-
Verfahren und Vorrichtungen zum flußmittelfreien Anlöten von elektrischen
Anschlußdrähten an kappenlose elektrische Schichtwiderstände.
-
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum flußmittelfreien Anlöten
von elektrischen Anschlußdrähten an kappenlose elektrische Schichtwiderstände, die
stirnseitig mit Metallisierungen versehen sind, innerhalb einer reduzierenden Wasserstoffflanme
in Serienherstellung und Vorrichtungen zur Ausführung des Verfahrens.
-
Bei der Serienherstellung elektrischer Widerstände sind zum Anlöten
elektrischer Anschlußdrähte an die Widerstandskörper verschiedene Verfahren, z.B.
Tauchlöt-, Schlepplöt-, Wassersto;Efflammenlöt- oder Unterdrucklötverfahren, in
Anwendung.
-
Die DT-AS 1.279.792 beschreibt ein Serientauchverfahren zum Anbringen
von Stromanschlüssen an elektrische Bauelemente. Bei diesem Verfahren werden die
elektrischen Bauelemente, beispielsweise keramische Kondensatorscheiben, zwischen
die verformten Enden von Anschlußdrähten eingeklemmt. Diese Anordnungen werden mit
Hilfe eines Transportbandes, in das sie mit ihren Anschlußdrähten eingesteckt sind,
an verschiedene Tauchstationen, z.B. Flußmittelstation oder Lötbadstation, herangebracht
und ihre Lötbereiche in die einzelnen Bäder senkrecht eingetaucht.
-
Auch das in der DT-PS 1.153.807 beschriebene Verfahren arbeitet mit
Hilfe eines Transportbandes, das die zwischen die Enden von Anschlußdrähten geklemmten
elektrischen Bauelemente an die einzelnen Tauchstationen heranführt. Bei diesem
Verfahren wird jedoch das Transportband über Führungsrollen in Schleifen derart
geführt, daß das von ihm transportierte elektrische Bauelement in die einzelnen
Bäder nicht nur eintaucht sondern ein Stück durch diese Bäder geschleppt wird.
-
Stärker ausgeprägt ist dieser Schleppvorgang bei dem in der DT-AS
1.178.945 beschriebenen Verfahren zum vollautomatischen Anbringen äußerer, radial
verlaufender Stromzuführungen. Die elektrischen Bauelemente - hier in Form von Stäben
- werden an beiden Stabenden mit Anschlußdrähten, welche zunächst aus zwei fortlaufenden
Drähten bestehen, umschlungen und in dieser Anordnung, welche gleichzeitig als Transportband
benützt wird, an verschiedene Bäder herangeführt. Mit Hilfe von Führungsrollen wird
dieses "Transportband" gedreht, so daß die Stäbe senkrecht stehen. In dieser senkrechten
Stellung werden die Stabenden jeweils von der Stirnfläche her bis einschließlich
des von der Drahtschlinge umgebenen Bereiches in die verschiedenen Badflüssigkeiten
bzw. Schmelzen eingeführt und hindurchgeschleppt.
-
Bei all den bisher beschriebenen Verfahren ist die Verwendung eines
Flußmittels zur Befreiung der zu lötenden Oberflächen von anhaftenden Oxiden erforderlich.
Die Anwendung von Flußmitteln führt aber zu Fehlfunktionen, die sich z.B. als Rauschen
und Driftausfall auswirken.
-
In de-r DU-AS 1.172.376 wird dagegen ein Verfahren zum Anlöten von
Anschlußdrähten an elektrische Bauelemente beschrieben, das
die
Verwendung eines Flußmittels vermeidet. Es werden dafür die zu verlötenden Drahtenden
mit Hilfe von reduzierenden Gasflammen erwärmt und auf die Kontaktflächen der Bauelemente
gedrückt. Mit diesem Verfahren werden jedoch Lötkegel ausgebildet, welche keine
genügend hohe Abzugsfestigkeit der Anschlußdrähte gewährleisten.
