohne ihre mechanischen und physikalischen Eigenschaften zu verändern. Beispielsweise besitzt die Halterung 106 mindestens eine Bohrung 128 um den Lötkopf 100 an der Befestigungsvorrichtung einer Lötvorrichtung zu befestigen. Damit ist ein erfindungsgemäßer Lötkopf einfach austauschbar, beispielsweise im Falle eines Defekts.
Um eine einfache und kostengünstige Herstellung des Lötkopfes 100 zu gewährleisten, ist es zweckmäßig, wenn der magnetische Kern 104 dadurch an der Spule 102 befestigt wird, dass er zusammen mit der Spule 102 teilweise in die Halterung 106 eingegossen wird. Dabei ist es vorteilhaft, dass zumindest die Endbereiche 114 und 116 aus der Halterung 106 herausragen, sodass eine stabile Befestigung des magnetischen Kerns an der Spule gewährleistet ist, während die Endbereiche 114 und 116 leicht in der Nähe einer zu lötenden Stelle platziert werden können. Alternativ kann zusätzlich ein Teil der magnetischen Konzentratoren 113 und 115 oder ein Teil der Schenkel 110 und 112 aus der Halterung 106 herausragen. Weiterhin kann es vorteilhaft sein, wenn die Halterung 106 auf Seiten der Basis 118 des magnetischen Kerns 104 ein Lüftungsloch 130 besitzt, so dass der magnetische Kern während des Lötvorgangs zumindest teilweise durch Luft gekühlt werden kann.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass die Halterung 106 einen Temperatursensor (in den Figuren nicht gezeigt) umfasst, wie beispielsweise ein handelsübliches Thermoelement, das ein Paar metallischer Leiter aus unterschiedlichem Material umfasst und dazu genutzt werden kann, die Temperatur der zu lötenden Stelle während des Lötvorgangs zu bestimmen. Alternativ können auch andere Arten von Temperatursensoren genutzt werden. Auf diese Weise kann der Lötkopf 100 an eine Lötvorrichtung angebracht werden, die eine Messvorrichtung umfasst, die angepasst ist, um die Temperatur einer zu lötenden Stelle zu erfassen. Dabei kann die Messvorrichtung der Lötvorrichtung mit dem Thermoelement des Lötkopfes 100 elektrisch verbunden werden, so dass die Temperatur der zu lötenden Stelle erfasst werden kann.
Anhand der 2 bis 13 soll nun die Verwendung des erfindungsgemäßen Lötkopfes 100 erläutert werden. Insbesondere zeigen die 2 bis 13 einen Lötkopf 100 der in die Nähe einer elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung 200 gebracht wird, um ein elektrisches Bauteil 206 an die elektrisch leitfähige Kontaktanordnung 200 zu löten. Dabei ist die elektrisch leitfähige Kontaktanordnung 200 vor dem Lötvorgang auf einem elektrisch leitfähigen Material 300, wie beispielsweise der Sammelschiene einer Batterie, befestigt worden. Bei der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung 200 kann es sich beispielsweise um die elektrischen Leitungen 202a bis 202f eines Flachbandkabels handeln, die in einer Isolationsschicht 204 eingebettet sind.
Das elektrische Bauteil 206 kann beispielsweise ein oberflächenmontiertes Bauelement (SMD), wie ein NTC Thermistor sein. Ein SMD-Bauelement bietet dabei den Vorteil, dass es lötfähige Anschlussflächen besitzt, sodass es direkt auf die elektrisch leitfähige Kontaktanordnung aufgebracht und angelötet werden kann.
