DE2105513B2 - Infrarotloetverfahren fuer das befestigen von bauteilen durch wiederaufschmelzen von lot sowie loetvorrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents

Description

strahler relativ zueinander verstellbar, derart, daß richtung 14 steht eine Steuervorrichtung, z.B. ein das vom Infrarotstrahler abgestrahlte Licht wahl- Potentiometer 15, in Verbindung, wobei der Potenweise und je nach Einsteilung die Unterfläche des tiometerausgang 16 der Infrarotlichtquelle 1 vorgeauf der Filterglasscheibe aufliegenden Trägers flächig schaltet ist. Wird der Halter 10 in Richtung des Trä- oder punktförmig beaufschlagt. 5 gers abgesenkt, so erhält die Halogenlampe einen hö-

Die Glasfilterplatte ruht mit ihren peripheren heren Strom, so daß ihre Leistung zunimmt. Mittels Randteilen auf einem beheizbaren Ring, wobei un- einer Handhabe 17 ist auch die Halogenlampe geterhalb des Ringraumes der Infrarotstrahler angeord- ringfügig innerhalb des Infrarotstrahlerraumes in net ist. Ein das anzulötende Bauteil aufnehmender Richtung der optischen Achse verschiebbar, so daß Halter ist in der verlängerten optischen Achse des io dadurch der vom Infrarotstrahler abgestrahlte Licht-Infrarotstrahlers und oberhalb des Trägers angeord- kegel mehr oder weniger punktförmig bzw. flächig net. Der Halter ist in einer Führung höhenverstellbar den Träger 6 trifft. Die Heizung 5 ist vorzugsweise gelagert, derart, daß das Bauteil vom Halter auf den als Stufenheizung ausgebildet und von einem nicht Träger aufsetzbar ist. Mit der Hubvorrichtung des dargestellten Thermostat regelbar. Die Heizstufen Halters ist eine Steuervorrichtung zum Steuern der 15 sind mittels einer nicht dargestellten Schaltvorrich-Leistung der Infrarotlichtquelle verbunden. Die In- rung derart geschaltet, daß die Temperatur der FiI-frarotlichtquelle besteht vorzugsweise aus einer Ha- terglasscheibe 3 kurz unter der Schmelztemperatur logenlampe. Beim Absenken des Bauteiles auf den des Lotes liegt. Durch diese Maßnahme wird vermie-Träger wird gleichzeitig und proportional mit dem den, daß durch die beim Löten auftretende punktför-Hub die Leistung der Halogenlampe vergrößert, 20 mige Wärmebelastung der Träger springt, wobei anderart, daß bereits kurz vor der Berührung des Bau- dererseits aber auch sichergestellt wird, daß zur. teiles mit dem Träger das auf dem Träger aufge- Aufschmelzen des Lotes nur eine relativ kurze Zeit brachte Lot in den flüssigen Zustand übergeht. Beim von weniger als einer Sekunde benötigt wird. Nuch Aufsetzen des Bauteiles taucht letzteres somit in das erfolgtem Einlöten des Bauteiles 13 am Lötort 6' und flüssige Lot ein. Elektrische Spannbacken lösen das 25 darauf erfolgendem Hochziehen des Halters 10 wird Bauteil vom Halter, der nunmehr in die Ausgangslage der Lötort durch einen Luftstrom beaufschlagt, der zurückfährt. Mit dem Zurückfahren des Halters wird von einer mit einem Steuerventil 19 versehenen Düse auch die Leistung der Infrarotlichtquelle gedrosselt, 18 gelenkt auf die Lötstelle trifft und diese kühlt,
wobei gleichzeitig durch einen Luftstrom die Lot- Wie weiter aus F i g. 2 ersichtlich, besteht die In-

stelle gekühlt wird. 30 frarotlötvorrichtung aus einem Gehäuse 21, mit einer

Die Erfindung wird nachstehend an Hand der Abdeckplatte 22, wobei letztere die beheizbare Ring-Zeichnungen erläutert, in welchen in einer schemati- platte 4,5 trägt. Ein Stufenschalter 23 dient zur Einschen Ansicht und in einem Schaubild eine gemäß stellung von verschiedenen Heizstufen der Heizung S. der Erfindung gebildete Infrarotlötvorrichtung darge- Im Gehäuse 21 ist die Infrarotlichtquelle 1 und der stellt ist. 35 Infrarotstrahler 2 angeordnet. Die Handhaben 17 zur

