DE2352595B2 - Verfahren und lotbad zum kontaktieren und verbinden von elektrischen bauteilen - Google Patents

Description

Verfahrensweise ist indessen recht zeitraubend.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art ze. vereinfachen und weniger zeitraubend zu gestalten und eine hierfür geeignete Vorrichtung zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe verfährt man erfindungsgemäß derart, daß man

a) in einem ersten Arbeitsschritt die Kontaktnadeln des Anschlußsteckerteiles und die Adern des Leiterstranges mit den in die Leiterbahnen der Anschlußplatte eingebrachten Aufnahmebohrungen provisorisch verbindet, derart, daß alle zu lötenden Kontakt- und Verbindungsstellen in der Ebene der Leiterbahnen gelegen sind, und

b) in einem zweiten Arbeitsschritt die so provisorisch miteinander verbundenen Teile waagerecht auf den Kamin des Lotbades legt, derart, daß die Leiterbahnen dem Kamin zugewandt sind, sowie

c) in einem dritten Arbeitsschritt zeitgesteuert das Lot im Kamin des Lotbades bis über die Berührung mit den Leiterbahnen hinaus anhebt und nach einer Verweilzeit zurücklaufen läßt, wobei man vor einsetzendem Rücklauf des Lotes die Anschlußplat-

te vom Kamin abhebt und in eine etwa senkrechte Stellung hochschwenkt.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist eriindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß das Lotbad eine im Bereich des Kamins angeordnete, die zu verlötenden Werkstücke aufnehmende und haltende Schwenkvorrichtung aufweist, deren Schwenkachse mit der oberen Längskantc des Kamins fluchtet, derart, daß die Anschlußplatte in der einen i:\tremlage der Schwenkvorrichtung den Kamin waagerecht abdeckt und in der anderen Extremlage nahezu senkrecht über der Längskante des Kamins steht.

Durch die erfindungsgemäße Verfahrensweise und das nach der Erfindung ausgebildete Lotbad wird es ermöglicht, in einem Arbeitsgang die miteinander zu kontüktiorendon und zu verbindenden Teile, nämlich die Stcckerleiste mit der Anschlußplatte einerseits sowie die einzelnen Adern des Leiterstranges mit den zugehörigen Aufnahmebohrungen in der Schalungsplatte andererseits zu verlöten. Die zunächst provisorisch miteinander verbundenen Teile einschließlich der η die Bohrungen der Leiterbahnen eingeführien Adern werden mit ihrer Kontaktierungsfläche waagerecht auf dem Kaminrand des Lötbades aufgesetzt und nach erfolgter Lötung durch eine Drehbewegung vom Kaminrand abgehoben. Durch die Drehbewegung der verlöteten Werkstücke von der Lotbtdoberfläehe werden Zapfen- und Brückenbildungen, wie solche beim fauch- oder Schwallöten leicht vorkommen, selbst bei kleinen Abständen der Leiterbahnen bzw. der Lötstellen weitgehendst vermieden. Bei geeigneter Formgebung des Kaminquerschnittes im Bereich der Auflagefläche bzw. der Kontaktierungsebene hat man es in der Hand, auch partielle Lötungen an Leiterplatten durchzuführen.

Anschlußsteckerleisten bestehen aus einer Kontaktfederleiste, die mit der Anschluß- oder Schaltungsplatte durch Löten verbunden wird, sowie aus einer die Stecker aufweisenden, in die Kontaktfedern der Kontaktfederleiste eingreifenden sogenannten »Messerleiste«. Vorteilhaft verfährt man beim Löten derart, daß man auf die Kontaktfederleiste die Messerleiste aufsetzt. Dadurch wird vermieden, daß Kolophoniumdämpfe an die Kontaktfedern der Steckerleiste herantreten können, so daß sich ein zusätzliches Ahrlprken der Stirnfläche der Koniaktfederleiste erübrigt.