-
Ein weiteres Verfahren zum Anlöten von äußeren Stromanschlußelementen
in stirnseitig angeordnete Sacklöcher von Bauelementen ist aus der DT-OS 1.527.415
bekannt. Die mit Stromanschlußelementen bestückten elektrischen Bauelemente werden
zu diesem Zweck in einen evakuierbaren Behälter eingebracht, in dem ein Lötbad angeordnet
ist. Nach dem Evakuieren des Behälters wird das Bauelement in das auf Löttemperatur
erhitzte iiötbad eingetaucht. Danach wird der Behälter mit neutraler oder vorzugsweise
reduzierender Atmosphäre gefüllt und die Bauelemente werden aus dem Lötbad genommen
und abgekühlt. Mit einem derartigen Verfahren stößt man jedoch beim Einbau in eineFertigungsstraße
auf erhebliche Schwierigkeiten, die nur unter enormem Aufwand zu überwinden sind.
-
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren
zum flußmittelfreien Anlöten von elektrischen Anschlußdrähten-an kappenlose elektrische
Schichtwiderstände anzugeben, das folgende Merkmale vollständig oder wenigstens
annähernd vollständig löst: Das Verfahren soll 1. fertigungssicher sein, indem es
eine niedrige Ausschußquote, beispielsweise hervorgerufen durch Benetzungsfehler
in den Lötbereichen, gewährleistet, 2. an der Widerstandsschicht keine oder nur
geringe Änderungen des Ohmwertes hervorrufen und 3. in Fließstraßen für Massenfertigung
leicht einsetzbar sein.
-
Außerdem sollen die mit Hilfe des Verfahrens an elektrischen Schichtwiderständen
engebrachten Anschlußelemente eine genügend hohe Abzugsfestigkeit und unwesentliche
Schädigung des Lotüberzugs aufweisen.
-
Diese Aufgabe wird von einem Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet
ist, daß ein Widerstandskörper, an dessen Stirnflächen elektrische Anschlußdrähte
zum Zwecke der nachfolgenden tötung zunächst mechanisch befestigt sind, waagerecht
durch eine mit geschmolzenem Lot angefüllte Wanne derart geschleppt wird, daß seine
Längsachse senkrecht zur Bewegungsrichtung steht, und daß während des Schleppvorgangs
die Stirnflächen des Widerstandskörpers und Bereiche der Anschlußdrähte nahe dem
Widerstandskörper in eine reduzierende Atmosphäre einer Wasserstoffflamme eingehüllt
werden.
-
Beim Anlöten der Anschlußdrähte an die Schichtwiderstände mit dem
erfindungsgemäßen Verfahren resultieren Schichtwiderstände mit niedrigem Benetzungsfehlerausschuß
und nur geringer Änderung der Ohmwerte. Die Abzugsfestigkeit der Anschlußdrähte
ist dabei genügend hoch.
-
Eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
daß der Widerstandskörper durch eine mit geschmolzenem tot angefüllte Wanne derart
geschleppt wird, daß a) seine Achse senkrecht zur Bewegungsrichtung steht, b) parallele
Seitenwände der Wanne als seitliche Führungsebenen für den Widerstandskörper benützt
werden, c) die Anschlußdrähte unmittelbar in der Nähe des Widerstandskörpers auf
als Führungsschienen mit wenigstens einer eingearbeiteten Längsrille ausgebildeten,
parallelen Seiten wänden der Wanne, welche sich auf Löttemperatur befinden, gleitend
oder drehend geführt werden,
d) daß während des Schleppvorgangs
die gesamte Oberfläche des Widerstandskörpers und die Oberfläche der Anschlußdrähte
wenigstens im Bereich der Lötstellen in eine reduzierende Atmosphäre, insbesondere-in
eine Wasserstoffflamme, eingehüllt werden, e) daß weiter entfernte Oberflächenbereiche
der Anschlußdrähte vor zu starker Hitzeeinwirkung geschützt werden und f) daß im
wesentlichen nur die stirnseitigen Metallisierungen des-Widerstandskörpers mit Lot
in Berührung kommen, nicht dagegen die eigentliche Widerstandsschicht.