Die Infrarotlötvorrichtung besteht im wesentlichen Einstellung des Fokus des Infrarotstrahlungskegels aus einer Infrarotlichtquelle 1, z. B. einer Halogen- ist von der Stirnseite 21' des Gehäuses betätigbar, lampe, einem als Ellipsoidspiegel ausgebildeten In- Die Hubvorrichtung 14 ist an einer mit dem Gehäuse frarotstrahler 2, einer Unterlage, welche aus einer in Verbindung stehenden Stütze 24 angebracht und sichtbares Licht absorbierenden Filterglasplatte 3 be- 40 so angeordnet, daß der Träger 10 in Verlängerung steht und einer ringförmigen Auflage 4 mit einem der optischen Achse 9 mittels der Handhabe 14' in darunter angeordneten ringförmigen Heizkörpers. Richtung des Pfeiles 11 stellbar ist. Die Stütze 24 Ein Träger 6, beispielsweise ein Keramikplättchen, trägt einen Querarm 25 mit einem Mikroskop 25'. auf dem Lot durch Tauchlöten oder durch Auflegen Das Mikroskop dient zur Beobachtung des Lötvorvon Lotformteilen aufgetragen wurde, liegt mit der 45 ganges. Eine Handhabe 26 dient zur Einstellung des von der Lotfläche 7 abgekehrten Fläche 8 auf der nicht dargestellten Gebläses, ein Schalter 27 zum Filterglasscheibe. Koaxial zur optischen Achse 9 des Einschalten der Infrarotwärmequelle 1 und ein Infrarotstrahlers ist ein Halter 10 angeordnet, der Hauptschalter 28 zum Einschalten der Infrarotlötmittels einer Hubvorrichtung 14 in Richtung des vorrichtung. Fernerhin ist ein Stufenschalter 20 zur Pfeiles 11 auf- und absenkbar ist. Der Halter besitzt 50 Helligkeits-Einstellung einer bei 29 aufsetzbaren — ein elektrisches Spannfutter 12, in welchem das an- nicht dargestellten — Beleuchtungseinrichtung vorzulötende Bauteil 13 gehalten ist. Mit der Hubvor- gesehen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (7)

eingeführt und nach dem Aufschmelzen des Lötzinns Patentansprüche: die Anschlußfahne od. dgl. in bekannter Weise ange lötet. Dieses bekannte Verfahren kommt insbeson-

1. Infrarotlötverfahren zum Befestigen von dere zum Anlöten von Bauteilen an Schaltungsplat-Bauteilen auf einen Träger, wie Keramikplätt- 5 ten zur Anwendung. Bekanntlich dürfen verschiechen od. dgl., mit verzinnten Leiterbahnen oder dene Halbleiterbauteile, aber auch Miniaturspulen Lötstützpunkten unter Anwendung von Infrarot- u. dgl. kaum mehr als 70° C erwärmt werden. Sollen licht, wobei man das Infrarotlicht auf die Lot- derartige kleine und temperaturempfindliche Baustelle fokussiert und das Lot zum Schmelzen teile, z.B. auf Keramikplättchen, aufgelötet werden, bringt und sodann das verzinnte Bauteil aufsetzt io so besteht die Gefahr, daß die Bauteile von der Wär- und die Lötung vollzieht, dadurch gekenn- mestrahlung getroffen und dadurch beschädigt oder zeichnet, daß man den Träger mit der von zerstört werden. Beim Aufschmelzen des Lotes beder Lötstelle abgekehrten Fläche auf eine kurz- steht fernerhin die Gefahr, daß das Licht reflektiert welliges Licht absorbierende Glasfilterplatte legt und die Bedienungsperson geblendet wird. Besonders und die Lötstelle von der Unterseite der Träger- 15 gefährlich ist diese Blendwirkung bei der Verwenplatte her durch das Infrarotlicht erwärmt. dung eines Lasers als Infrarotlichtquelle oder einer

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- Lichtquelle mit einem hohen Anteil an kurzwelligem kennzeichnet, daß man zunächst die Filterglas- Licht.

platte und somit auch den Träger vorwärmt und Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch

sodann das Infrarotlicht auf die Lötstelle fokus- 20 Verfahrens- und vorrichtungsmäßige Maßnahmen die

siert. vorgenannten Nachteile zu vermeiden. Insbesondere

3. Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens soll das Verfahren und die Vorrichtung zum Löten zum Infrarotlöten nach Anspruch 1, bestehend von kleinen elektrischen Bauteilen an Keramikplättaus einer den Träger aufnehmenden Unterlage chen oder Glasplättchen geeignet sein, wobei eine und einer von einem Infrarotstrahler umgebenen 25 gute Beobachtung des Lötvorganges gewährleistet Infrarotlichtquelle, dadurch gekennzeichnet, daß sein muß. Diese Aufgabe wird gemäß dem erfinderidie Unterlage eine kurzwelliges (sichtbares) Licht sehen Verfahren dadurch gelöst, daß man den Träger absorbierende Filterglasplatte (3) und der Infra- mit der von der Lötstelle abgekehrten Fläche auf rotstrahier (2) unter der Filterglasplatte angeord- eine kurzwelliges Licht absorbierende Glasfilterplatte net ist. 30 legt und die Lötstelle von der Unterseite der Träger-

