DE2134948A1 - PROCESS FOR SOFT SOLDERING ELECTRICAL CONNECTIONS TO THIN OR THICK FILM SUBSTRATES AND SOLDERING DEVICE FOR PERFORMING THE PROCESS - Google Patents

PROCESS FOR SOFT SOLDERING ELECTRICAL CONNECTIONS TO THIN OR THICK FILM SUBSTRATES AND SOLDERING DEVICE FOR PERFORMING THE PROCESS

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DE2134948A1
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Germany
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soldering
protective gas
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soldering iron
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DE2134948A
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Clemens Graf Hahn
Siegfried Kinsky
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Siemens AG
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Siemens AG
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Description

Verfahren zum Weichlöten von elektrischen Anschlüssen an iümi- oder Dickfilmsubstraten sowie Lötvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Weichlöten von elektrischen Anschlüssen an Dünn- oder iickfilmsubstraten, deren Träger aus Glas oder Keramik gebildet sind, mittels einer Lötvorrichtung, bestehend aus einem in einer Halterung über dem jeweiligen Substrat geführten, wärineregulierbaren Lötkolben sowie auf eine Lötvorrichtung zur Ausübung des Verfahrens.Method for soft soldering electrical connections on iümi- or Thick Film Substrates and Soldering Apparatus for Carrying Out the Process The invention relates to a method for soft soldering electrical connections on thin or film substrates, the supports of which are formed from glass or ceramic, by means of a soldering device consisting of one in a holder above the respective Substrate-guided, heat-adjustable soldering iron and a soldering device to carry out the procedure.

Das Löten von elektrischen Anschlüssen anlauf Substraten der vorgenannten Art aufgebrachten Leiterbahnen ist bekanntlich recht schwierig. Abgesehen davon, daß die Abstande der einzelnen Leiterbahnen zumeist recht klein sind und oft mehrere Schichten von Leiterbahnen übereinander verlaufen, besteht die Gefahr, daß durch die schnelle Wärmeableitung- verursackt durch das Trägermaterial, insbesondere bei Keramiksubstraten - die Lötstellen sich nach dem Abheben des Lötkolbens zu schnell abkühlen. Fehllötungen sind daher nicht auszuschließen. Sollen an derart empfindlichen Substraten, z.B. Massenbleche, Spannungszuführungen, Erdungsklemmen und dgl. angelötet werden, so besteht fernerhin. die Schwierigkeit, daß bei der Verwendung eines Lötflußmittels das Lot leicht von der Lötstelle abfließt und eng benachbarte Leiterbahnen beaufschlagt. Es ist Jedoch schwierig, und zwar aufgrund der schnellen Oxydation des Lötzinns, eine einwandfreie Lötverbindung ohne Anwendung eines FluBmlttels zu erzielen.Soldering electrical connections starting substrates of the aforementioned The type of applied conductor tracks is known to be quite difficult. Apart from this, that the distances between the individual conductor tracks are usually very small and often several Layers of conductor tracks run on top of one another, there is a risk that through the fast heat dissipation caused by the carrier material, especially with Ceramic substrates - the solder joints move too quickly after lifting the soldering iron cooling down. Incorrect soldering cannot therefore be ruled out. Are supposed to be so sensitive Substrates, e.g. bulk metal sheets, voltage leads, grounding clamps and the like are soldered on continues to exist. the difficulty with using a soldering flux the solder flows easily from the soldering point and acts on closely adjacent conductor tracks. However, due to the rapid oxidation of the solder, it is difficult to to achieve a perfect soldered connection without the use of a fluid.