Nach Beendigung des Lötvorganges, bei hochgeklappter Schwenkvorrichtung, kann das Lötergebnis mii Hilfe eines Spiegels kontrolliert werden. Sollten sich unzulässige Zapfen oder Brücken gebildet haben, so kann die Schwenkvorrichtung mit den Werkstücken sofort ohne erneuten Flußmittelauftrag nochmals zurückgeschwenkt und der Lötvorgang wiederholt werden. Wird indessen der Lötvorgang zu einem späteren Zeitpunkt, d. h. nach dem Erkalten der Lötstellen wiederholt, so ist ein neuer Flußmittelauftrag erforderlich.

Besonders vorteilhaft ist es, den Lötvorgang mittels eines Steuergerätes automatisch durchzuführen.

In den Zeichnungen sind ein gemäß der Erfindung ausgebildetes Lotbad in zwei schaubildlichen Ansichten sowie Einzelheiten hierzu teilweise schematisch dargestellt.

F i g. 1 zeigt eine Steckerleiste (, die provisorisch mit einer Leiterbahnen 5 tragenden Anschlußplatte 4 verbunden ist. Letztere Anschlußplatte besitzt Bohrungen 6. in welchen abisolierte Adern 7 eines Leiterstranges 8 einführbar sind. Die Steckerleiste besteht aus einer Kontaktfjderzungen 2' aufweisenden Kontaktfederleiste 2 und einer Stecker 3' tragenden Stift- oder Messerleiste 3. Die hier nur schematisch dargestellten Federzungen 2' stehen in elektrischer Verbindung mit Kontaktnadeln 9. die durch Bohrungen 6' in der Anschlußplatte geführt sind und zu den Leiterbahnen ragen. Zum Löten wird die Anschlußplattc — wie dargestellt — waagerecht auf den hier geschnitten dargestellten Kamin 10 eines Lotbades gelegt. Die Anordnung ist so getroffen, daß alle Kontaktstellen zwischen den Adorn 7 und den Leiterbahnen 5 in einer Ebene, d. h. in der Ebene der Leiterbahnen 12. gelegen sind, wobei diese Ebene in der dargestellten Ansicht auch die Dachebene (23 in F i g. 4) des Kamins 10 ist. Das in dem Kamin in Richtung des Pfeiles 11 aufsteigende Lot benetzt die Konu-.ktierungsstellen, so daß die Lotung vonstatten geht. Es ist besonders vorteilhaft, auf die Kontaktfederleiste 2 die Stift- oder Mcsserleiste 3 aufzusetzen, so daß ein Eindringen von beim Löten sich bildenden Kolophoniumdämpfen im Kontaktbereich der Kontaktfeder vermieden wird.

Wie insbesondere aus der F i g. 2 hervorgeht, steuert man beim Löten den Zufluß des Lotes derart, daß das Lot mit einem Miniskus 13 um den Betrag »&< von beispielsweise 1.5 mm über die Ebene 12 bzw. 23 und somit über dem Rand 10' des Kamins 10 steigt. Dadurch ist es für die Bedienungsperson ersichtlich und die Gewähr gegeben, daß alle Kontaktstellen mit Lot in Berührung gekommen sind.

In den F i g. 3 und 4 ist ein nach der Erfindung ausgebildetes Lotbad in zwei schaubildlichen Ansichten dargestellt. Das l.otbad besteht hier aus einem das schmelzflüssige Lot aufrehmenden Behälter 14, der durch eine Deckplatte 15 abgedeckt ist. Der Behälter besitzt einen durch die Deckplatte hindurchgeführten und in das schmelzflüssige Lot ragenden Kamin 10, in dem das Lot hochsteigt. Ein Steuerkamin 17 mit. einstellbaren Steuerelektroden 18, 18' ragt ebenfalls in die durch die Deckplatte 15 abgedeckte Lotschmelze. Eine Druckgasleitung 19 mündet in den Behälter, derart, daß beim Anlegen eines Gasdruckes die Lotschmelze in den Kaminen hochsteigt und bei nachlassendem Druck zurückfällt. In der Druckgaszulcitung 19 ist ein hier nicht dargestelltes Ventil gelegen, welches zur Be- und Entlüftung des Behälters mit Druckgas dient. Das Ventil

ist mittelbar über die Steuerelektroden 18, 18' zu betreiben.