Wenn es sich bei der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung 200 um die elektrischen Leitungen 202a bis 202f eines Flachbandkabels handelt, wird vor dem Lötvorgang mithilfe eines dem Fachmann bekannten Abisolierungsvorgangs in dem Flachbandkabel ein Fenster gebildet, sodass die elektrischen Leitungen 202a bis 202f mindestens an der zu lötenden Stelle frei liegen. Im Falle der 2 bis 4 ist die zu lötende Stelle zum Beispiel durch einen Teil der elektrischen Leitungen 202c und 202d der elektrischen Kontaktanordnung 200 gebildet. Nach dem Abisolierungsvorgang wird ein Lötmittel, wie beispielsweise eine Lotpaste, auf die zu lötende Stelle aufgebracht und das elektronische Bauteil 206 beispielsweise durch einen Kleber an der zu lötenden Stelle befestigt.
In einem nächsten Schritt wird der Lötkopf 100 in der Nähe der zu lötenden Stelle positioniert, wie zum Beispiel in den 3 und 4 gezeigt. Die Positionierung kann dabei zum Beispiel mit Hilfe eines Arbeitstisches, auf dem das Flachbandkabel mit dem elektronischen Bauteil befestigt ist, erfolgen. Weiterhin ist es möglich, dass die Lötvorrichtung an der der Lötkopf 100 angebracht ist über einen Hebemechanismus verfügt, mit deren Hilfe der Lötkopf 100 in einer optimalen Höhe bezüglich der zu lötenden Stelle positioniert werden kann.
Wie insbesondere in den 2 bis 8 dargestellt, wird der Lötkopf dabei so positioniert, dass die lange Seite der magnetischen Konzentratoren 113 und 115 entlang der Verlaufsrichtung der elektronischen Leitungen 202a bis 202f verläuft. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die magnetischen Konzentratoren 113 und 115 die zu lötende Stelle vollständig umgreifen. Somit ist es vorteilhaft wenn der Luftspalt 108 mindestens eine Breite hat, die mindestens zwei der elektronische Leitungen 202a bis 202e des Flachbandkabels umfassen. Damit kann zum einen gewährleistet werden, dass das elektrische Bauteil 206 teilweise in dem Luftspalt des Lötkopfes 100 und somit zwischen den magnetischen Konzentratoren 113 und 115 des Lötkopfes 100 platziert werden kann. Zudem kann ein optimales Eindringen des Magnetfelds in die zu lötende Stelle gewährleistet werden und somit das elektrische Bauteil 206 an jeder seiner lötfähigen Anschlussflächen während eines einzigen Lötvorgangs mit der zu lötenden Stelle verlötet werden kann.
5 zeigt eine schematische Darstellung der Ausbreitung des Magnetfelds in einem erfindungsgemäßen Lötkopf bei einem Lötvorgang eines elektrischen Bauteils 206 auf einer elektrischen Kontaktanordnung 200 mit den elektrischen Leitungen 202a bis 202d und der Isolationsschicht 204. In diesem Fall wird die zu lötende Stelle durch einen Teil der elektrischen Leitungen 202b und 202c gebildet, auf denen das elektrische Bauteil 206 platziert ist. Gezeigt ist hier ein Beispiel, bei dem die Stromrichtung in der Spule 102 vom Betrachter weg verläuft, so dass ein Magnetfeld erzeugt wird, das im Uhrzeigersinn um die mindestens eine Windung der Spule 102 verläuft. Der Verlauf des Magnetfeldes ist in 5 schematisch durch Pfeile gekennzeichnet. Der in dieser Ausführungsform U-förmige magnetische Kern 104 verstärkt das von der Spule 102 erzeugte Magnetfeld und führt es in Richtung der Konzentratoren 113 und 115. Das an den Endbereichen 114 und 116 der magnetischen Konzentratoren 113 und 115 austretende Magnetfeld durchdringt dabei die Ebene der elektrischen Kontaktanordnung 200, um den magnetischen Pfad des erzeugten Magnetfeldes zu schließen. Dabei dringt das Magnetfeld aufgrund der elektrischen Leitfähigkeit bevorzugt in die elektrischen Leitungen 202b und 202c und somit in die zu lötende Stelle ein, und tritt weniger bevorzugt in die Isolationsschicht 204 oder den Luftspalt 108 ein. Dabei verläuft das Magnetfeld in der Ebene der elektrischen Leitungen 202b und 202c, so dass in den elektrischen Leitungen 202b und 202c Wirbelströme erzeugt werden, durch die die elektrischen Leitungen 202b und 202c genügend stark erhitzt werden, um das Lötmittel aufzuschmelzen und das elektrische Bauteil 206 an die zu lötende Stelle zu löten.