An sich ist es bekannt (deutsche Offenlegung hrift 1 627 554# unter einem Schutzgas zu löten. Die bekannte Vorrichtung besteht aus einer Rotlicht emittierenden, in einer Brennkammer angeordneten Strahlungsquelle. In einer Ausführungsform# dieser bekannten Vorrichfung wird durch die Brennkammer ein Schutzgas geführt; dort erwärmt sich das Schutzgas. Das Schutzgas strömt durch eine, auf das zu lötende Werkstück gerichtete, auch als optische Blende gebildete Düse aus. Derartige SchweiB- oder Lötvorrichtungen sind indessen zum Löten von Substraten der vorgenannten trt nicht geeignet Beim Löten von Halbleiter tragenden Substraten ist darauf zu achten, daß die Tötwärmee die Funktionsfähigkeit dieser Elemente -nicht beeinträchtigt; indessen muß- die Temperatur aber hinreichend hoch sein, um eine einwandfreie Lötung herbeizuführen. Auah ist es beim Anlöten von Bauteilen notwendig, diese während des Lötvorganges sanft an den Lötort zu drücken. Hierzu ist eine Lötvorrichtung der vorgenannten Art ungeeignet. Damit das Substrat durch eine örtliche Erwärmung keinen Schaden erleidet, wurde in einer älteren Anmeldung (P 21 05 513.0) schon vorgeschlagen, daß Substrat vorzuwärmen. Die Vorwärmetemperatur soll vorteilhaft 800, höchstens jedoch 1000 o betragen. Durch diese Maßnahme kann eine Beschädigung des Trägermaterials vermieden werden.It is known per se (German disclosure hrift 1 627 554 # under to solder with a protective gas. The known device consists the end a red light emitting radiation source arranged in a combustion chamber. In one embodiment of this known device, the combustion chamber a protective gas led; there the protective gas heats up. The protective gas flows through one, directed at the workpiece to be soldered, also formed as an optical aperture Nozzle off. Such welding or soldering devices are, however, for soldering substrates the aforementioned type not suitable for soldering substrates carrying semiconductors care must be taken that the dead heat does not affect the functionality of these elements impaired; however, the temperature must be high enough to achieve a bring about perfect soldering. Auah it is necessary when soldering components, to press them gently to the soldering point during the soldering process. There is a soldering device for this unsuitable of the aforementioned type. So that the substrate by local heating suffers no damage, was already in an older application (P 21 05 513.0) suggested that the substrate be preheated. The preheating temperature should be advantageous 800, but not more than 1000 o. Doing this can damage the of the carrier material can be avoided.

Der Anmeldung liegt die Aufgabe zugrunde, durch verfahrensmaBiges Handeln das Weichlöten von elektrischen Anschlüssen an Beiterbahnen von D5nn- oder Dickfilmsubstraten mittels eines in einer Halterung über dem jeweiligen Substrat geführten, wärmereguliei'taren Lötkolbens zu erleichtern und zu verbessern, so wie eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Lötvorrichtung zu schaffen.The registration is based on the task by procedural Trade the soft soldering of electrical connections to conductor tracks from D5nn or Thick film substrates by means of one in a holder above the respective substrate to facilitate and improve guided, heat-regulated soldering iron, such as to create a soldering device suitable for performing this method.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch nachfolgende teilweise an sich bekannte Verfahrensschritte gelöst, nämlich daß man at das Substrat auf eine Temperatur von mindestens 800 höchstens jedoch auf 1000 0 vorwärmt und b> unter Vermeidung eines Lötflußmittels die Lötung vornimmt und c) während des Lötens die Lötstelle mit einem erwärmten Schutzgas beaufschlagt, dabei d) die Schutzgastemperatur höchstens auf 2000 C am Düsenaustritt bemißt und den Gasdruck in der Schutzgasleitung auf höchstens 0,3 atü hält und e) nach vollzogener Lötung mit dem Abheben der Tötkolbenspitze von der Lötstelle die Temperatur des Schutzgases 5 sei es durch Entfernen der Düse von der Lötstelle und/ oder Abschalten der Heizung, langsam senkt.This object is partially achieved according to the invention by the following per se known method steps solved, namely that one at the substrate preheats a temperature of at least 800 but no more than 1000 0 and b> the soldering, avoiding a soldering flux undertakes and c) a heated protective gas is applied to the soldering point during soldering, while doing so d) dimension the protective gas temperature to a maximum of 2000 C at the nozzle outlet and the Keep the gas pressure in the protective gas line at a maximum of 0.3 atmospheres and e) after completion of the Soldering with the lifting of the killing iron tip from the soldering point the temperature of the Protective gas 5 either by removing the nozzle from the soldering point and / or switching off the heater, slowly lowers.

