DE2245944C3

DE2245944C3 - Vorrichtung zum flußmittelfreien Verzinnen von kleinen, vorzugsweise elektrischen Bauteilen unter Anwendung von Ultraschall

Info

Publication number: DE2245944C3
Application number: DE19722245944
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz 8000 Muenchen Herting; Wolfdietrich Dipl.-Ing. 8031 Groebenzell Strube
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1972-09-19
Filing date: 1972-09-19
Publication date: 1975-03-06
Also published as: DE2245944B2; DE2245944A1

Description

schallabstrahlende Fläche (7) und axial in der Sono- 25 ungehinden, und zwar durch den Kanal, aus der Tiefe

trode geführten Förderbohrung (19) in Verbindung steht.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum flußmittelfreien Verzinnen von kleinen, vorzugsweise elektrischen Bauteilen unter Anwendung von Ultrades Lotbades in die Sonotrode ein und gelangt, hervorgerufen durch die pulsierende Wandung und den dadurch entstehenden Fördereffekt, an die Oberfläche der Sonotrode: es gelangt so auf die schallabstrahlende Fläche, im vorliegenden Fall den Behandlungstisch. Vorzugsweise besteht der Kanal aus einem quer durch den schallabstrahlenden Kopf der Sonotrode geführten Schlitz bzw. einer Nut. Die Sonotrode ist derart im Lotbad angeordnet, daß das Lot ungehindert in den Schlitz

schall, bestehend aus einer mit einem Ultraschallgeber 35 eintreten kann. Innerhalb des Schlitzes entsteht eine

verbundenen Sonotrode, die durch den Boden eines schmelzflüssiges Zinn oder Lot enthaltenden Behälters hindurchgeführt ist und als Unterlage für die Bauteile

dient.

Zum flußmittelfreien Verzinnen von Schaltungsplat- 40 in Form einer in die Sonotrode eingebrachten Bohrung

zum Kopf der Sonotrode gerichtete Strömung. Wünscht man, daß das Lot nur mittig aus der schallabstrahlenden Fläche der Sonotrode austritt, so ist nach einem zusätzlichen Merkmal der Erfindung der KanJ

ten ist es bekannt, die Sonotrode eines Ultraschallgerätes durch den Boden eines Lotbadbehälters hindurchzuführen, wobei man die schallabstrahlende Fläche der Sonotrode unterhalb des Badspiegels des Lotbades angebildet, die mit einer vorzugsweise mittig durch die schallabstrahlende Fläche und axial zur Sonotrode geführten Föiderbohrung in Verbindung steht.

In den Zeichnungen sind zwei gemäß dem erfinde-

ordnet. Wird die Sonotrode zu Ultraschallschwingun- 45 rischen Verfahren arbeitende Vorrichtungen zum fluß-

gen angeregt, so bildet sich über der schallabstrahlenden Fläche ein Lotschwall, durch den die zu verzinnenden Teile hindurchgeführt werden. Fernerhin isl es zum Verzinnen von Kleinteilen bekannt, diese in ein von Ultraschallwellen durchsetztes Lotbad einzuhängen, hindurchzuführen oder auf die schallabstrahlende Fläche der Sonotrode aufzulegen. Die Sonotrode befindet sich hier mit ihrer schallabstrahlenden Fläche immer unterhalb des Badspiegels des Lotbades. Die Teile durchwandern das Lotbad oder werden dort vom Lot Überoder umspült.

Beim Verzinnen von vornehmlich elektrischen Kleinteilen ist es erforderlich, daß nur die zu behandelnde Fläche, beispielsweise die zu verzinnende Fläche, mit einer genau dosierten Menge des Zinns bzw. Lotes in Berührung kommt. Beim Tauch- oder Schwallöten derartig kleiner Teile ist es notwendig, die nicht mit Zinn zu beaufschlagenden !lachen vorher abzudecken. Eine derartige Verfahrensweise ist jedoch bei solchen Baumittelfreien Verzinnen von kleinen, vorzugsweise elektrischen Bauteilen dargestellt.

In der F i g. 1 ist eine Vorrichtung gezeigt, bei der durch den Boden 1 eines Lotbadbehälters 3 eine Sono-

trode 4 hindurchgeführt ist. Der Lotbadbehälter beinhaltet das von einer Heizung 2 erwärmte schmelzflüssige Lot 5. Der Lotbadspiegel 6 ist unterhalb der schallabstrahlenden Fläche 7 der Sonotrode 4 gelegen. Wie an sich bekannt, ist die Sonotrode mittels Dichtungsmanschetten 8, die über einen Bund 9 der Sonotrode greifen, sowie einer Spannvorrichtung 10 schwingungsisoliert durch den Boden 1 des Lotbadbehälters 3 hindurchgeführt. Die Sonotrode ist hier mit einer Kühlrippen 11 tragenden Buchse 12 umgeben, die von einem Kühlluftstroin angeblasen wird. Dieser Kühlluftstrom wird von einem Ventilator 13 erzeugt. Dadurch wird verhindert, daß die vom Lotbad aufgenommene Wärme über die Sonotrode 4 auf den angekoppelten Schwingungserreger 14 übertragen wird. Der Kopf 7

teilen nicht anwendbar, die gegen höhere Temperaui- 65 der Sonotrode dient als Behandlungstisch, auf dem ein

rcn besonders empfindlich sind und daher beim Tauchoder Schwallöten zerstört werden könnten.

