DE2411854B2

DE2411854B2 - Vorrichtung zum Aufbringen von geschmolzenem Lötmittel auf gedruckte Schaltungsplatten

Info

Publication number: DE2411854B2
Application number: DE2411854A
Authority: DE
Inventors: Travis Arthur Allen; Robert Theodore Sylvester
Original assignee: US Department of Energy
Current assignee: US Department of Energy
Priority date: 1973-08-14
Filing date: 1974-03-12
Publication date: 1980-05-29
Also published as: DE2411854A1; FR2241180B1; GB1457325A; IT1009735B; JPS5631918B2; CA981531A; NO741100L; SE7403310L; FR2241180A1; US3865298A; JPS5045965A; SE405785B

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Aufbringen von geschmolzenem Lötmittel auf gedruckte Schaltungsplatten, die leitende Zonen, plattierte durchgehende Öffnungen u. dgl. enthalten, mit Mitteln, um den Schaltungsplatten von einem Lötmittelbehälter erwärmtes Lötmittel zuzuführen und das überschüssige

i» Lötmittel sodann mit Hilfe von Heißluft, die den durchlaufenden Schaltungsplatten entgegen ihrer Bewegungsrichtung zugeführt wird, zu entfernen.

Es ist bereits bekannt, einen schützenden Überzug für dünne Kupferschaltpfade (d. h. Stege) auf einer gedruck-

i"> ten Schaltungsplatte vorzusehen und eine Metallschicht auszubilden, an der Komponenten wie beispielsweise Transistoren darauffolgend an der gedruckten Schaltungsplatte angelötet werden können. Dies erfolgt dadurch, daß man die gedruckte Schaltungsplatte mit

4" einem Flußmittel überzieht und beispielsweise in ein heißes flüssiges Lot eintaucht. Dadurch kann eine ungleichmäßige oder unerwünscht dicke Lotschicht auf der gedruckten Schaltungsplatte zurückbleiben, wodurch die beiden Seiten der Platte verbindende,

4^r> hindurchgehende Löcher verstopft werden.

Bei bekannten Verfahren zur Entfernung von überschüssigem Lot, einschließlich dem in hindurchgehenden Löchern befindlichen Lot, wird die gedruckte Schaltungsplatte in eine Vorrichtung eingesetzt, welche

^r>" sie mit einer heißen Lösung, wie beispielsweise Polyglycol oder anderen ölen wie beispielsweise Siliconöl, besprüht. Die Verwendung dieser Lösungen oder öle hat zur Folge, daß Dämpfe entstehen, daß die Platte tropft und daß weitere derartige Probleme

^r>^r> hervorgerufen werden. Dabei besteht ein typisches Sicherheitsproblem darin, daß das organische heiße und flüssige Material in der Form eines feinen Nebels ausgestoßen wird. Da das organische Material einen Entzündungspunkt von beispielsweise ungefähr 260° C

^b0 aufweisen kann, ist das Auftreten einer gefährlichen und potentiell auch explosiven Situation möglich. Ferner sind wiederholte Sprühvorgänge erforderlich. Diese wiederholten Sprühvorgänge benötigen viel Zeit und die gedruckte Schaltungsplatte wird dabei jedesmal

^ thermischen Schockwirkungen ausgesetzt, wobei aber trotzdem in vielen Fällen nicht immer das ganze überschüssige Lötmittel von den überzogenen oder plattierten durchgehenden Löchern oder leitenden

Stegen auf der gedruckten Schaltungsplatte entfernt wird; gleichzeitig wird dabei auch keine Lötmittelschicht von hinreichender Stärke entsprechend den erforderlichen Bedingungen erzeugt, d. h. die minimale Lötmittelstärke von mindestens 0,0076 mm wird nicht eingehaltea Mit diesem Verfahren ist es unmöglich, wiederholt und in voraussagbarer Weise überschüssiges Lot von hindurchgehenden Löchern zu entfernen.