An dieser Stelle soll angemerkt werden, dass das elektrische Bauteil 206 üblicherweise über einen deutlich größeren elektrischen Widerstand verfügt, als die elektrischen Leitungen 202a - 202d, die üblicherweise aus einzelnen Kupferleitungen oder gebündelten feinen Kupferdrähten hergestellt sind. Durch diesen Widerstandsunterscheid wird verhindert, dass ein großer Teil des erzeugten Magnetfelds während des Lötvorgangs in das elektronische Bauteil 206 eindringt und dieses beschädigen kann.
Anhand der 9 bis 14 ist gezeigt, dass der erfindungsgemäße Lötkopf auch in solcher Art auf einer elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung, wie beispielsweise einem Flachbandkabel, positioniert werden kann, dass die lange Seite der Endbereiche 114 und 116 der magnetischen Konzentratoren 113 und 115 quer zur Verlaufsrichtung der elektrischen Leitungen 202a - 202f verläuft. In diesem Fall ist es vorteilhaft, wenn die lange Seite der Endbereiche 114 und 116 eine Länge hat, die mindestens zwei der elektrischen Leitungen 202a - 202f umfasst, so dass das Magnetfeld durch den magnetischen Kern 104 so geführt wird, dass es in die mindestens zwei der elektrischen Leitungen 202a - 202f dringt. So wird bei Anlegen eines Wechselstroms an die Spule 102 durch das Erzeugen von Wirbelströmen für die notwendige Erhitzung in den mindestens zwei der elektrischen Leitungen 202a - 202f gesorgt und ein elektrisches Bauteil 206 während eines einzigen Lötvorgangs an die zu lötende Stelle der mindestens zwei der elektrischen Leitungen 202a - 202f gelötet werden.
Die 6, 7 und 11 verdeutlichen zudem, dass die magnetischen Konzentratoren 113 und 115 jeweils auch an einer dritten Außenseite 132 und einer vierten Außenseite 134 in Richtung der Endbereiche 114 und 116 gleichmäßig abgeschrägt sein können, so dass für eine weitere Konzentration des Magnetfelds in Richtung der zu lötenden Stelle gesorgt werden kann. In den 6, 7 und 11 ist dies am Beispiel des magnetischen Konzentrators 115 und des Endbereichs 116 dargestellt.
Weiterhin zeigt 12 ein Ausführungsbeispiel, bei dem die magnetischen Konzentratoren 113 und 115 an der dritten Außenseite 132 und der vierten Außenseite 134 in Richtung der der jeweiligen Endbereiche114 und 116 gleichmäßig abgerundet sind. Auch hier ist dies ist dies am Beispiel des magnetischen Konzentrators 115 und des Endbereichs 116 dargestellt. Alternativ können die magnetischen Konzentrators 113 und 115 auch an den jeweiligen Innenseiten 120 und 122, sowie an der ersten Außenseite 124, beziehungsweise der zweiten Außenseite 126, in Richtung der jeweiligen Endbereiche 114 und 116 gleichmäßig abgerundet sein.
Insbesondere zeigen die 6, 7, 11 und 12 weiterhin, dass die Halterung 106 Positioniervorsprünge 136 besitzt, mit deren Hilfe der Lötkopf 100 in der Nähe der zu lötenden Stelle positioniert werden kann. Dabei ist anzumerken, dass die Positioniervorsprünge 136 in Richtung der Lötseite über den magnetischen Kern 104 herausragen, so dass sich bei Auflage des Lötkopfes 100 auf die elektrisch leitfähige Kontaktanordnung 200, mindestens ein schmaler Luftspalt zwischen jedem der Endbereiche 114 und 116 des magnetischen Kern 104 und der Isolationsschicht 204 befindet. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass eine Erhitzung des magnetischen Kerns 104 während des Lötvorgangs zu einer Verformung oder sonstigen Beeinträchtigung der Isolationsschicht 204 kommt.