Durch diese erfinderische Verfahrensweise wird es ermöglicht, Anschlüsse oder Bauteile an den auf den Substraten aufgebracbten Leiterbahnen fehlerfrei an- bzw. aufzulöten. Durch das Merkmal a) wird vermieden, daß im Trägermaterial Spannungen entstehen, die zu einer Zerstörung der Träger führen. Ferner wird gewährleistet, daß das Lot beim Aufbringen auf das Substrat flüssig bleibt bzw. nicht plötzlich erstarrt (Vermeidung einer Kaltlötung). Durch das Merkmal b) wird ein Abfließen des Lotes zu benachbarten Leiterbahnen und somit eine Brückenbildung vermieden. Durch die Beaufschlagung der Lötstelle mit einem Schutzgas gemäß dem Merkmal c) wird ein Herantreten des Luftsauerstoffes an die lötstelle verhindert. Bemißt inan die Schutzgastemperatur am Düsenaustritt auf höchstens 2000 C, so wird dadurch gewährleistet, daß der Schutzgasstrahl -bedingt durch die Expansion des Schutzgases nach dem Austritt aus der Düse - beim Auftreffen auf die Lötstelle eine Temperatur oberhalb des Lotschmelzpunktes hat. Einem zu schnellen Brlstarren des Lotes durch die Wärmeableitung des Trägerma.1;eriale karm dadurch entgegengewirkt werden. Wird der Schutzgasstrahl in seiner Intensität zu stark bemessen, so kann es vorkommen, daß Lotteilchen von der Lötstelle abgeblasen werden. Nach dem bötvorgang muß die Lötstelle langsam erkalten, damit einerseits die Spannungen im Material sich zurückbilden können und andererseits die Erstarrung des Lotes gleichmäßig vonstatten geht. Hierzu dient die Arbeitsweise gemäß dem Merkmal e).This inventive procedure enables connections or components are correctly attached to the conductor tracks applied to the substrates. or to solder. The feature a) avoids tension in the carrier material arise that lead to the destruction of the carrier. It is also guaranteed that that the solder remains liquid when applied to the substrate or not suddenly solidified (avoidance of cold soldering). The feature b) results in a drainage of the solder to adjacent conductor tracks and thus avoid bridging. By applying a protective gas to the solder joint in accordance with feature c) this prevents the oxygen in the air from reaching the solder joint. Measure inan the protective gas temperature at the nozzle outlet to a maximum of 2000 C, this ensures that that the protective gas jet -due to the expansion of the protective gas after the exit from the nozzle - when it hits the soldering point, a temperature above the soldering melting point Has. Too fast blistering of the solder due to the heat dissipation of the carrier material. 1; eriale can thereby be counteracted. Is the inert gas jet in its intensity If the size is too large, it can happen that solder particles are blown off the solder joint will. After the soldering process, the soldering point must slowly cool down, so on the one hand the tensions in the material can recede and, on the other hand, the solidification of the plumb bob evenly goes. The way of working serves this purpose according to feature e).

Die unter den Ziffern a) - e) genannten Arbeitsschritte dienen gemeinsam zur Erzielung einer einwandfreien Lötung eines Bauteils an einem Substrat der eingangs genannten Art.The work steps mentioned under a) - e) serve together to achieve perfect soldering of a component to a substrate of the above mentioned Art.

Ausgehend von einem in einer Halterung über einem zu lötenden Werkstück senkrecht geführten, mit einer elektrischen Widerstandsheizung ausgerüsteten Lötkolben besteht die zur Ausübung des Verfahrens dienende Lötvorrichtung gemäß der Erfindung darin, daß um oder durch den Lötkolben eine das Schutzgas erwärmende Schutzgasleitung geführt ist, wobei die Schutzgasleitung in mindestens einer, auf die Spitze des Lötkolbens gerichteten Düse.Starting from a workpiece to be soldered in a holder vertically guided soldering iron equipped with an electrical resistance heater there is the soldering device according to the invention which is used to carry out the method in that around or through the soldering iron a protective gas line heating the protective gas is performed, the protective gas line in at least one, on the tip of the Soldering iron directional nozzle.