DE-OS 22 15 623 beschreibt eine Vorrichtung zum Aufbringen von geschmolzenem Lot auf gedruckte Schaltungsplatten und zur Entfernung überschüssigen Lots. Gemäß dieser Lehre wird flüssiges Lot durch eine Düse gepumpt und auf eine gedruckte Schaltungsplatte geleitet Um das Lotmaterial auf der Schaltungsplatte in einem flüssigen Zustand zu halten, ist ein Heißluftgebläse unterhalb einer Niederdruckkammer vorgesehen. Dadurch wird die Verfestigung des Lots vermieden, bevor die Schaltungsplatte die Arbeitszone der Niederdruckkammer verläßt, die zur Sammlung von Lotteilchen mit einem Zyklon verbunden ist. Mit der bekannten Vorrichtung ist es schwierig, bei niedrigem Druck auf einer Seite der Schaltungsplatte entgegengesetzt zu der Seite, wo das Lot aufgebracht ist, eine gleichmäßige und eine dünne Lotlage auf der erwähnten entgegengesetzten Seite zu erhalten.

US-PS 36 67 425 beschreibt ein Verfahren zum Überziehen eines flachen Gegenstandes, beispielsweise eines Stahlbandes, mit flüssigem Metall, wooei überschüssiges Metall mittels Druckgas entfernt wird. Bei der Behandlung von Schaitungsplatten mit Lot und der Entfernung überschüssigen Lots treten jedoch ar.dere Probleme auf als auf dem Gebiet der Stahlherstellung. Auf dem Gebiet, auf dem die vorliegende Erfindung liegt, ist es nicht nur erforderlich, dünne Lotlagen vorzusehen, es ist auch notwendig und wichtig, alle hindurchgehenden Löcher von überschüssigem Lot zu befreien.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung d=r eingangs genannten Art in der Weise auszubilden, daß das überschüssige Lot in wirkungsvoller Weise aus den durchgehenden Löchern der Schaltungsplatten entfernt wird, daß gleichförmige Lotüberzüge zurückbleiben und daß die Überzüge eine gleichmäßige vorbestimmte Stärke aufweisen. Vorzugsweise sollte die vorbestimmte Stärke größer als mindestens 0,00127 mm bis ungefähr 0,025 mm betragen. Diese Entfernung von überschüssigem Lot soll dabei wiederholt möglich sein, und zwar selbst für durchgehende Löcher mit einem Durcnmesser bis hinunter zu 0,51 mm.

Zur Lösung der genannten Aufgabe sieht die Erfindung die Maßnahmen des Kennzeichnungsteils des Anspruchs 1 vor.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Entfernung von überschüssigem Lot mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung. Die bevorzugten Verfahrensschritte ergeben sich aus den Ansprüchen 8 und 9.

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben; in der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Teilansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, teilweise im Schnitt;

F i g. 2 eine schematische Darstellung eines Teils der erfiindungsgemäßen Vorrichtung;

F i g. 3 einen Querschnitt durch die Luftdüsen und deren Orientierungen.

Eine gedruckte Schaltungsplatte, auf wdcher leitende Stege, leitende Flächen, durchgehende plattierte öffnungen und Verbindungsteile in Form eines Überzugs ausgebildet werden sollen, wird als erstes mit einem Flußmittel behandelt, und zwar durch Eintauchen, Überspülen, Untertauchen oder durch eine andere Art von Inberührungbringen mit einem geeigneten flüssigen Strömungsmittelmaterial. Die gedruckte Schaltungsplatte sollte gründlich mit dem Flußmittel behandelt

iu werden, wie beispielsweise durch Eintauchen, wobei ein Überzug aus dem Flußmaterial vorzugsweise mit in die Lötstufe hinübergebracht wird. Die mit Flußmittel behandelte bedruckte Schaltungsplatte wird sodann mit einem erhitzten flüssigen Lötmittel in Berührung gebracht, so daß die mit Flußmittel behandelten Leiter und Verbindungsstücke mit dem Lötmittel überzogen werden können. Das Inberührungbringen erfolgt vorzugsweise durch Untertauchen oder Eintauchen in einen statischen erhitzten Lötmittelbehälter oder ein Lötbad; es ist aber auch möglich, das Lötmittel auf die Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatte durch Aufsprühen oder dergleichen aufzubringen. Das Lötbad ist auf eine Temperatur erhitzt, die dem verwendeten Lötmittel entspricht und die vorzugsweise etwa 4.4° C