Anhand von 14 soll nun ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung erläutert werden. Wie in der Figur erkennbar ist, umfasst der magnetische Kern 104 in diesem Ausführungsbeispiel zwei separate Schenkeln 110 und 112, die dazu dienen das von der Spule 102 erzeugte Magnetfeld zu verstärken und in Richtung der magnetischen Konzentratoren 113 und 115 zu führen, wobei dir magnetischen Konzentratoren 113 und 115 jeweils stirnseitig an den Schenkeln 110 und 112 angebracht sind. Weiterhin ist zu erkennen, dass jeder der magnetischen Konzentratoren 113 und 115 jeweils einen Endbereich 114 und 116 umfasst, um das Magnetfeld zu bündeln und in die zu lötende Stelle zu führen. Somit bilden auch in diesem Ausführungsbeispiel die Endbereiche 114 und 116 eine Lötseite des magnetischen Kerns 104.
Wie weiterhin anhand von 14 erkennbar ist, können auch in diesem Ausführungsbeispiel die magnetischen Konzentratoren 113 und 115 an der ersten Innenseite 120 und der zweiten Innenseite 122 und/oder der ersten Außenseite 124 und der zweiten Außenseite 126 und/oder der dritten Außenseite 132 und der vierten Außenseite 134 jeweils entweder gleichmäßig abgeschrägt oder abgerundet sein. Weiterhin können die separaten Schenkel 110 und 112 an der Spule 102 befestigt sein, indem sie in die Halterung 106 eingegossen werden. Somit kann ein materialsparender und kostengünstiger Magnetkern hergestellt werden. Zudem wird eine hohe Flexibilität in der Herstellung des Magnetkerns erreicht, da jeweils gleichartige Schenkel 110 und 112 hergestellt werden können, die beispielsweise in verschiedenen Abständen oder verschiedenen Anordnungen an der Spule 102 befestigt werden können.
Der erfindungsgemäße Lötkopf 100 kann in jeder der oben erwähnten Ausführungsformen an einer Lötvorrichtung befestigt werden. Dabei umfasst die Lötvorrichtung mindestens einen Hochfrequenzgenerator, der mit den Zuleitungen 107 und 109 der Spule 102 des Lötkopfes 100 verbunden werden kann, um hochfrequenten Wechselstrom an die Spule 102 anzulegen. Optional kann die Lötvorrichtung auch eine Messvorrichtung umfassen, die angepasst ist, um die Temperatur der zu lötenden Stelle der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung 200 zu erfassen. Dabei kann die Messvorrichtung beispielsweise die Temperatur der zu lötenden Stelle der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung 200 erfassen, indem die Messvorrichtung mit dem Temperatursensor des Lötkopfes 100 verbunden wird, wenn der Lötkopf 100 einen Temperatursensor umfasst. Es ist alternativ aber auch möglich, dass die Lötvorrichtung über einen eigenen Temperatursensor verfügt, der mit der Messvorrichtung verbunden ist und dazu angepasst ist die Temperatur der zu lötenden Stelle der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung 200 zu erfassen.
Weiterhin kann die Lötvorrichtung eine Steuereinheit umfassen, die angepasst ist, um eine Lötzeit oder eine Leistung des Magnetfeldes in der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung auf Grundlage der Temperatur der zu lötenden Stelle der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung zu steuern. Alternativ kann die Steuereinheit auch die Lötzeit und die Leistung des Magnetfeldes auf Grundlage der erfassten Temperatur steuern. Die Lötzeit sollte dabei in einem Bereich von 1 bis 120 Sekunden, vorzugsweise aber in einem Bereich von 2 bis 5 Sekunden liegen.