ausmündet. Das. Schutzgas wird mittelbar durch die elektrische Widerstandsheizung erwärmt. Nach einem weiteren bevorzugten Merkmal der Erfindung ist um den Schutzmantel der lleizpatrone des Lötkolbens die Schutzgasleitung in Form eines Wende).s berührungsnahe gewunden. Dadurch wird die Wärme von der Heizpatrone unmittelbar auf die Schutzgasleitung und somit auf das zu erwärmende Schutzgas übertragen. Eine andere bevorzugte Ausführungsform besteht gemäß einem weiteren z.usätzlichen Merkmal der Erfindung darin, daß der in die Heispatrone eingesetzte Lötstift eine Schutzgasleitung aufweist, die im Bereich der Lötspitze des Lötkolbens ausmündet. Die Schutzgasleitung ist als mittig durch den Lötstift führende Bohrung ausgebildet, und steht über ebenfalls durch den Lötstift führende Seitenkanäle mit der eng die Lötspitze ummangelnden Düse in Verbindung. Durch diese konstrukti.ve Ausbildung des Lötstiftes wird eine raumsparende Schutzgaszuführung zur Lötpitze gewährleistet.empties. That. Shielding gas is generated indirectly by the electrical resistance heating warmed up. According to a further preferred feature of the invention is around the protective jacket the protective gas line in the form of a reversal of the soldering cartridge of the soldering iron sinuous. As a result, the heat from the heating cartridge is transferred directly to the shielding gas line and thus transferred to the protective gas to be heated. Another preferred embodiment is according to a further additional feature of the invention that the The soldering pin inserted in the heating cartridge has a protective gas line which is in the area the soldering tip of the soldering iron opens. The shielding gas line is as central The hole leading to the soldering pin is formed, and also protrudes through the soldering pin leading side channels in connection with the nozzle, which tightly surrounds the soldering tip. This constructive design of the soldering pin results in a space-saving protective gas supply to the soldering tip guaranteed.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind aus den Zeichnungen ersichtlich, in welchen eine nach der Erfindung gestaltete Tötvorrichtung sowie Einzelheitezn hierzu schematisch dargestellt sind.Further details of the invention can be seen from the drawings, in which a killing device designed according to the invention as well as Einzelheitezn are shown schematically for this purpose.

In Figur 1 ist ein in eine Lötvorrichtung einsetzbarer Lötkolben dargestellt, der - wie bekannt - aus einem in einer Heizpatrone 1 einsetzbaren mit einer Lötspitze 3 versehenen Lötstift 2 sowie einem Halter 4 besteht. Der Halter dient zur Führung des Lötkolbens in der Lötvorrichtung. Um die Heizpatrone ist ein Rohrwendel 5 gelegt#, der in engem Kontakt mit der Außenwandung der Heizpatrone 1 steht. Eine Schutzkappe oder -hülse 6 deckt den Lötkolben nach außen ab. Der Rohrwendel ist durch die Schutzkappe hindurchgeführt und steht mit einem Anschlußstüzen 7 in Verbindung. Der Stutzen dient zum Anschluß an eine - hier nicht dargestellte - Schutzgaszuführungsleitung. Der Rohrwendel ist die Schutzgasleitung, die in eine eng benachbart von der Lötkolbenspitze 3 angeordnete Schutzgasdüse 8 mündet. Durch die in der Heizpatrone 1 eingebrachte Widerstandsheizung erwärmt sich während des Betriebes des Lötkolbens auch die Außenwandung der Heizpatrone, so daß durch Berührung sich auch der Rohrwendel bzw. das im Rohrendes geführte Schutzgas 5 erwärmt. Die Anzahl der Wendel ist so bemessen, daß die Schutzgastemperatur im Bereich der Mündung bei einem anliegenden Staudruck von höchstens 0,3 atü am Anschlußstutzen 7, entsprechend dem Schmelzpunkt des Lotes, also vorzugsweise 1700 bis höchstens 2000 C beträgt.FIG. 1 shows a soldering iron that can be used in a soldering device, which - as known - consists of a insertable in a heating cartridge 1 with a soldering tip 3 provided soldering pin 2 and a holder 4 consists. The holder is used for guidance of the soldering iron in the soldering device. A coiled tubing 5 is placed around the heating cartridge #, which is in close contact with the outer wall of the heating cartridge 1. A protective cap or sleeve 6 covers the soldering iron from the outside. The coiled tubing is through the protective cap passed through and is connected to a connecting piece 7. The stub serves for connection to a - inert gas supply line - not shown here. The coiled tubing is the shielding gas line running in a closely spaced manner from the soldering iron tip 3 arranged protective gas nozzle 8 opens. By the inserted in the heating cartridge 1 Resistance heating also heats up the outer wall during operation of the soldering iron the heating cartridge, so that the coiled tubing or the one in the pipe end is touched guided protective gas 5 heated. The number of filaments is such that the protective gas temperature in the area of the mouth with an applied dynamic pressure of no more than 0.3 atmospheres Connection piece 7, corresponding to the melting point of the solder, i.e. preferably 1700 up to a maximum of 2000 C.

