DE2163648A1 - Vorrichtung zum Löten mit einer Infrarotstrahlung - Google Patents

Description

Unoer Zeichen: P 2150

Vorrichtung zum Löten mit einer Infrarotstrahluruj

Die Erfindung besieht sich auf eine Vorrichtung zum Löten mit eititer Infrarotstrahlung g und sie hat zum Ziel, eine verbesserte Vorrichtung für das gleichzeitige Herstellen von gelöteten Verbindungen zwischen ,-jedem einen.* Anzahl von Paaren von Loiter ©lease nt en zu schaffen, die auf.einander zugekehrten Flächen eines Paares von. Substraten angeordnet ißt, wobei wenigstens ein Substrat flexibel und für die Infrarotstrahlung durchs lässig ist. Die verbesserte Vorrichtimg kann beispielsweise für das gleichzeitige Anlöten der verschiedenen Leiter an dein Ende einsr Länge eines flexiblen flachen Kabels an passend angeordnete Loiter auf einer Platte mit einer gedruckten Schaltung oder an eine andere elektrische Komponente verwendet werden.

Es ist früher vorgeschlagen werden, dieses Ziel der Erfindung mit Hilfe einer Quelle eines Infrarotlichtes zu erreichen. Dieses Infrarotlicht ist durch einen zylindrischen Spiegel mit einem elliptischen Profil auf

We/l\^Ta

209829/0621

BAD ORIGINAL

eine Brennlinie gebündelt, in der die herzustellenden Verbindungen angeordnet sind. Dabei liegt die Brennlinie in einem Druckstück, das aus einem Quarsblock bestellt, durch den das Infrarotlicht aufgebracht wird und der selb£5t unter einem nachgiebigen Druck auf die rückwärtige Oberfläche des infrarotdurchlässigen, flexiblen Substrates und einer dünnen Platte aus PoIy-tetrafluoraethylon von ca. 0,05 bis 0>1 Zoll Dicke aufgebracht wird, v/oböi die dünne" Platte svd.se}!.^η diesem Quarzblook und der Lage des inf'raroidvirchliinßigen Isoliernaterials liegt, um einen elastischen Ausgleich für Unstotigkeiten in der Fläche des korabini';rton Substrates au erreichen, um auf diese V/eise oine innigoj?·.-} BGrühriirg Krischen den vornchiedenen, r.u ver-bir-dcr»dftn Schaltkreisen zu unterstützen. Diese dünne Platte i«t nach jedem Lotvorging nicht melir brauchbar, da die durch die Platte von den gelöteten Leitern auf die Quarzplatte übertragene Warme die Durchlässigkeit.des Polytetrafluoraethyleiis für eine Infrarotstrahlung beseitigt. Abgecehon davon ist das Polytetrafluorethylen teuer,und diese Tatsache in Verbindung nit seiner relativ geringen Durchlässigkeit für Infrarotlicht begrenzt die zulässige Dicke der Platte auf don angegebenen Bereich von kleinen Werten, d.h. auf eino Dicke, die für einen zufriedenstellenden Ausgleich dor-Lötdrücke boi den in der Praxis auftretenden Zuständen unzureichend ist.

Ein besonderes Ziel der Erfindung ist es, eine Anordnung zu schaffen, die neben verringerton Betriebsund V/artungskosten eine verbesserte Gesamtelastizität ermöglicht.