Die Leistung des Magnetfeldes in der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung kann dabei von der Steuereinheit über die Frequenz oder die Stromstärke des angelegten Wechselstroms gesteuert werden. Alternativ kann die Leistung des Magnetfeldes auch über die Steuerung der Frequenz und der Stromstärke des angelegten Wechselstroms gesteuert werden.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum induktiven Anlöten eines elektrischen Bauteils 206 auf einer elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung mit Hilfe einer erfindungsgemäßen Lötvorrichtungen erläutert. Das Verfahren umfasst die Schritte des Bereitstellens der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung, des Aufbringens von Lötmittel auf eine zu lötende Stelle der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung, des Aufbringens eines elektrischen Bauteils auf die elektrisch leitfähige Kontaktanordnung, der Positionierung der magnetischen Konzentratoren des Lötkopfes in der Nähe der zu lötenden Stelle, so dass ein in dem Lötkopf geführtes Magnetfeld in die zu lötende Stelle dringt, und des Erzeugens eines Magnetfeldes durch Anlegen eines Wechselstromes an die Spule des Lötkopfes, wobei das erzeugte Magnetfeld durch den magnetischen Kern des Lötkopfes geführt wird und in den Endbereichen der magnetischen Konzentratoren gebündelt wird, so dass die zu lötenden Stelle durch die Erzeugung von Wirbelströmen erhitzt wird, das Lotmittel aufschmilzt und eine elektrisch leitfähige Verbindung zwischen dem elektrischen Bauteil und der zu lötenden Stelle der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung entsteht.
Dabei wird die elektrisch leitfähige Kontaktanordnung vorzugsweise vor dem Lötvorgang auf einem elektrisch leitfähigen Material aufgebracht.
Um ein Aufschmelzen einer Isolationsschicht, die die zu lötende Stelle umgibt zu verhindern, beträgt eine Lötzeit des induktiven Anlötens beispielswiese zwischen 1 und 120 Sekunden, wobei die Lötzeit vorzugsweise zwischen 2 und 5 Sekunden beträgt.
Beispielsweise wird eine Lötleistung des induktiven Anlötens über die Leistung des erzeugten Magnetfeldes in der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung gesteuert.
Das Verfahren umfasst weiterhin optional die Schritte des Erfassens der Temperatur der zu lötenden Stelle und der Steuerung der Lötzeit und/oder der Leistung des erzeugten Magnetfeldes in der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung basierend auf der erfassten Temperatur.
Dabei ist die die elektrisch leitfähige Kontaktanordnung beispielsweise ein Flachbandkabel. Das elektrische Bauteil ist beispielsweise ein oberflächenmontiertes Bauelement (SMD-Bauelement).
Bezugszeichenliste

Bezugsziffer	Beschreibung
100	Lötkopf
102	Spule
104	magnetischer Kern
106	Halterung
107, 109	Zuleitung
108	Luftspalt
110, 112	Schenkel des magnetischen Kerns
113, 115	magnetische Konzentratoren
114, 116	Endbereiche der magnetischen Konzentratoren
118	Basis des magnetischen Kerns
120	erste Innenseite
122	zweite Innenseite
124	erste Außenseite
126	zweite Außenseite
128	Bohrung
130	Lüftungsloch
132	dritte Außenseite
134	vierte Außenseite
136	Positioniervorsprünge
200	elektrisch leitfähige Kontaktanordnung
202a, 202b, 202c, 202d, 202e, 202f	elektrische Leitungen
204	Isolationsschicht
206	elektrisches Bauteil
300	elektrisch leitfähiges Material

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2785263 [0003]
US 6271507 B2 [0004]
US 4359620 A [0004]

Claims

Lötkopf (100) zum Erzeugen von Wirbelströmen in einer elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung (200), wobei der Lötkopf (100) umfasst: eine Spule (102) mit mindestens einer Windung, so dass beim Fließen eines Wechselstroms durch die Spule (102) ein Magnetfeld erzeugt wird; einen die Spule (102) wenigstens teilweise umgebenden magnetischen Kern (104), der aus einem Material mit einer hohen magnetischen Permeabilität hergestellt ist, wobei der magnetische Kern (104) dazu angepasst ist, das von der Spule (102) erzeugte Magnetfeld zu führen, und wobei der magnetische Kern (104) mindestens einen ersten Schenkel (110) und einen zweiten Schenkel (112) aufweist, und auf beiden Seiten eines Luftspaltes (108) jeweils einen magnetischen Konzentrator (113, 115) umfasst, der stirnseitig an den Schenkeln angebracht ist und dessen Querschnittsfläche in einem Endbereich (114, 116) kleiner ist als die Querschnittsfläche des übrigen magnetischen Kerns (104), so dass das Magnetfeld in den Endbereichen (114, 116) der magnetischen Konzentratoren (113, 115) gebündelt wird.