Wie insbesondere aus der F i g. 4 hervorgehl, wird die Kontaktleiste 1 zusammen mit der aufgesteckten Anschluß- oder Schaltungsplatte 4 in eine Klemm- und Schwenkvorrichtung, im allgemeinen mit 20 bezeichnet, eingesetzt, wobei sodann die Schwenkvorrichtung in Richtung des Pfeiles 21 um die Schwenkachse 22 geschwenkt wird, so daß nunmehr alle zu kontaktierenden Anschlußstellen in der waagerecht über den Kamin geführten Dachebene 23 liegen. Die Schwenkvorrichtung besitzt fernerhin eine Befestigungsplatte 24 mit einer Gabclklemme 25 und Spannpratzen 35. Die Gabelklemme hält den aus einer Vielzahl von Adern 7 bestehenden Leiterstrang 8, hingegen halten die Spannpratzen die Anschlußplatte 4. Im vorliegenden Beispiel und in der einfachsten Ausführung ist die Schwenkvorrichtung in zwei Schwenklagern 26 mittels zweier Drehzapfen 27, die jeweils mit einem Handgriff 27' versehen sind, drehbar gelagert. Die Schwenkzapfen sind in Pfeilrichtung 22' aus den Schwenklagern 26 herausziehbar, so daß die Werkstückaufnahme 24 und 36 der Schwenkvorrichtung aus ihren Lagern entnehmbar ist. Dies hat den Vorteil, daß mehrere Werkstückaufnahmen einem Lotbad zugehörig sein können, die vor dem Löten mit den zu kontaktierenden Werkstükken bestüekbar sind. Nach dem Einsetzen der Werkstückaufnahme in die Drehlager 26 erfolgt das Verlöten wie vorbeschrieben. Wesentlich ist es hierbei, daß die Schwenkachse 22 mit der rückwärtigen Kante 10' des Kamins 10 fluchtet. Dadurch wird bewerkstelligt, daß beim Aufschwenken der Werkstückaufnahme entgegen der Richtung des Pfeiles 21 die kontaktierende Fläche nahezu auf dem Lotbadspiegel abrollt. Hierbei ist zu berücksichtigen, daß — wie bereits zu F i g. 2 gezeigt — der Lotbadspiegel um 1.5 bis 2 mm über die Kante 10' des Kamins ragt ohne überzufließen und daß ferner die Schwenkvorrichtung vor dem Absenken des Lotbadspiegels hochgeschwenkt werden soll.

In F i g. 5 ist dieser Bewegungsvorgang anhand vor¹ zwei Diagrammen dargestellt. Der Diagrammzug U· zeigt den Bewegungsvorgang des Lotes innerhalb de Kamins, wohingegen der Diagrammzug 28 die Bewegung der Schwenkvorrichtung veranschaulicht. Im Zeitpunkt 29 wird de Schwenkvorrichtung aus der Hochlage herabgeschwenkt; sie liegt im Zeitpunkt 30 waagerecht auf dem oberen Rand des Kamins. Zum

ίο Zeitpunkt 31 des Diagrammzuges 16 steigt das Lot durch Einspeisen von Gas über die Leitung 19 (I"ig. 3) zunächst schnell im Kamin hoch, bis es die Höhe einer der Steuerelektroden, beispielsweise 18', des Sieuerka· mins 17 erreicht hat worauf sodann die Gaszufuhr gedrosselt wird und nunmehr das Lot — wie bei 32 dargestellt — langsam bis etwa 1,5 mm über die ober«. Kante des Kamins und ohne überzufließen ansteigt. Entsprechend einer an einem hier nicht dargestellten Steuergerät vorangestellten Zeit wird der Lotbadspiegel — wie im Diagramm bei 33 dargestellt — auf der gewünschten Höhe gehalten und im Zeitpunkt 34 wiederum durch Belüften des Lotbades abgesenkt. Kur/ vor dem Absenken erfolgt, wie bei 34' dargestellt, ein Hochschwenken der Schwenkvorrichtung. Sollten beim Löten Brücken entstanden sein, so ist es möglich, der Lötvorgang wie vorbeschrieben zu wiederholen. Die Erfahrung hat gezeigt daß beim nochmaligen Löten die entstandenen Brücken oder Zapfen aufgehoben werden Die in den Fig. 3 und 4 dargestellte Lötvorrichtung ist für den Handbetrieb geeignet; sie ist jedoch auci automatisch zu betreiben. Beim Handlöten erfolgt kur; vor dem Rückhub des Lotes ein Signal, worauf sodani die Bedienungsperson die Schwenkvorrichtung hoch stellt. Soll indessen die Vorrichtung automatis;!

