DE2126799C

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Info

Publication number: DE2126799C
Application number: DE19712126799
Authority: DE
Priority date: 1970-05-26
Filing date: 1971-05-26
Publication date: 1973-06-14

Description

D:.· Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichmulden Verteilen vun warmflielMähigen Loten au! den Innenwandunaen von Löchern gedruckter Schaltungen durch Aufbiingen von Lm und dessen Erwärmung und eine \ orrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Gedruckte Schakuni-n bestehen bekanntlich au. Metallbahnen aui de: oder den Ober!lachen von Isu lier<tuffträgern, durch die insbesondere bei Mehrschichtanordnuiiüen Löcher hindurchgeführt sind, die gleichfalls eine Metallschicht besitzen. Eine au: die Lochwandmetallisierungen und Metallbahnen aufgebrachte Lotschicht dient entweder deren Korrosionsschutz oder der erleichterten Herstellung von Lötverbindungen, /wischen gegebenen Kontaktste! len der Leiterplatten und mit diesen elektrisch zu verbindenden Bauelementen. Als Kontaktstellen die nen bevorzugt die Lochwandme'allisierungen. Zu; Schaffung einer dauerhaften Lör.eijindung werden entsprechende Anschlußdrähte oder Stifte des oder der Bauelem ntc iu mit metallisiener Wandung versehene !.ocher in Isolierstoffträgerplatten eingeführt und mit der Metallschicht der Lochwand bzw. dieser und der Oberfläche des den Lochrand umgebenden Leiters durch Löten od. dgl. elektrisch und mechanisch verbunden. Die Lotschicht kann entweder ver mittels galvanischer Abscheidung oder beispielsweise durch Eintauchen in eine Lot-Schmelze aufgebracht werden. Zweckmäßig werden hierbei die nicht im Lot zu bedeckenden Abschnitte der Leiter mit einer Maske abgedeckt, auf deren Oberfläche das Lot nicht haftet.

Die bisher bekanntgewordenen Verfahren zum Aufbringen einer Lotschicht führen bei der üblichen Massenfertigung zu Schichten ungleichmäßiger Dicke. Besonders auf Lochwandungen sind beträchtliche Dickenunterschiede nicht zu vermeiden, wobei die ungleichmäßige Beschichtung zu praktisch unkontrollierbaren Änderungen des freien Lochdurchmessers führen. Auch ist nicht auszuschließen, daß die Schichtdicke in der Mitte der Löcher ungenügend ausgebildet wird, um einen wirksamen Korrosionsschutz zu erzielen.

Besonders nachteilig ist eine unkontrollierte und über die Lochtiefe ungleichmäßige Durchmesserveränderung bei gedruckten Schaltungen, deren Bestükkung unter Verwendung von automatischen Bestükkungsmaschinen vorgenommen wird. Die seit der Einführung von Halbleiterbauelementen, wie insbesondere integrierten Schaltkreisen, immer weitere Verbreitung findende Verwendung von miniaturisierten Schaltungsteilen hat zu einem starken Anwachsen der in solche Leiterplatten einzubringenden Löcher mit entsprechenden Äbmessungstoleranzen geführt.

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;en und eine Vorrichtung zum Herstellen Juchten kontrollierter und gleichmäßiger -besondere lotbeschichtet, r Löcher mii me-■· Wandungen, deren Lochdurchmesser ue-.i-.m/.en aufweisen sollen, zu schauen.

-ung dieser Aufgabe wird erfindung^geii..-h erreicht, daß das Lot veimitieis orhita-,bewegungen dsr Lochwaudungeti auf die-

■ iiarbewegung versetzt und unter Auiietb.l· Jji orbitalen Kreiselbewegung abgekühlt

....!; für die Ausfüllung dei genannte!:

■ ι·,;, daß während der orbitalen Kreiselbe- :..· Leiterplatte mit der Lolschichi Überali : -.i,e «leiche 'lerr.petatur .:.ι!'λ:-μ und ,!,:!■

einen Loehbennch nach Fig.?, wobei, wie

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Πι:. 3. die aus der orbitalen Kreiselbewegung resultierenden Kräfte angedeutet sind,

Fiiz. 5 eine veruiößerte, pcrspektiviscne Darste-ϊ lune emlan, der Ac.se A-A in Fig. 3 zur Verdeutlichung der Beseitigingsmöglichkeit von überschussiuem Lot von dem Lochwandungsbereich. ^