Lötkopf (100) nach Anspruch 1, wobei die Endbereiche (114, 116) der magnetischen Konzentratoren (113, 115) eine Lötseite des Lötkopfes (100) bilden.
Lötkopf (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der magnetische Kern (104) im wesentlichen U-förmig mit einer Basis (118) und den zwei Schenkeln (110, 112) ausgebildet ist, und die Spule (102) an mindestens drei Seiten umgibt.
Lötkopf (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der magnetische Kern (104) mit den magnetischen Konzentratoren (113, 115) einstückig hergestellt ist.
Lötkopf (100) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der magnetische Kern (104) mindestens zwei separate Schenkel (110, 112) umfasst.
Lötkopf (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das magnetische Material mindestens einen spezifischen elektrischen Wiederstand von 100 Ωm hat oder elektrisch isolierend ist.
Lötkopf (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das magnetische Material ein Ferrit ist, der für hochfrequente Magnetfelder geeignet ist.
Lötkopf (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das magnetische Material ein magnetisches Pulver ist.
Lötkopf (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die magnetischen Konzentratoren (113, 115) an jeweils mindestens einer Seite (120, 122, 124, 126, 132, 134) in Richtung des Endbereichs (114, 116) des jeweiligen magnetischen Konzentrators (113, 115) gleichmäßig abgeschrägt oder abgerundet sind.
Lötkopf (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Lötkopf (100) zusätzlich eine Halterung (106) umfasst, die aus einem elektrisch isolierenden und wärmebeständigen Material hergestellt ist und durch die der magnetische Kern (104) an der Spule (102) befestigt ist.
Lötkopf (100) nach Anspruch 10, wobei die Spule (102) und der magnetische Kern (104) teilweise in die Halterung (106) eingegossen sind, und wobei die Halterung (106) mindestens eine Öffnung besitzt, durch die die Endbereiche (114, 116) der magnetischen Konzentratoren (113, 115) herausragen.
Lötkopf (100) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, wobei die Halterung (106) mindestens eine Bohrung (128) besitzt, mit deren Hilfe der Lötkopf an einer Lötvorrichtung befestigt werden kann.
Lötkopf (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, wobei der Lötkopf (100) mindestens einen Temperatursensor umfasst, um die Temperatur der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung (200) zu messen.
Lötvorrichtung mit einem Lötkopf (100) nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei die Lötvorrichtung umfasst: einen Hochfrequenzgenerator, der mit der Spule (102) des Lötkopfes elektrisch verbunden ist, um Wechselstrom an die Spule (102) anzulegen.
Lötvorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Lötvorrichtung zusätzlich umfasst: eine Messvorrichtung, angepasst um die Temperatur einer zu lötenden Stelle der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung (200) zu erfassen; und eine Steuereinheit, angepasst um eine Lötzeit und/oder eine Leistung des Magnetfeldes in der elektrisch leitfähigen Kontaktanordnung (200) auf Grundlage der erfassten Temperatur zu steuern.