2^r> bis etwa 16,7" C höher liegt als der Schmelzpunkt des Lötmittels. Wenn die gedruckte Schaltungsplatte aus dem flüssigen Lötmittel entnommen wird, so wird sie zwischen Heißgasdüsen (d.h. Messern oder Schlitzen) od. dgl. hindurchgeführt, von denen ein erhitztes

j» Druckgas wegströmt. Das Gas kann sich auf einem Druck von ungefähr 2,8 kg/cm² bis ungefähr 5,6 kg/cm² befinden, vorzugsweise beträgt der Druck ungefähr 3,5 kg/cm². Das verwendete Gas ist erhitzt und kann durch die öffnung mit einer Geschwindigkeit von

i^r> ungefähr 4,39 bis 35,1 Liter pro Sekunde und pro cm² der öffnung strömen. Es kann inertes Gas verwendet werden, aber vorzugsweise wird heiße Luft bei einer Temperatur von ungefähr 190⁰C bis zu ungefähr 316° C oder einer anderen mit der Lötmittelentfernung und der

■»o Säuberung der durchgehenden Öffnungen kompatiblen Temperatur verwendet.

Das heiße Gas oder die auf die gedruckte Schaltungsplatt«: auftreffende Luft bewirken die Entfernung überschüssigen Lötmittels von den Leitern, die

4^r> wirksame Entfernung überschüssigen Lötmittels aus den durchgehenden öffnungen und eine Lötmittelabscheidung von gleichmäßiger Stärke auf den leitenden Oberflächen, wobei die Stärke genau steuerbar ist. Es wurde festgestellt, daß entgegen allen Erwartungen

w Umgebungsdruckluft in diesem Verfahren verwendet werden kann, und zwar bei geeigneter Erwärmung. Obwohl der Grund dafür nicht vollständig verständlich ist, warum durch die Verwendung heißer Umgebungsluft keine Oxydation hervorgerufen wird, so wird doch

« angenommen, daß die Luftströmung einen feinen Wellenkamm oder eine Welle von Strömungsmittel über das Lot treibt, und zwar vor der Luft, wenn eine gedruckte Schaltungsplatte aus dem Lötmittelbehälter oder einem anderen Kontaktmedium entfernt wird.

fco Dieser Vorgang, zusammen mit der Verwendung einer geeigneten Ablenkvorrichtung (Deflektor), verhindert die Berührung der Luft mit dem geschmolzenen Lot oder Lötmittel. Diese Theorie soll die vorliegende Erfindung in keiner Weise beschränken.

f>5 In F i g. 1 ist eine zur Durchführung des eben kurz erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens geeignete Vorrichtung dargestellt. Die Heißgas-Lötmittelausgleichsvorrichtung 10 für gedruckte Schaltungsplatten