-
Die modifizierte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens
baut auf den Erfahrungen der Kombination von Schlepp-und Wasserstoffflammenlötung
auf. Durch ein hinzukommendes Gleiten und Drehen der am Widerstandskörper befestigten
Anschlußdrähte auf lotüberzogenen Führungsschienen wird der Lötvorgang nicht nur
durch Benetzung der Nickelkontaktierung an den Stirnflächen eingeleitet, sondern
auch mechanisch erzwungen, da die auf Löttemperatur befindlichen Führungsschienen
wie Lötkolben wirken.
-
Mit Hilfe der weiterentwickelten Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden elektrische Schichtwiderstände hergestellt, deren Ausgangswertestreuung
nach dem Löten verringert ist und deren Ausschußquote infolge Benetzungsfehler bzw.
anhaftender Lotreste an der Widerstandsschicht vermindert ist. Außerdem weisen die
angelöteten Anschlußdrähte eine gute Abzugsfestigkeit und eine gleiche Dicke des
Lotüberzugs bis in die unmittelbare Nähe des Widerstandsköpers auf, d. h. es sind
keine geschädigten Zonen durch Lotentzug oder -anhäufung festzustellen. Derartige
Schichtwiderstände gewährleisten daher eine einwandfreie Lötbarkeit bis zu
einem
Abstand gleich oder größer 2 mm vom Widerstandskörper, was für das automatische
Anlöten auf Leiterplatten eine unumgängliche Forderung darstellt.
-
Die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens geschieht in einer
Vorrichtung, welche aus einer Wanne, die geschmolzenes Lot bei konstanter Temperatur
enthält, und einer Transportvorrichtung für die zu lötenden elektrischen Widerstandskörper
besteht, mit der sie waagerecht mit ihrer Längsachse senkrecht zur Bewegungsrichtung
transportiert werden, und welche dadurch gekennzeichnet ist, daß auf jeder der beiden
Längsseiten der Wanne eine oder mehrere, reduzierendes Gas liefernde Düsen, insbesondere
Wasserstoffbrenner, in unmittelbarer Lotnähe angeordnet sind, die auf die stirnseitigen
Metallisierungen des Widerstandskörpers und die dem Widerstandskörper nahen Bereiche
der Anschlußdrähte gerichtet sind, und daß die Transportvorrichtung wenigstens einen
Niederhalter aufweist, der die Widerstandskörper in das Lötbad hineinleitet.
-
Die Anordnung der Wasserstoffbrenner in unmittelbarer Lotnähe gewährleistet
äußerst geringe Benetzungsfehler in den Lötbereichen. Auch die Beschädigung der
Anschlußdrähte während der Durchführung des Verfahrens innerhalb der erfindungsgemäßen
Vorrichtung ist unwesentlich und damit die Beeinträchtigung ihrer Lötfähigkeit in
Grenzen gehalten. Die Widerstandsschicht selbst wird von dem Niederhalter gegen
Abbrand geschützt, so daß nur geringe Änderungen des Ohmwerts während des Lötvorgangs
auftreten.