arbeiten, so kann einer der Schwenkzapfen 27 mit de Schwenkvorrichtung fest verbunden und mit einer ζ. Ε mittels Druckluft zu betreibenden Stellvorrichtuni verbunden sein.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Kontaktieren und Verbinden iowohl einer Vielzahl von Adern eines Leiterstranges als auch eines Anschlußsteckerteiles mit einer Leiterbahnen und Aufnahmebohrungen aufweisenden Schaltungs- bzw. Anschlußplatte unter Anwendung eines einen Kamin aufweisenden Lotbades, in dem das schmelzflüssige Lot aus einem Vorratsbehalter hochsteigt, dadurch gekennzeichnet, daß man

a) in einem ersten Arbeitsschritt die Kontaktnadeln (9) des Anschlußsteckerteils (2) und die Adern (7) des Leiterstranges (8) mit den in die Leiterbahnen (5) der Anschlußplatte eingebrachten Aufnahmebohrungen (6, 6') provisorisch verbindet, derart, daß alle zu lötenden Kontakt- und Verbindungsstellen in der Ebene (12) der Leiterbahnen (5) gelegen sind, und

b) in einem zweiten Arbeitsschritt die so provisorisch miteinander verbundenen Teile (2,4 und 7, 8) waagerecht auf den Kamin (10) des Lotbades legt, derart, daß die Leiterbahnen (5) dem Kamin zugewandt sind, sowie

c) in einem dritten Arbeitsschritt zeitgesteuert das Lot (1Γ) im Kamin (10) des Lotbades bis über die Berührung mit den Leiterbahnen (5) hinaus anhebt und nach einer Verweilzeit zurücklaufen läßt, wobei man vor einsetzendem Rücklauf des Lotes die Anschlußplatte (4) vom Kamin (10) abhebt und in eine etwa senkrechte Stellung hochschwenkt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennteichnet. daß man das Lot beim Kontaktieren der Schallungsplatte (4) 1 bis 2 mm über die Ebene (12) der Leiterbahnen (5) hinaus anhebt.

3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Schulz der Kontaktfeile (2') des Anschlußsteckerteils (?) gegen die beim Löten entstehenden Kolophoniumdämpfe das Gegenstück (3) auf das Anschlußsteckerteil (2) aufsteckt.

4. Lotbad zur Ausübung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das iLoibad eine im Bereich des Kamins (10) angeordne-Ite, die zu verlötenden Werkstücke (1, 4 und 7, 8) aufnehmende und haltende Schwenkvorrichtung (20) aufweist, deren Schwenkachse (22) mit der oberen Längskante (10') des Kamins fluchtet, derart, daß die Anschlußplatte (4) in der einen Extremlage der Schwenkvorrichtung den Kamin waagerecht iabdeckt und in der anderen Extremlage nahezu senkrecht über der Längskante des Kamins steht.

5. Lotbad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkvorrichtung (20) aus fest mit dem Lotbad (14) verbundenen und beidseitig vom Kamin (10) angeordneten Drehlagern (26) sowie aus einer in den Drehlagern mittels Schwenkzapfen (27) gelagerten Werkstückaufnahme (24,35) besteht.

6. Lotbad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Werkstückaufnahme eine Klemmplatte (24), eine Gabelklemme (25) und zwei die Anschlußplatte (4) haltende Pratzen (35) ausweist.