weist ein Gehäuse 14 auf, in welchem sich ein Lötmittelbehälter 16, Heißgasstrahlen bzw. Heißgasdüsen 18a, I80, Gasheizvorrichtungen 2Ca, 206, eine Ablenkvorrichtung 21, ein Ablenkvorrichtungskanal (Vertiefung) 22, eine Ablenkwand (Trennwand) 23 und andere geeignete Kanalführungen u. dgl. befinden. Das Gehäuse 14 kann aus einem Material wie beispielsweise rostfreiem Stahl bestehen, d. h. einem Material, das durch erwärmtes Lötmittel und die dabei auftretenden Umgebungsbedingungen nicht angegriffen wird. Der Lötmittelbehälter 16 enthält ein Lötmittel 24, weiches durch Heizelemente oder Heizvorrichtungen 26 erhitzt und geschmolzen wird; die Heizvorrichtungen 26 können beispielsweise elektrische Widerstandsheizer oder Heizer der Streifenbauart sein, die mit Bolzen an den Außenwänden des Lötbehälters 16 befestigt sind. Das Lötmittel 24 kann auch beispielsweise durch Dampfheizschlangen erwärmt werden, die innerhalb des Lötmittels 24 vorgesehen sind. Die Heizelemente 26 sind mit einer Leistungsquelle 30 unter Verwendung einer elektrischen Verbindung 32 verbunden. Im Gehäusedeckel 34 ist ein Kanalschlitz oder eine öffnung 36 vorgesehen, durch welche ein Bauteil, wie beispielsweise eine gedruckte Schaltungsplatte 40, in das Lötmittelbad 24 gegeben werden kann. Führungselemente 44a und 446 können in Ausrichtung mit öffnung 36 und Lötmittelbehälter 16 angeordnet sein, um das Eintauchen der gedruckten Schaltungsplatte 40 — wie schematisch in F i g. 1 dargestellt — in das Lötmittel 24 zu gestatten, und zwar fortlaufend und der Reihe nach, wobei die Gefahr einer Verbrennung, des Überschwappens od. dgl. gebannt ist. Die Führungselemente 44a, 446 können Nuten oder Kanäle 45 aufweisen, um die gedruckte Schaltungsplatte 40 in das flüssige Lötmittel zu führen. Es können auch andere Vorrichtungen als Führungsbahnen verwendet werden, und zwar Rollen, Kettenvorrichtungen, mechanische Verbindungen, usw.

Ein Kompressor 48 kann benutzt werden, um Luft in geeignete Heizvorrichtungen, wie beispielsweise die Heizvorrichtungen 20a, 206 einzuführen. Die durch die ίο Heizvorrichtungen 20a, 206 laufende Luft wird auf eine geeignete Temperatur erhitzt und zu den Heißluftmessern oder Düsen 18a, 186 durch Leitungsmittel 56 geführt, welche die Heißgasdüsen 18a, 186 mit den Heizvorrichtungen 20a, 206 verbinden. Jede Heizvorrichtung 20a, 206 kann einen länglichen Stahlzylinder 60 aufweisen, in dessen Außenseite eine schraubenförmige Spirale 61 eingeschnitten ist, und wobei ein Mantel 62, beispielsweise aus einem Stahl, der mit dem Zylinder 60 kompatibel ist, über die Außenseite des Zylinders gepaßt ist um eine luftdichte Nut zu bilden. Die Luft strömt in die Spiralnut 61 durch eine Leitung 52 in den Boden des Zylinderteils, wo sich die Außenspirale 61 erstreckt und mit einem Kanal 68 in Verbindung steht, der in einem Mittelteil des Zylinders 60 angeordnet ist und sich längs des Zylinders erstreckt Der Kanal 68 ist mit der Außenspirale 61 verbunden und hat vorzugsweise eine größere Querschnittsfläche als die Spirale 61 und kann beispielsweise ein Kanal von 3,18 cm Durchmesser sein. Die Zylinderwände und der Bodenteil der Heizvorrichtungen 20a, 206 sind in einem geeigneten Isolationsmaterial 72 eingekapselt um so einen Wärmeverlust zu verhindern.