In Figur 2 ist ein in eine Heizpatrone 1 einsetzbarer Lötstift 2 dargestellt, der mit einer mittigen Bohrung 9 versehen ist. Im Bereich des aus der Heizpatrone 1 herausragenden Endes 10 sind Seitenkanäle 11 in den Lötstift eingebracht, die mit der mittigen Bohrung 9 in Verbindung stehen. Die Seitenkanale 11 münden bei 12 in einen Düsenrauml3, der die Lötspitze 3 des Lötkolbens ringförmig umgibt. Die Düse 13' trägt in den Düsenraum 13 hineinragende - hier nicht dargestellte - Führungsbleche, die das aus dem Düsenraum austretende Schutzgas wirbelförmig um die- Lötspitze 3 führen. Der Lötstift 2 ist in bekannter Weise in die Heispatrone- eingesetzt, wobei außerhalb des Lötstiftes ein Raum 15 gelegen ist, in welchen die Schutzgaszuleitung 5' einmündet. Durch diese konstruktive Ausbildung des Lötkolbens wird es ermöglicht, auf engstem Raum Lötungen unter Schutzgas vorzunehmen.A soldering pin 2 which can be inserted into a heating cartridge 1 is shown in FIG. which is provided with a central bore 9. In the area of the heating cartridge 1 protruding end 10, side channels 11 are introduced into the soldering pin, which are in communication with the central bore 9. The side channels 11 open at 12 into a nozzle spacel3, which surrounds the soldering tip 3 of the soldering iron in a ring shape. the Nozzle 13 'carries guide plates - not shown here - protruding into the nozzle space 13, the shielding gas exiting from the nozzle space in a swirl around the soldering tip 3 to lead. The soldering pin 2 is inserted into the hot cartridge in a known manner, with a space 15 is located outside the soldering pin, in which the protective gas supply line 5 'joins. Due to this structural design of the soldering iron will it enables soldering under protective gas to be carried out in the smallest of spaces.

In den Figuren 3 und 4 ist eine Lötvorrichtung zum Löten von Elein- oder Mikrobauteilen an Substraten dargestellt.In Figures 3 and 4, a soldering device for soldering elements or micro-components on substrates.

Diese Lötvorrichtung besteht im wesentlichen aus drei Einheiten, nämlich einer Steuerung, bestehend aus einem Temperaturregelgerät 18 und einem elektronischen Zeitschaltwerk 19 mit einer optischen und akustischen Signalanzeige, einem Lötgerät 20, bestehend aus einer Grundplatte 21 mit einem darauf befestigten Lötkolbenstativ 22, sowie einem Kreuzsupport 23 mit einer beheizbaren Vorwärmwanne 24 sowie einem Koordinatentisch 25 und einem Magnetventil 26 zur Steuerung der Schutzgaszufuhr für den Lötkolben 27, sowie letztlich aus dem in das Lötkolbenstativ einsetzbaren Lötkolben.This soldering device consists essentially of three units, viz a controller consisting of a temperature control device 18 and an electronic one Timer 19 with an optical and acoustic signal display, a soldering device 20, consisting of a base plate 21 with a soldering iron stand attached to it 22, as well as a cross support 23 with a heatable preheating tub 24 and a Coordinate table 25 and a solenoid valve 26 for controlling the supply of protective gas for the soldering iron 27, and ultimately from the one that can be inserted into the soldering iron stand Soldering iron.