65 Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und auf ein Lotbad zum Kontaktieren and Verbinden sowohl einer Vielzahl von Adern eines Leiterstranges, als auch eines Anschlußsteckerteiles mit einer Leiterbahnen und Aufnahmebohrungen aufweisenden Schaltungs- bzw. Anschlußplatte unter Anwendung eines einen Kamin aufweisenden Lotbades, in dem das schmelzflüssige Lot aus einem Vorratsbehälter hochsteigt.

Lotbäder zum Kontaktieren und Verbinden einer Vielzahl von Bauteilen mit einer Leiterbahnen und Anschlußbohrungen aufweisenden Schaltungsplatte sind in mannigfachen Ausführungsformen bekannt, z. B. sogenannte Schwallotbäder, Schlepplot- und Tauchiotbäder. Bei der ersteren Art der Lotbäder werden die zu kontaktierenden Schaltungsplatten mit ihren darauf befestigten Bauteilen durch einen sich über die Breite der Kontaktierungsfläche erstreckenden Lotbadschwall hindurchgeführt, in einer bekannten Ausführungsform besitzt ein derartiges Lotbad ein in das schmelzflüssige Lot eintauchenden Kamin, durch den das von einer Umwälzpumpe geförderte Lot hochsteigt und dabei über die Kanten des Kamins überläuft. Durch den sich über dem Kamin bildenden Schwall werden die Schaltungsplatten mit den zu kontaktierenden Lötanschlüssen und den Leiterbahnen hindurchgeführt.

Die Schlepplötbäder hingegen besitzen eine das schmelzflüssige Lot aufweisende Wanne mit einer über der Wanne geführten Transportvorrichtung, welche derart gebildet ist, daß beim Lötverbinden und Kontaktieren die Schaltungsplatten nacheinander, die Kontaktierungsfläche der Lotschmelze zugekehrt, in das Lotbad eintauchen und nach einem vorgegebenen Transportweg wiederum aus dem Lotbad austauchen. L "tztlich sind Tauchlötbäder bekannt, bei denen das Lot ebenfalls von einer Umwälzpumpe gefördert in einem Kamin hochsteigt und allseitig über den Rand des Kamins abfließt. Die zu verzinnenden Bauteile werden hier vorzugsweise senkrecht in das aus dem Kamin quellende Lot getaucht und nach einer knr/cp Verweilzeit herausgehoben. Derartige Tauchlötbäder dienen insbesondere zum Lötverbinden und Verzinnen von Kleinteilen.

Diese bekannten Lötbäder werden in der industriellen Löttechnik mit Erfolg angewandt.

Elektrische Steckverbinder, z. B. gemäß dem DT-GM 19 59 588 kommen bei datenverarbeitenden Anlagen zur Anwendung; sie sind das Verbindungselement eines oft viele Meter langen Kabels mit den Anschlußsteckerleisten der Aggregate. Die Steckverbinder besitzen eine Leiterbahnen tragende Anschlußplatte und eine Steckerleiste, deren Kontaktfeder/ungen mit den Leiterbahnen verbunden sind. Das Verbinden der einzelnen Adern eines Leiterstranges oder Kabels mit den zugehörigen Leiterbahnen des Steckverbinders erfolgt durch Handverlöten. Hierbei wird zunächst die Steckerleiste mit der Anschluß- bzw. Schaltungsplatte durch Tauchlöten oder Schwallöten verbunden. Zum Schutz gegen die beim Verlöten entstehenden, von Flußmittel gebildeten Kolophoniumdämpfe wird die Stirnseite der Anschluß- bzw. Steckelleiste mit einem Klebestreifen abgedeckt. Nach dem erfolgten Verbinden der Anschlußplatte mit der Steckerleiste erfolgt nunmehr das Einlöten der einzelnen Adern des Leiterstranges mit den zugehörigen Leiterbahnen der Anschluß- bzw. Schaltungsplatte. Die einzelnen Adern des Leiterstranges werden sukzessiv in die zugehörigen Aufnahmebohrungen der Leiterbahnen der Anschlußplatte eingesteckt und sodann von Hand verlötet. Diese