Der Stahlzylinder 60 kann eine oder mehrere Öffnungen 75 aufweisen, die sich parallel zum Mittelkanal 68 über eine geeignete Länge hinweg erstrecken. Diese öffnungen 75 nehmen elektrische Heizelemente 77 auf, die die für die Luftheizvorrichtungen 20a und 206 erforderliche Wärme erzeugen. Die Heizelemente 77 sind durch elektrische Leiter 80 mil einer Leistungsquelle 78 verbunden. In einem typischer Betriebsfall ist eine kontinuierliche Heißluftströmung vorgesehen, die zwischen ungefähr 190° C bis auf mehl als 316° C einstellbar ist, und die durch ein Paar vor Heizvorrichtungen 20a, 206 erzeugt wird, welch letztere aus zwei 12,7 cm χ 38,10 cm Stahlzylindern bestehen die drei 2,5 kW Elektroheizelemente aufweisen.

Die Stirnfläche 82 der Düsen 18a und 186 kann eine längliche Gasdüse oder einen Strahl bilden, der benachbart zum Lötmittelbehälter und quer zur Bewegung der gedruckten Schaltungsplatte beim Herausnehmen aus dem Lötmittelbehälter angeordnet ist. Die Düsen 18a und 186 sind schwenkbar oder in anderer Weise verdrehbar, und zwar vorzugsweise derart, daß der Laufabstand von Stirnfläche 82 gegenüber der gedruckten Schaltungsplatte 40 vermindert wird. Die in F i g. 1 dargestellten Heißgasdüsen 18a, 186 sind um Leitungen 56 herum verdrehbar oder verschwenkbar, und zwar an der Leitungs- und Gasmesserverbindung. Die winkelmäßige Neigung gegenüber der Horizontalen des Schlitzes bezüglich der gedruckten Schaltungsplatte kann sich von ungefähr 10° bis ungefähr 70° ändern. Der optimale Winkel bei Verwendung der angegebenen Schlitzabmessungen, des Luftdrucks und der anderen Parameter wurde zu ungefähr 62° für eine Düse und zu ungefähr 64° für die andere Düse festgestellt, wie in F i g. 3 gezeigt Diese winkelmäßige Versetzung der Düsen ist besonders zweckmäßig, um zu verhindern, daß eine Düse ihre Strömung direkt in die entgegengesetzt angeordnete Düse durch die hindurchgehenden öffnungen u. dgl, hinweg abgibt. Die Düse kann einen langen Schlit2 aufweisen. Wie man in Fig.3 erkennt kann eine typische zweckmäßige Größe eine Schlitzbreite »A<< von ungefähr 0,41 mm, eine Tiefe »B« von ungefähr 12,7 mm aufweisen und die Schlitzlänge kann so gewählt sein, wie dies erforderlich ist, um Luft gegen den gedruckten Schaltungsplattenteil zu lenken, der leitende Stege, hindurchgehende Löcher u.dgl. aufweist. Die Größe der zu bearbeitenden gedruckten Schaltungsplatte ändert sich entsprechend den Erfordernissen; es wurden gedruckte Schattungsplatten von 22,9 cm χ 30^ cm χ 0,165 cm erfolgreich hinsichtlich des Lötmittels nivelliert. Es ist bekannt ein noch zu entfernendes Überschußteil, d. h. eine Antiabflußkante, vorzusehen. Diese Kante kann auch zum Absenken in den Lötmittelbehälter verwendet werden, und zwar unter Benutzung geeigneter Klemmvorrichtungen od. dgL Wieviel von der Antiabflußkante entfernt wird, hängt von den Verfahren ab, die die Hersteller verwenden; mit Erfolg wurden 1,27 cm bis 2,54 cm entfernt wobei ein Arbeitsstück von 17,8 cm χ 203 cm Breite übrigblieb.