Auf dem Koordinatentisch 25 ist eine Stellschablone 29 befestigt.An adjusting template 29 is attached to the coordinate table 25.

Auf der Stellschaklone sind maßstabsgetreu die Lötpunkte aufgetragen, die in Form von Rastpunkten, z.B. als Vertiefungen, in die Stellschablone eingebracht sind. Ein Zeiger 30 mit einer nicht dargestellten Kugelraste steht über einen Ausleger 28 mit dem Kreuztiscbsupport in Verbindung. Durch diese-koustruktive Anordnung wird das Löten von vielen gleichen Bauteilen vereinfacht. Steht der Zeiger auf einem Rastpunkt der Ste schablone, so befindet sich der Lötkolben 27 senkrecht über dex ausgewählten Lötort. Durch zusätzliche Feinstellschrauben 31 und 3f 'können geringlügige Maßabweichungen zwischen Stellschablone eineseita und dem tatsächlichen Lötort des Bauteiles ausgeglichen werden. Auf dem Kreuztisch ist eine beheizbare und temperaturregelbare Wanne 24 gelagert, die das zu lötende Substrat aber auch andere Bauteile, z.B. ein Verstärkergehäuse mit darin eingeordneten Schichtschaltungen, aufnimmt und vorwärmt. Ein eingebauter Temperaturfühler 24' steht in Verbindung mit dem Temperaturregler 18, der in an sich bekannter Weise die eingestellte temperatur konstant hält. Das höhenverstellbare Stativ 22 trägt einen um die Stativachse schwenkbaren Querausleger 32 mit an den beiden Enden des Querauslegers angeordneten Lötkolben 27 und 27'. Diese beiden Lötkolben besitzen eine unterschiedliche Heizleistung. Der Lötkolben 27' ist z.B. für eine Heizleistung von 100 Watt und der Lötkolben 27 für eine Heizleistung von sechzig Watt ausgelegt. Durch eine Drehbewegung des Querauslegers 32 kann der jeweils benötigte Lötkolben in die Arbeitsposition geschwenkt werden. Eine Raste sichert jeweils die Arbeitslage des Lötkolbens. Beidseitig vom Stativ 22 sind napfförmige Behälter 33 und 34 angeordnet, welche - wie aus der Figur 4 zu ersehen - Längsschlitze 36 aufweisen. In jedem Bellalter ist ein diametral geteilter Feuchtschwamm 36' eingeordnet, durch den beim Schwenken des Querarms 32 die Lötkolbenspitzen 3 hindurchgeführt werden. Dadurch werden die Lötkolbenspitzen vor und jeweils nach ihrem Gebrauch gereinigt.The soldering points are true to scale on the actuating clone, which are introduced into the positioning template in the form of locking points, e.g. as depressions are. A pointer 30 with a ball catch, not shown, stands over a boom 28 in connection with the cross table support. Through this-coustructive arrangement becomes the soldering of many identical components is simplified. If the pointer is on a The locking point of the Ste template, the soldering iron 27 is perpendicular to dex selected soldering location. With additional fine adjustment screws 31 and 3f ', slight Dimensional deviations between the setting template and the actual soldering point of the Component are compensated. On the cross table is a heatable and temperature-controllable one Well 24 stored, the substrate to be soldered but also other components, e.g. a Amplifier housing with layered circuits arranged therein, receives and preheats. A built-in temperature sensor 24 'is in connection with the temperature controller 18, which keeps the set temperature constant in a manner known per se. That height-adjustable stand 22 carries a pivotable about the stand axis Transverse boom 32 with soldering irons 27 and 27 'arranged at the two ends of the cross arm. These two soldering irons have different heating outputs. The soldering iron 27 'is e.g. for a heating power of 100 watts and the soldering iron 27 for a heating power rated at sixty watts. By rotating the cross arm 32, the required soldering iron can be swiveled into the working position. A rest secures the working position of the soldering iron. Both sides of the stand 22 are cup-shaped Containers 33 and 34 arranged, which - as can be seen from Figure 4 - longitudinal slots 36 have. A diametrically divided moist sponge 36 'is arranged in each bell age, through which the soldering iron tips 3 are passed when the transverse arm 32 is pivoted will. This will keep the soldering iron tips clean before and after each use cleaned.