(••-muß Fig 1 is- in einem Gehäuse 15 ein Räumen h/w. eine Vorrichtung 11 zum Haltern einer " leite, platte 8 vorgesehen. Die flexiblen Halterungen Ll dienen der horizontalen Festlegung der Vorncr·.-tun» 11 und damit der von dieser gehaltenen Leiterplatte 8. Inteil.alb der Leiterplatte 8 befindet s,cn em tmuartiger Behälter 12. der mit einem au! üie ie-ί wüiischi- Temperatur gebrachten Warmeubeii^- -.',!,,.- π t;U beispielsweise Wuchs oder 01, ge.ulH i^^ bc'Bchäl'f.- 12 stutzt sich aut . ier Vornchnnig U ab. die denselben nut In'.al- zu henca und zu >eii,e!i vermau Im angehobenen Zustand laueht die 1 ei er-„·. platte 8 in Ji^ '\\ arniebad e,n. Das Gehäus, «s unischli-ßt den. Teil der Einrichtung, m welcheui ü.=. i enerpiatteS i'em 1 nifluL'. des erhitzten Wanneube,-iKfunesmilitis und der (.rhitaU-n Kreiselbewegun^ krälte' ausgeätzt ist. Die>e·. Gehäuse dien: ^r- =5 Schut/ der' L'nmebung. insbcond-re auch vor veispritzendem heißem Wärmeübertragungsmittel. ·ολ;. auch von Lolüberschuß

An der Haltevorrichtung und damit der LeUe₁-p!-lte8 greifen eine Anzahl von Linearbewegungen ^o austührenden Generatoren 16 an. Im Ausluhrun^- b-Mspie! handelt es sich dabei um elektromagnetische Schwint-spulen. Gleichermaßen geeignet sind jedoch auch pneumatische bzw. hydraulische Generatoren, d Ii Zv linder- und Kolbenanordnungen.

Fig"¹ λμ»ι die Anordnung der Bewegungsgenera'orcn und 'deren Zuordnung zu zwei Oszillatoren 17 und 18. Werden die Phasen der beiden Oszillatoren 17 und 18 derart zueinander gewählt, daß sie um verschoben sind, so überlagern sie;; die von den

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gung ι

unter Auirechterhaltung der orbitalen Kreiselbewegung, vhe gedruckte Schaltung aus dem Wärmebad entfernt wird.

Fin um Lochränder bzw. auf einer Lötmasken- -»u veisi_nuL>i.ii amu, ..-. *.- —

schieb.', verbleibender Lotrest kann, nach dem Hikai- 40 Generatoren 16 auf die Haltevorrichtung 11 und daten, beispielsweise durch Bürsten, entfernt werden. mit die Leiterplatte 8 ausgeübten Kräfte derart, daß

Zur Erzielung der orbitalen Kreiselbewegung ' '''" ^r~ >«< im.

wird die Leiterplatte zweckmäßig in einen Rahmen gehaltert und einer resultierenden Bewegung ausgemit die Leiterplatte 8 ausgeübten Kräfte dera, sich ein Rotationskraftvektor auf den Lochwandungen ergibt, der die kreiseiförmige Bewegung des fließfähigen Lotes bedingt. Die Geschwindigkeit der i hä Oill

gehaltert und einer resultierenden uewegung ausge- rntuiaingui i-w^., „^^...;,.. _.. .

setzt, die sich aus der Überlagerung aus zwei oder 45 Rotation hängt von der Frequenz der Oszillatoren

!,„.,,-ori T !n<»!jrhpujpiiiiniipn f>rnihl Zum HrzeUüCn ab.

Durch Wahl einer geeigneten Zahl an linearen Bewegungsgeneratoren sowie der Frequenz und Amplitude der Oszillatorbewcgung kann die Dicke der

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mehreren Linearbewegungen ergibt. Zum Erzeugen der linearen Bewegungen können Hydraulik-Zylinder, elektromagnetische Schwingspulen-Generatoren

oder dergleichen Bewegungsgeneratorcfi benutzt wer- pmuue uci uvma,_u.^,.^.._o

den. Zweckmäßigerweise greifen diese Generatoren 50 auszubildenden Lotschicht mit gleichmäßiger Stärke am Rahmen an. Die einzelnen Linearbewegungen er- auf den Lochwandungen vorbestimmt werden In der zeugenden Generatoren sind bezüglich des Bcwe- bevorzugten Ausführung nach F i g. 2 werden acht gungsablaufes in ihrer Phase derart miteinander vcr- Bewegungsgeneratoren benutzt, welche symmetrisch koppelt, daß sich eine orbitale Kreiselbewegung er- an der Halterungsvorrichtung angreifen und jeweils gibt, die das fließfähige Lot auf jeder Lochwandung 55 abwechselnd den beiden Oszillatoren zugeordnet bei kreisförmiger Bewegung gleichmäßig verteilt. sind.

Weitere Vorteile der Erfindung werden nachtol- Zur Ausführung des vorliegenden Verfahrens

~ " ' ·-■ _wj_rcj die Leiterplatte 8 zunächst in der Halterung II

befestigt. Die Halterung kann beispielsweise derart 60 ausgebildet sein, daß sie mehrmals eine einzelne Leiterplatte 8 aufzunehmen vermag. Das Werkstück wird sodann in ein Bad von erhitztem Wärmeübertragungsmittel gebracht. Die Temperatur des Bades

■L· vuu 1 11;. 1, hängt von der Art des benutzten Lotes ab und wird

F i g. 3 eine vergrößerte, perspektivische Darstel- 65 so gewählt, daß das Lot zumindest plastisch bzw. lung eines Teiles einer der orbitalen Kreisclbewegung fließfähig ist. Sodann werden die Bewegungsgeneraausgesetzten Leiterplatte, - - - · . ._ j.o .:_ ^,_of„,„Η_ηΓ.