Das aus der Düse bzw. der Schlitzfläche 82 ausströmende heiße Gas oder die Luft kann auf einem Druck von ungefähr 1,4 bis ungefähr 5,6 kg/cm² und vorzugsweise ungefähr 3,5 kg/cm² liegen. Der Lötmittelausgleicher 10 ist vorzugsweise mit einem Ventil ausgestattet welches mit Leitung 52 — wie in Fig. 1 gezeigt — verbunden ist um die Strömungsgeschwindigkeit der Düsen zu steuern. Eine gesonderte Ablaufleitung 86 mit einem Ablaufventil 87 ist mil Leitung 52 auf jeder Seite des Ventils 84 verbunden. Dieses Ablaufsystem hält die Düsen 18a, 186, Ablenkvorrichtung 21, Führungen 44a, 446 und dergleichen in einem heißen, betriebsfähigen Zustand Auf diese Weise

ist keine Wartezeit für das Anwärmen der Bauteile erforderlich. Die Luftströmung durch das Ablaufventil 87 kann auf ungefähr 2,8 Liter pro Sekunde gehalten werden. Das verwendete Heißgas wird durch Leitung 89 ausgestoßen, die mit geeigneten Ausstoßmitteln verbunden ist, wie beispielsweise einem 47,2 Liter bis 188 Liter pro Sekunde Ausstoßgebläse. Spezielle Ablaßmittel wie beispielsweise Scrubber, Nachbrenner oder hochvolumige Gebläse sind nicht erforderlich.

Wie oben erwähnt, ist der bevorzugte Winkel für die Düsen 18a und tSb 62° für die eine und 64° für die andere. Vorzugsweise werden diese Düsen auf einem Abstand von ungefähr 1,65 mm bis 1,78 mm gegenüber dem Arbeitsstück gehalten. Der Luftstrom konzentriert oder engt sich ein, wenn er die Düse verläßt und wird dann diffus. Es ist erwünscht, daß man das Arbeitsstück durch den Punkt maximaler Konzentration hindurchführt, um maximale Freilegung der hindurchgehenden Öffnungen, das Nivellieren oder Ausgleichen des Lötmittels, usw. zu erreichen.

Der Gasstrom trifft auf das Arbeitsstück auf, wenn dieses aus dem Lötmittelbehälter entfernt wird, wobei eine Strömungsmittelwelle gebildet wird, die die hindurchgehenden öffnungen freilegt und das Lötmittel nivelliert Die Ablenkvorrichtung 21 kann ungefähr 7,6 cm unterhalb des Punktes angeordnet sein, wo das Gas auf das Werkstück auftrifft und kann eine Öffnung von ungefähr 6,4 mm besitzen, durch welche das Werkstück hindurchgeführt wird. Wenn das Lötmittel vom Werkstück abgeströmt ist, so fließt es in den Lötmittelbehälter 16 zurück und verringert die verfügbare öffnung, durch welche die Luft in den Lötmittelbehälter eintreten und das Lötmittel oxydieren kann. Das Abblasen von überschüssigem Lötmittel kann die Rückkehr eines Teils des Lötmittels in den Lötmittelbehälter verhindern. Dieses Lötmittel wird in einem Ablenkvorrichtungskanal oder einem Lötmittelreservoir 22 gesammelt Dieses Lötmittel kann — wenn erforderlich — abgeschöpft werden, um das Flußmittel vom Lötmittel zu trennen, welch letzteres in den Lötmittelbehälter 16 zurückgegeben wird. Die Ablenkvorrichtungswand 23 bildet eine gesonderte Kammer 92 mit einem Gehäusedeckel 34, der ferner das Beheizen der Kammer 92 und der darin befindlichen Bauteile gestattet, um die Verwendung der Lötmittelausgleichsvorrichtung 10 zu jeder Zeit zu gestatten. Die Oberfläche des Bades aus flüssigem Lötmittel kann ungefähr 17,8 cm unterhalb der Düsen liegen. Es kann zweckmäßig sein, diesen Abstand zu minimieren, um so eine Erhärtung des Lötmittels auf der gedruckten Schaltungsplatte zwischen der Entfernung aus dem Bad und der Querbewegung an den Luftmessern vorbei zu verzögern oder zu verhindern. Die zwischen der Entfernung der gedruckten Schaltungsplatte aus dem Bad und dem Beginn des Querdurchgangs durch die Luftmesser vergehende Zeit beträgt vorzugsweise nicht mehr als 0,5 Sekunden.