BAD 209829/0621

Die Erfindung besteht aus einer Vorrichtung zum Löten mit Infrarotstrahlung für das gleichzeitige Herstellen mehrerer gelöteter Verbindungen, die längs einer Brennlinie längs eines elliptischen langgestreckten Reflektors angeordnet sind. Dabei befindet sich in der anderen Brennlinie des Reflektors eine lineare Infrarotquelle. Die Vorrichtung hat ein aus zwei Lagen bestehendes infrarotdurchlässiges Druckotück. Dabei besteht die zu der Infrarotquelle zeigende Lage aus Quarzglas und sie ist so angeordnet, daß sie durch eine Lage von wenigstens 0,05 Zoll Dicke aus »Silikonharz einen Druck auf die zu lötenden Verbindungen aufbringt. Das Silikonharz hat eine hohe übertragungsfähigVeit für Infrarotlicht eines WelleiiÄängonbereicheö in der Nähe von zwei Mikron. Dabei wird das Silikonhai·ζ durch die Temperaturen in dem Bereich, von 260 C im wesentlichen, nicht nachteilig beeinflußt. Somit ist gemäß der Erfindung die füller vorgeschlagene dünne Platte aus Polytetrafluorethylen, die in der Pra>d.s nach Jedem Lötvorgang weggeworfen worden mußte, durch ein Druckstück aus Silikonharz ersetzt, das eine Übartragungsfähigkeit in dem Bereich von 90# für den Infrarotbereich von Wellenlängen aufweist, die für Löten verwendet werden, d.h. bei Wellenlängen von ungefähr zwei Mikron und das nicht durch die Yiärme nachteilig beeinflußt wird, die von den gelöteten Elementen bei Temperaturen in dem Bereich von 260° C durch Leitung übertragen wird. Dabei wird dieses Material in einer Dicke von wenigstens 0,05 Zoll und vorzugsweise in einer Dicke von ungefähr 1/4 Zoll verwendet. Ein für diesen Zweck besonders geeignetes Material ist das, das unter dem Händelsnamen SYLGAED 182 von der Firma Dow Corning Corporation geliefert wird.

209829/0621

Zum besseren Verständnis der Erfindung ist im nachfolgenden ein Ausführungsbeispiel einer derartigen Vorrichtung in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Die Zeichnung zeigt in der einzigen Figur etwas fragmentarisch eine perspektivische Darstellung des Teiles der Erfindung in explodierter Form,der die Infrarotstrahlungsquelle und das infrarotdurchlässige Druckstück zum Aufbringen auf die rückwärtige Fläche des flexiblen Substrates, auf dessen vorderer Fläche eine Reihe von zusammenzulesenden Leitern der Infrarotstrahlung ausgesetzt werden soll, enthält.

Gemäß dor Zeichnung ist eine Infraroteinheit mit 1 bezeichnet. Die Infraroteinheit ist eine fokussiert© Lichtquelle eines Infrarotheizsystemes, das unter der ^arkenbezeichnung COKRAY als Standardprodukt von der Firma Federal Tool Engineering Company vertrieben wird. Die Infraroteinheit enthält eine lineare Infrarotquelle S mit einer Leistungsaufnahme von 6 kW. Die Lichtquel3.e 8 ist längs einer Brennlinie eines goldplattierten elliptischen Reflektors I angeordnet. Der Reflektor I bündelt die Strahlung- von einem linearen Glühfaden F durch einen rechteckigen Metallrand 2 auf die andere Brennlinie des Reflektors. Diese zweite Brennlinie verläuft parallel zu dem Glühfaden und sie liegt in einer Fläche, auf der die zu lötenden Leiter für den Lötvorgang angeordnet werden müssen.

Damit ein Kontaktdruck auf die Reihe der Leiter, die durch den Lötvorgang verbunden werden sollen, aufgebracht werden kann, ist ein Druckstück 3 vorgesehen, das zwischen die zwei Längsseiten des Randes 2 des Lampen gehäuses paßt. Dieses Druckstück hat ein Paar Lagerzapfen 4, die in Schlitze 5 des Randes 2 für eine Bewegung zu

209829/0621

der den Lampenglühfaden F enthaltenden Brennlinie Mn und von dieser weg eingreifen. Dies ermöglicht dem Druckstück 5 auf die zu lötende Anordnung einen Arbeitsdruck aufzubringen, der durch Stabfedern 6 auf die Lagerzapfen 4 ausgeübt wird. Die Stabfedern 6 liegen gegen die jeweiligen Lagerzapfen 4 an. Diese Federn bestehen aus Klavierdraht und sie sind auf im Abstand befindlichen Stutzen 7 gehalten. Die Stutzen 7 stehen von der Außenseite des Randes 2 vor. Diese Anordnung der Federn und der Lagerzapfen ermöglicht eine freie Schwenkbewegung des Druckstückes 3 um die gemeinsame Achse der Lagerzapfen 4. Ein Paar Halteklamiaarn 10 sind vorzugsweise auf der äußeren Kante der Seiten des Metallrandes 2 zur Zusammenarbeit mit den Wangenplatten 9 vorgesehen. Die Halteklammern 10 halten das Druckstück in dem Rand und sie verhindern, daß die Lagerzapfen 4 aus den Schlitzen 5 gleiten.