Mittels eines Drehkiiopfes 37 sind die Lötkolben vertikal bis auf einen federnden Anschlag - nicht dargestellt - absenkbar, und zwar soweit, bis die Lötspitze des jeweiligen Lötkolbens etwa 2 - 3 mm über dem Lötpunkt steht. Nach erfolgter Feineinstellung des zu lötenden Bauteiles werden die Lötkolben auf die Lötstellen abgesenkt. Die Handhaben 37 stehen mit einer Überlastkupplung 38 in Verbindung, deren Last in bekannter Weise einstellbar ist. Durch diese Uberlastkupplung wird vermieden, daß beim Aufsetzen der Lötkolbenspitze auf das aalzulötende Bauteil letzteres oder das Substrat beschädigt wird.By means of a rotary head 37, the soldering irons are vertical except for a resilient stop - not shown - can be lowered until the The soldering tip of the respective soldering iron is about 2 - 3 mm above the soldering point. To Once the component to be soldered has been fine-tuned, the soldering irons are set on the Lowered solder points. The handles 37 are connected to an overload clutch 38, whose load can be adjusted in a known manner. This overload clutch is avoided the latter when the soldering iron tip is placed on the component to be soldered or the substrate is damaged.

Die Schutzgaszufuhr zu den Lötkolben 27 und 27' geschiellt - wie gestrichelt dargestellt - voin N##gnetventil 26 über die Schutzgaszufübrungsleitung 39 zur Stativsäule 22'. Hierbei ist die Anordnung so geschafien, daß durch einen einfachen Drehschieber nur der sich jeweils in der Arbeitsstellung befindende Lötkolben mit Schutzgas versorgt wird.The protective gas supply to the soldering irons 27 and 27 'is peeled - as shown in dashed lines shown - from N ## solenoid valve 26 via the protective gas supply line 39 to the stand column 22 '. Here, the arrangement is so created that by a simple rotary valve only the soldering iron which is in the working position is supplied with protective gas will.

7 Patentansprüche 4 Figuren7 claims 4 figures

Claims (7)