Bei Verwendung der vorliegenden Erfindung können die folgenden Parameter zur Bestimmung der Lötmitteldicke verändert werden: Lufttemperatur, Luftdruck oder Strömungsgeschwindigkeit und die Zeit für das Vorbeilaufen der gedruckten Schaltungsplatte an den ^r> Düsen. Um beispielsweise einen Überzug von 0,0127 mm Stärke zu erhalten, und zwar unter Verwendung eines Lötmittels mit beispielsweise einer Schmelztemperatur von ungefähr 184°C, kann die Lufttemperatur ungefähr 190⁰C, der Versorgungsluft -

H) druck sollte ungefähr 3,5 kg/cm² und die für das Durchlaufen der gedruckten Schaltungsplatte erforderliche Zeil sollte ungefähr "Λ Sekunde betragen. In sämtlichen Fällen sollte die gedruckte Schaltungsplatte an den Luftmessern unmittelbar nach der Entfernung aus dem Lötbad vorbeigeführt werden, um die Erhärtung des Lötmittels zu verhindern. Eine minimale Überzugsstärke von ungefähr 0,00127 mm kann man erhalten, wenn man das gleiche geeignete Lötmittel bei einer Lufttemperatur von ungefähr 204⁰C, einem Luftdruck von ungefähr 5,6 kg/cm² und einer Durchlaufzeit von ungefähr 2 Sekunden verwendet.

Bei Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Probleme des Standes der Technik, nämlich die nicht ausreichende Lötmittelentfernung an den leitenden Stegen oder aus verstopften Öffnungen vermieden und es wird ferner die Notwendigkeit umgangen, daß die gedruckte Schaltungsplatte und deren Komponenten thermischen Schockvorgängen in größerem Ausmaße ausgesetzt werden. Ein zusätzlicher, den Umweltschutz betreffender Vorteil besteht darin, daß ungefähr 80% der aus bekannten Vorrichtungen austretenden Dämpfe beseitigt werden. Ferner ermöglicht die Erfindung einen sicheren Betrieb als dies bei mit Flüssigkeiten arbeitenden Ausgleichs- oder Nivelliervorrichtungen der Fall ist, wo wegen des dort auftretenden entzündbaren Nebels Feuergefahr besteht. Das aus den Düsen 18a, 186 mit ungefähr 3,5 kg/cm² ausströmende Heißgas entfernt Lötmittel niveaurichtig, legt öffnungen bis hinunter zu 0,51 mm Durchmesser wiederholt und reproduzierbar frei und läßt doch eine Lötmittelschicht übrig, die hinreichend dick ist, um den Anforderungen bei gedruckten Schaltungen zu entsprechen. Die Stärke kann durch Einstellung der Parameter