Es ist auch eine Lötvorrichtung zum einseitigen Ver-Bauteil 15 aufgelegt ist, dessen Fläche 16 flußmitlclfrci verzinnt werden soll.

In der Zeichnung ist der Kopf 17 der Sonotrode ge-

schnitten dargestellt. Er besitzt einen unterhalb des Lotbadspiegels 6 angeordneten Kanal 18, durch den das Lot eintritt und zu einer mittig durch den Sonotrodenkopf geführten Förderbohrung 19 gelangt. Wird die Sonotrode zu Schwingungen angeregt, so entsteht ein Fördereffeki, durch den das schmelzflüssige Lot zur schallabstrahlenden Fläche 7 der Sonotrode getrieben wird. Der Austritt des schmelzflüssigen Lotes erfolgt aus der Mündung 20 der Förderbohrung 19. Dabei überzieht sich die schallabstrahlende Fläche der Sonotrode mit einer dünnen — hier zur besseren Darstellung stärker aufgetragenen — Lolschicht 21. Das schmelzflüssige Lot läuft über die Kante der schallabstrahlenden Fläche abwärts und gelangt in das Lotbad zurück. Die zu verzinnende Fläche 16 des Bauteiles 15 wird von der über die schallabstrahlende Fläche des Behandlungstisches strömenden dünnen Lotschichi 21 benetzt und verzinnt.

F i g. 2 zeigt eine schaubildliche Ansicht auf ein Lotbad. Entsprechend dem vorherigen Beispiel isi auch hier die Sonotrode 4 derart im Lo'bad angeordnet, daß der schallabstrahlende Kopf 17' um einen geringfügigen Betrag H über den Spiegel 6 des Lotbades vorsteht. Die Sonotrode besitzt einen rechteckigen Querschnitt, durch den ein mittig verlaufender Schlitz 18' geführt ist. Dieser Schlitz 18' erfüllt die Funktion der Förderbohrung 19 sowie des Kanals 18 gemäß Fig. 1. Das schmel/ilüssige Lot tritt in den Schlitz 18' an den Stirnflanken 22, 22' ein und wird — wie im linken Teil der hier geschnitten dargestellten Sonotrode — durch den Fördereffekt zur Mündung 20 der schallabstrahlenden Fläche bzw. dem Behandlungstisch getrieben. Das Lot umströmt die schallabstrahlende Fläche und läuft über die Kanten der Sonotrode in das Lotbad zurück. Die zu verzinnende Fläche 16 eines empfindlichen Bauteiles 15 wird auch hier auf die schallabstrahlende Fläche T der Sonotrode 4 aufgelegt, so daß das Lot diese Fläche benetzt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Oußmittelfreien Verzinnen von kleinen, vorzugsweise elektrischen Bauteilen unter Anwendung von Ultraschall, bestehend aus einer mit einem Ultraschallgeber verbundenen Sonotrode, die durch den Boden eines schmelzflüssigen Zinn oder Lot enthaltenden Behälters hindurchgeführt ist und als Unterlage für die Bauteile dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Sonotrode (4) einen unter dem Lotbadspiegel (S) gelegenen Lotzuführungskanal (18 bzw. 18') aufweist, dessen Mündung (20) in der oberhalb des Schmelzbadspiegels angeordneten schallabstrahlenden Fläche (7 bzw. T) der Sonotrode gelegen ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (18') in Form eines quer durch den schallabstrahlendcn Kopf (17') der Sonotrode (4) geführten Schlitzes gebildet ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß der Kanal (18) in Form einer in die Sonotrode (4) eingebrachten Bohrung (18) gebildet ist, die mit einer vorzugsweise mittig durch die /innen von Werkstücken bekannt, bei der das zu verzinnende Werkstück auf einen schmelzflüssiges Loi enthaltenden flachen Teller gelegt wird. Der Teller ist über einen Stift mit einer Sonotrode verbunden, derart. daß er bei Erregung der Sonotrode mit ihr schwingt. Unter dem Teiler ist eine Heizung gelegen, die das Lot erwärmt und im schmelzflüssigen Zustand hält. Diese Lötvorrichtung besitzt indessen den Nachteil, daß sich auf der Oberfläche des Zinns leicht »Zinnasche* bildet:

ίο tritt letztere an das Werkstück, so sind Fehllötungen oder Fehler in der Auftragsschicht unvermeidlich.

Es ist somit eine Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zum flußmittelfreien Verzinnen von kleinen und/oder empfindlichen Bauteilen unter Anwendung von Ultraschall zu schaffen, bei deren Anwendung eine von Ultraschallwellen durchsetzte, von Zinnasche freie schmelzflüssige Zinnmenge nur die zu verzinnende Flache des Bauteiles benetzt. Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Sonotrode einen

unter dem Lotbadspiegel gelegenen Lotzuführungskanal aufweist, dessen Mündung in der oberhalb des Schmeizbadspiegels angeordneten scha/labstrahienden Fläche der Sonotrode gelegen ist.

Das im Lotbadbehälter enthaltene Lot bzw. Zinn triit