!•!•j.4 eine weiter vergrößerte Draufsicht auf

;iait ν ui 11,111. vjfc,! L,, i.,,_ul..._ö .._.

gend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, die eine beispielsweise Ausführungsform darstellen. Es zeigt

Fig. 1 die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens im Aufriß,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Linie 2-2 von F i g. 1,

tnetsranig isi. ouumm ^^^v.,« ~,.. —·-e---r> <= toren 16 in Betrieb gesetzt, so daß ein Kraftvektor, der eins Rotationskraft entlang der Lochwandungen

bewirkt, vorgegeben wird. Die orbitale Kreisclbewegung der Leiterplatte 8 bewirkt, daß das erhitzte und damit fließfähige Lot sich gleichmäßig auf der Loch wand verteilt, wobei ein Überschuß an Lot an den Lochrändern austritt. Infolge der Oberflächenspannung des fließfähigen Lotes wird sich das überschüssige Lot an den Lochrändem auf der Oberfläche der Leiterplatte 8 gewissermaßen »zusammenballen«. Im allgemeinen wird dieses Material, bedingt durch die einwirkenden Kräfte, größtenteils abgeschleudert (vgl. Fi g. 5). Gegebenentalls noch lose haftende Reste können durch Bürsten oder auf andere Weise entfernt werden.

Die orbitale Kreiselbewegung wird zweckmäßig auch dann noch fortgesetzt, nachdem die Leiterplatte 8 wieder aus dem Wärmeübertragungsmittel entfernt wurde, und zwar so lange, bis das Lot hinreichend erstarrt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum gleichmäßigen Verteilen von warmflteßfähigen Loten auf den lnncnwandungen von Lochern gedruckter Schaltungen durch Aufbringen von Lot und dessen Erwärmung, dadurch gekennzeichnet, daß das Lot vermittels orbitaler Kreiselbewegungen der Lochvvandungen auf diesen ir, Zirkularbewegung versetzt und unter Aufrechterhaltung der orbitalen Kreiselbewegung abgekühlt wird.

2 Verfahren nach Anspruch 1. dadurch gekenn/ i-:hne:. UaL¹ das ! ot in ein auf ausrei- : h ^-; ι α -.- Temperatur erin;/ie-> Bad eines Wärmeübertragungsmittel:-, wie Wuchs od. dgl., eingelaucht und hierdurch erwärmt wird.

.·. Verfahren nach Anspruchs, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse der ibitalen Kreiselbev.egung parallel bzw. wenigstens annähernd ao parallel zu den Löchern ausgerichtet wird.

4 \ erfahren naJ; den Ansprüchen 1 bis ?. dadurch gekennzeichnet, daß die von einer Halterung autgenommene gedruckte Schaltung in Form einer Leiterplatte in horizontaler Lage in das erhitzte Bad des W arr.eüber agungsmittels eingebracht wird, daß nach Erreichung eines fließfähigen Zustande·, des Lotes 1 id während die gedruckte Schallung im Bad verbleibt, dieselbe den orbitalen Kreiselbewegungen ausgesetzt wird, wobei die Geschwindigkeit der Kreiselhewe»ung der gewünschten Schichtdicke dis Lotes auf der Lochwandung angepaßt wird, und daß anschließend, unter Aufrechterhalten der orbitalen Kreiselbewegung, die gedruckte Schaltung aus dem Warmebad einlernt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die orbitale Kreiselbeweguiis von Linearbewegungen erzeugenden Generatoren, die untereinander Phasendifferenzcn aufweisen, hervorgebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoren mit einer Phasendifferenz von VO jeweils paarweise mit einem geeigneten Abstand voneinander entlang der Seitenkanten der Halterung der gedruckten Schaltung angreifen.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (11), zusammen mit der mit Löchern versehenen gedruckten Schaltung (8), von einem mit dem erhitzten Wärmeübertragungsmittel gefüllten Trog (12) aufnehmbar ist und daß die die Lineal bewegungen ausführenden mittels Phasenverschiebung und jeweiliger Amplitude in ihrem Zusammenwirken die orbitalen Kreiselbewegung gewünschter Amplitude und Frequenz vorgebenden Generatoren (16) entlang des Unifanges der Halterung (11) angeordnet sind.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoren (16) elektromagnetische Schwingspulengeneratoren siud.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoren (16) hydraulisch oder pneumatisch tätigbare Kolben sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die paarweise oder in einem Vielfachen angeordneten Schwingspulengeneratoren von zwei elektromagnetischen Oszillatoren (17. 18), deren Phase um 90'^: verschoben ist, gespeist sind.

il Vorrichtung nach Anspruch IU, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenz der Oszillatoren reuelbar is;.