^5 gesteuert werden, um auf diese Weise Überzugsstärken von ungefähr 0,00127 mm bis 0,0254 mm oder mehr zu erzeugen. Nachdem die gedruckte Schaltungsplatte hinsichtlich des Lötmittels nivelliert ist, kann sie gewaschen und in einem geeigneten Lösungsmittel entfettet werden, um Spuren des Strömungsmittels u.dgl. zu entfernen. Die Erfindung hat verminderte Betriebskosten zur Folge und benötigt nur eine minimale Menge an Grundfläche. Dem Fachmann ist ferner klar, daß das vorliegende System in einfacher Weise automatisiert werden kann, und zwar durch die Verwendung von Rollen, Förderbändern u. dgl, um so eine Massenproduktion zu erzielen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Aufbringen von geschmolzenem Lötmittel auf gedruckte Schaltungsplatten, die leitende Zonen, plattierte durchgehende Öffnungen u. dgl. enthalten, mit Mitteln, um den Schaltungsplatten von einem Lötmittelbehälter erwärmtes Lötmittel zuzuführen und das überschüssige Lötmittel zuzuführen und das überschüssige Lötmittel sodann mit Hilfe von Heißluft, die den durchlaufenden Schaltungsplatten entgegen ihrer Bewegungsrichtung zugeführt wird, zu entfernen, dadurch gekennzeichnet, daß Düsen(18a, Wb)vorgesehen sind, durch die erwärmtes Druckgas in scharfen Strahlen aus entgegengesetzten Richtungen den gegenüberliegenden Oberflächen der Schaltungsplatten derart zugeführt werden kann, daß das überschüssige Lötmittel weggeblasen wird, daß eine Ablenkvorrichtung (21) zwischen den Düsen (18* iSb)und dem Behälter (16) angeordnet ist, die das Gas von der Oberfläche des erhitzten Lötmittels im Behälter weglenkt, und daß Führungsmittel vorgesehen sind, um die gedruckten Schaltungsplatten in das erhitzte Lötmittel einzutauchen und aus diesem heraus zwischen den Düsen hindurchzuführen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch ein den Behälter (16), die Führungsmittel (44a, 44b), die Düsen (18a, Wb) und die Ablenkvorrichtung (21) umfassendes Gehäuse (14), dessen eine Wand einen sich in Ausrichtung mit den Führungsmitteln befindenden Schlitz (36) von solchen Abmessungen besitzt, daß die gedruckten Schaltungsplatten (40) hindurchtreten können.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsmittel (44a, 446,1 eine sich vom erwärmten Lötmittel aus zum Gehäuseschlitz (36) erstreckende kanalartige Führungsbahn besitzen und dat) die Düsen (18a, \Sb) einen länglichen Schlitz aufweisen und unter einem einstellbaren Winkel zur Vertikalen befestigt sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkvorrichtung (21) benachbart zu den Führungsmitteln (44a, 44b) angeordnet ist, eine Öffnung für den Durchgang der gedruckten Schaltungsplatte (40) bildet und Teil einer Trennwand (21,22,23) ist, die innerhalb des Gehäuses (14) eine gesonderte Kammer (92) vom Lötmittelbehälter (16) abtrennt, und daß in der Trennwand Vertiefungen (22) zum Auffangen des abgeblasenen Lötmittels ausgebildet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel vorgesehen sind, um von der gesonderten Kammer (92) Gase abzuziehen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablenkvorrichtungsöffnung eine Breite von ungefähr 6,4 mm besitzt, daß die Düsen (18a, i8b) je eine schlitzförmige Austrittsöffnung aufweisen, die ungefähr 1,65 mm bis ungefähr 1,78 mm von der Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatte (40) entfernt angeordnet ist, daß die Düsen unter einem Winkel von ungefähr 10° bis ungefähr 70° gegenüber der Vertikalen angeordnet sind und daß ihre Austrittsöffnungen eine Breite von ungefähr 0,406 bis ungefähr 0,51 mm besitzen.

7. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1—6, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Austrittsöffnung unter einem Winkel von

ungefähr 62° und die entgegengesetzt angeordnete Austrittsöffnung unter einem Winkel von ungefähr 64° gegenüber der Vertikalen angeordnet ist (F ig. 3).

8. Verfahren zum Aufbringen von geschmolzenem Lötmittel auf gedruckte Schaltungsplatten, die leitende Zonen, plattierte durchgehende Öffnungen und dergleichen enthalten, mittels einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1—7, dadurch gekennzeichnet, daß Druckgas verwendet wird, das auf eine Temperatur von ungefähr 190°C bis ungefähr 316°C vorerhitzt ist und unter einem Druck von ungefähr 1,4 bis 5,5 bar steht

9. Verfahren nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch die Verwendung von Luft als Druckgas und einer derartigen Austrittsgeschwindigkeit der Schaltungsplatte, daß der Strahl 0,5 Sekunden, nachdem die Schaltungsplatte das Lötmittelbad verlassen hat, auf ihre Oberfläche auftrifft