Patentansnrüche 1. Verfahren zum Weichlöten von elektrischen Anschlüssen an DwLnfilm- oder Dickfilmsubstraten, deren Träger vorzugsweise aus Glas oder Keramik gebildet sind, mittels einer Lötvorrichtung, bestehend aus einem, in einer Halterung über dem jeweiligen Substrat geführten, wärmeregulierbaren Lötkolben g e k e n n z e i c h n e t durch nachfolgende, teilweise an sich bekannte Verfahrensschritte, nämlich, daß man a3 das Substrat auf eine Temperatur von mindestens 80 höchstens jedoch 1000 C vorwärmt und b) unter Vermeidung eines Lötflußmittels die Lötung vornimmt und c) während des Lötens die Lötstelle mit einem erwärmten Schutzgas beaufschlagt, dabei d) die Schutzgastemperatur höchstens auf 2000 C am Düsenaustritt bemißt und den Gasdruck in der Sohutzgasleitung auf höchstens 0,3 atü hält und e) nach vollzogener Lötung mit dem Abheben der Lötkolbenspitze von der Lötstelle die Temperatur des Schutzgases, sei es durch Entfernen der Düse von der Lötstelle und/ oder Abschalten der Heizung, langsam senkt. Claims 1. Method for soft soldering electrical connections on thin-film or thick-film substrates, their carriers preferably made of glass or ceramic are formed by means of a soldering device consisting of one in a holder Heat-adjustable soldering iron guided over the respective substrate is not possible z e i c h e t through the following process steps, some of which are known per se, namely that one a3 the substrate to a temperature of at least 80 at most however preheats 1000 C and b) carries out the soldering while avoiding a soldering flux and c) the soldering point is exposed to a heated protective gas during soldering, d) dimensioning the protective gas temperature to a maximum of 2000 C at the nozzle outlet and keeps the gas pressure in the Sohutz gas line at a maximum of 0.3 atmospheres and e) after completion of the Soldering with the lifting of the soldering iron tip from the soldering point the temperature of the Protective gas, be it by removing the nozzle from the soldering point and / or switching off the heater, slowly lowers. 2. Vorrichtung zum Weichlöten von elektrischen Leiterbahnen von Dünn- und Dickfilmsubstraten mittels eines in einer Halterung über dem jeweiligen Substrat senkrecht geführten, mit einer elektrischen Widerstandsheizung ausgerüsteten wärmeregulierbaren Lötkolbens, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß um oder durch den Lötkolben (Figur 1, Figur 2) eine, das Schutzgas erwärmende Schutzgasleitung (5, bzw. 9) geführt ist, wobei die Schutzgasleitung in mindestens eine , auf die Spitze (3) des Lötkolbens gerichtete Düse (8 bzw. 135 mündet.2. Device for soft soldering of electrical conductor tracks of thin and thick film substrates by means of one in a holder above the respective substrate vertically guided, equipped with an electrical resistance heater, heat-adjustable Soldering iron, noting that around or through the soldering iron (Figure 1, Figure 2) a, the protective gas heating protective gas line (5, or 9) out is, the protective gas line in at least one, on the tip (3) of the soldering iron directed nozzle (8 or 135 opens. 3. Lötvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Schutzgasleitung (5) in Form eines Wendels berührungsnahe um die Heizpatrone (1) des Lötkolbens geführt ist.3. Soldering device according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the protective gas line (5) in the form of a helix close to the contact The heating cartridge (1) of the soldering iron is guided. 4. Lötvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der in die Heizpatrone (1) eingesetzte Lötstift (2) eine Schutzgasleitung (9) aufweist, die im Bereich der Lötspitze (3) des Lötkolbens ausmündet.4. Soldering device according to claim 2, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the soldering pin (2) inserted into the heating cartridge (1) is a protective gas line (9) which opens out in the area of the soldering tip (3) of the soldering iron. 5. Lötvorrichtung nach Ansprüchen 2 und 4, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Schutzgasleitung (9) als mittig durch den Lötstift (2) führende Bohrung (9) ausgebildet ist, die oberhalb der Spitze (3) des Lötstiftes in Seitenkanäle (11) mündet, wobei die Seitenkanäle von einer die Lötspitze (3) eng ummantelnden Düse (13') abgedeckt sind.5. Soldering device according to claims 2 and 4, characterized g e -k e n n z e i c h n e t that the protective gas line (9) as centrally leading through the soldering pin (2) Bore (9) is formed above the tip (3) of the soldering pin in side channels (11) opens, whereby the side channels of a soldering tip (3) tightly sheathed Nozzle (13 ') are covered. 6. Lötvorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 5, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t ,daß die Lötvorrichtung ein auf einer Grundplatte (21) montiertes Stativ (22) trägt, wobei das Stativ einz zum die Stativachse schwenkbaren Guerausleger (32) aufnimmt, an dessen Enden Lötkolben (27 und 27') mit unterschiedlicher Heizleistung gelagert sind.6. Soldering device according to claims 2 to 5, characterized g e -k e n n z E i c h e t that the soldering device is mounted on a base plate (21) Carrying tripod (22), the tripod single to the tripod axis pivotable Guerausleger (32) receives, at the ends of which soldering iron (27 and 27 ') with different heating power are stored. 7. Lötvorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 6, dadurch g e -k e n n z e i c h n e t , daß beidseitig vom Stativ (22) napfförmige, einen diametral geteilten Feuchtschwamm (36') aufnehmende, mit Längsschlitzen (36) versehene Behälter (33 und 34) angeordnet sind, wobei die Anordnung derart getroffen ist, daß beim Schwenken des Querarmes (32) die Lötkolbenspitzen (3) Jeweils durch den Feuchtschwamm streichen.7. Soldering device according to claims 2 to 6, characterized g e -k e n n z e i c h n e t that on both sides of the stand (22) cup-shaped, one diametrically divided Containers (33 and 34) are arranged, the arrangement being such that when pivoting of the cross arm (32) brush the soldering iron tips (3) through the dampened sponge.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US5026188A (en) * 1989-12-11 1991-06-25 Lockheed Corporation Resin dispenser with combined cooling and heating tube
EP0536472A1 (en) * 1991-10-11 1993-04-14 Ernst Hohnerlein Soldering method and soldering iron to be used therewith

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