'Das Druckstück selbst beisteht aus zwei Schichten. Die erste Schicht wird durch einen Quarzglasstab 8 von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt gebildet. Die zweite Schicht ist ein Stab 11 mit einem T-Profil aus elastischem, infrarotdurchlässigem Silikonharz, das unter dem Handelsnamen SYLGARD 182 von der Firma Dow Corning Corporation vertrieben wird. Daß T-Profil 11 ist an dem Quarzglasstab 8 mittels Wangenplatten 9 angebracht, die an den Längsseiten des Quarzglasstabes 8 befestigt sind und die die Lagerzapfen 4 tragen. Die maximale Dicke des T-Profilstabes 11 ist in der Mitte oder in dem Stegabschnitt ungefähr 1/4 Zoll. Diese Dicke wurde als ausreichend gefunden, um in der Praxis das erforderliche Maß der Gleichmäßigkeit eines Berührungsdrucke β zwischen der Zahl der zusammenzulötenden Paare von Leitern sicherzustellen.

209829/0621

In·?der Praxis wurde festgestellt, daß im Fall des sogenannten Lötens mit erneutem Schmelzen des Lotwerkstoffes, d.h. daß das Löten mittels eines Lotwerkstoffes erfolgt, der vorher auf die zu verbindenden Flächen aufgebracht ist, ein zufriedenstellendes Löten ohne wesentliche Beschädigung oder ohne einen wesentlichen Verschleiß des druckverteilenden Druckstückabschnittes 12 ausgeführt werden kann, so daß dieses Druckstück immer wieder verwendet werden kann, bis ein Ersetzen durch einen Verschleiß erforderlich wird. Dies ergibt eine wesentliche Zeitersparnis im Vergleich zu der vorgeschlagenen Verwendung von Platten aus Polytetrafluorethylen, die nach jedem Lötvorgang ersetzt werden müssen. Ein zusätzlicher Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß, während die Platten aus Polytetrafluorethylen dazu neigen, einen für den Reflektor schädlichen Rauch zu entwickeln, bei der Erfindung die Entwicklung eines derartigen Rauches weitgehend vermieden ist, so daß bei der Vorrichtung der Erfindung weniger häufig der Reflektor gereinigt werden muß. Darüber hiziaus können die Wärmeverteilungsdruckstücke der erfindungsgemäßen Vorrichtung durch Gießen mit verhältnismäßig geringen Kosten hergestellt werden, wodurch verglichen mit dem. Ersetzen nach jedem Lötvorgang der bisher verwendeten, relativ teuren Platten aus Polytetrafluorethylen eine weitere Kostenverringerung erreicht wird·

209829/0621

Claims (4)

Patentansprüche

1. Vorrichtung zum Löten mit einer Infrarotstrahlung für das gleichzeitige Herstellen mehrerer gelöteter Verbindungen, die längs einer Brennlinie eines langgestreckten elliptischen Reflektors angeordnet sind, wobei in der anderen Brennlinie des Reflektors eine lineare- Infrarotlichtquelle angeordnet ist, gekennzeichnet durch ein zweischichtiges, infrarotdurchlässiges Druckstück, dessen zu der Infrarotlichtquelle zeigende Schicht aus Quarzglas besteht und das zur Aufbringung eines Druckes auf die zu lötenden Leiter über eine Schicht von wenigstens 0,05 Zoll Dicke aus Silikonharz angeordnet ist, wobei die Schicht aus Silikonharz eine hohe Übertragungsfähigkeit für Infrarotlicht eines Wellenlängenbereiches in der Näho von zwei Mikron hat und nicht wesentlich durch Temperaturen in dem Bereich von 260° C nachteilig beeinflußt wird.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht aus einen Material besteht, das von der Firma Dow Corning Corporation unter dem Handelsnamen SYLGARD 182 geliefert wird.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht eine Dicke von ungefähr 0,25 Zoll hat.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Schicht einen T-Profilabschnitt hat, wobei die Flanschseite des Profiles mit der Quarzglasschicht in Berührung steht.-

209829/0621

Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Quarzglasschicht zwischen einem Paar Wangenplatten eingeklemmt ist, wobei $e eine Wangenplatte auf jeder S_eite des Druckstückes angeordnet ist und daß ein Paar von fluchtenden, von den Wangenplatten Jeweils nach außen vorstehende Lagerzapfen gegen Federelemente gehalten sind, die das Druckstück von der Infrarotlichtquelle weg in eine Berührung mit den zu lötenden Leitern drückt.

209829/0621