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch ge- platte her durch das Infrarotlicht erwärmt,
kennzeichnet, daß die Filterglasplatte (3) von Durch diese erfinderische Verfahrensweise werden einer ringförmigen beheizbaren Auflage (4) ge- die vorgenannten Nachteile beim Infrarotlöten verhalten ist. mieden. Das erfinderische Verfahren läßt sich insbe-

5. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 und 4, da- 35 sondere zum Löten von dünnen Keramikplättchen durch gekennzeichnet, daß die Strahlungsenergie oder Glasplättchen anwenden. Bedingt dadurch, daß die Infrarotlichtquelle (1) in Abhängigkeit von man den Träger auf die Glasfilterplatte auflegt, wird der Stellung einer das aufzulötende Bauteil (13) vermieden, daß der sichtbare Anteil des Lichtes haltenden Hubvorrichtung (10) einstellbar ist. durch die Filterplatte hindurchdringt, wo hingegen

6. Vorrichtung nach Ansprüchen 3 bis 5, da- 40 den langwelligen Wärmestrahlen der Durchtritt durch gekennzeichnet, daß die Infrarotlichtquelle durch die Filterplatte freigegeben ist. Vorzugsweise (1) und der Infrarotstrahler (2) relativ zueinander verfährt man hierbei derart, daß man zunächst den verstellbar sind, derart, daß der abgestrahlte In- Träger auf der Filterglasscheibe und auch diese vorfrarotlichtkegel punktförmig oder flächig den wärmt. Durch diese Maßnahme wird unter anderem Träger (6) trifft. 45 ein Springen des Keramik- oder Glasplättchens sowie

7. Vorrichtung nach Ansprüchen 1 bis 6, da- eine Beschädigung der Filterglasscheibe bei einer örtdurch gekennzeichnet, daß die Heizung (5) zur liehen Erwärmung vermieden. Das Vorwärmen des Erwärmung der Filterglasplatte (3) auf eine be- Trägers erfolgt vorzugsweise drrch eine die Filterstimmte Temperatur einstellbar und thermosta- glasscheibe umgebende und darunterliegende Heitisch regelbar ist. 50 zung, wobei man die Vorwärmtemperatur auf annähernd 30 bis 40° C unterhalb des Schmelzpunktes

des Lotes einstellt. Wird nunmehr das Infrarotlicht

auf den Träger am Ort unterhalb der Lötstelle fokussiert, so erfolgt augenblicklich eine Aufschmel-

Die Erfindung bezieht sich auf ein Infrarotlötver- 55 zung des Lotes. Eine Blendwirkung tritt während des

fahren zum Befestigen von Bauteilen auf einen Trä- Lötvorganges nicht in Erscheinung. Der Lötvorgang

ger, wie Keramikplättchen od. dgl., mit verzinnten kann daher auch gut durch ein Mikroskop beobach-

Leiterbahnen oder Lötstützpunkten unter Aawen- tet werden.

dung von Infrarotlicht, wobei man das Infrarotlicht Ausgehend von der vorgenannten bekannten Vorauf die Lötstellen fokussiert und das Lot zum 60 richtung zum Infrarotlöten, bestehend aus einer den Schmelzen bringt und sodann das vorverzinnte Bau- Träger aufnehmenden Unterlage und einem zum teil aufsetzt und die Lötung vollzieht. Aufschmelzen des Lotes dienenden Infrarotstrahler,

Bei einem bekannten Infrarotlötverfahren zum besteht die Vorrichtung zur Ausübung des Verfah-Anlöten von Anschlüssen an Schaltungsplatten wird rens darin, daß die Unterlage eine kurzwelliges die Lötstelle von der Lötseite her durch auf die Lot- 65 (sichtbares) Licht absorbierende Glasfilterplattc und stelle gerichtetes fokussiertes Infrarotlicht auf die der Infrarotstrahler unter der Glasfilterplatte an-Löttemperatur erwärmt. Das Lötzinn wird in abge- geordnet ist. Nach einem weiteren Merkmal der Ermessenen Portionen in den Fokus des Infrarotlichtes findung sind die Infrarotlichtquelle und der Infrarot-