-
Die Durchführung des weiterentwickelten Verfahrens geschieht in einer
Vorrichtung, welche dadurch gekennzeichnet ist, daß
die parallelen
Seitenwände der Wanne, welche sich auf Löttemperatur befinden, als seitliche Führungsebenen
für die Widerstandskörper und als Führungsschienen für die Anschlußdrähte der Widerstandskörper
ausgebildet sind und mit wenigstens je einer an ihrer Oberfläche eingearbeiteten
Längsrille versehen sind, welche ebenfalls mit geschmolzenem Lot angefüllt ist,
daß innerhalb der Wanne ein nicht vom Lot benetzbarer Düsenblock angeordnet ist,
der beispielsweise aus einem nichtrostenden Stahl besteht und der zur Öffnung der
Wanne hin nur so weit reicht, daß die Widerstandskörper noch über ihn- hinweg bewegt
werden können, daß der Düsenblock reduzierendes Gas liefernde Düsen enthält, die
mit einem im Innern des Düsenblocks befindlichen Gaszufuhrrohr verbunden sind, und
daß beiderseits der durch das geschmolzene Lot geschleppten Widerstandskörper oberhalb
der Anschlußdrähte Flammenleitbleche angeordnet sind, welche die Anschlußdrähte
außerhalb ihres mit Lot benetzten Bereiches schützen.
-
Bei der weiterentwickelten Vorrichtung befinden sich die als Führungsschienen
ausgebildeten Seitenwände der Wanne, auf denen die Anschlußdrähte der Widerstandskörper
gleitend bewegt werden, auf Löttemperatur. Die Führungsschienen wirken deshalb wie
Lötkolben. Die in die Oberfläche der Führungsschienen eingearbeiteten Längsrillen
dienen gleichzeitig als Lotzufuhr zum Anschlußdraht und als Puffervolumen für das
sich beim Löten an der Berührungsstelle Anschlußdraht-Führungsschiene zusammenziehende
Lot und bewirken, daßder Lotmeniskus auf den Führungsschienen während des Lötvorgangs
nicht abreißt. Ein sich an der Berührungsstelle Anschlußdraht-Führungsschiene bildender
Tropfen aus flüssigem Lot fördert weiteres tot über die spaltförmige Öffnung zwischen
der
seitlichen Begrenzung der Wanne und dem vorbeigleitenden Widerstandskörper
aus dem jeweiligen Spalt zwischen Führungsschiene und Düsenblock und damit aus der
Wanne in die Längsrillen der Führungsschienen.
-
Die als Führungsschienen dienenden Bereiche der Seitenwände sind erfindungsgemäß
vom tot benetzbar und bestehen aus verzinntem Nickel.
-
Eine ununterbrochene Benetzung der Führungsschienen verhindert, daß
das Lot von dem Widerstandskörper so weit weggedrückt wird, daß keine Lötverbindung
mehr zustandekommt.
-
Der Spalt zwischen der Stirnfläche eines durch die Wanne bewegten
Widerstandskörpers und seitlicher Begrenzungsfläche der Wanne ist erfindungsgemäß
eng bemessen und entspricht einer für den Fließbandtransport erforderlichen Mindesttoleranz.
-
Die Breite der Wanne, welche dem Abstand der Führungsschienen gleichkommt,
entspricht somit der maximalen Länge der Widerstandskörper zuzüglich einer für den
Fließbandtransport erforderlichen Mindesttoleranz. Durch diese engtolerierte Führung
des Widerstandskörpers an den Seitenwänden der Wanne im Zusammenwirken mit dem mittig
zwischen den Führungsschienen angeordneten Düsenblock aus nicht vom Lot benetzbaren
Material, der so dimensioniert ist, daß gerade genügend Lot über den Spalt zwischen
Düsenblock und Seitenwand der Führungsschiene zugeführt wird, werden nur die Nickelkontaktierungen
an den Stirnflächen der Widerstandskörper vom Lot benetzt, während die übrige mit
Widerstandsmaterial belegte Oberfläche des Keramikkörpers praktisch nicht mit dem
Lot in Berührung kommt und daher auch anhaftende Lotreste auf der Widerstandsschicht
vermieden werden.
-
Erfindungsgemäß ist das Niveau des Lotes in der Wanne regulierbar,
indem die Wanne durch ein System kommunizierender Röhren mit einem Lotvorratsbehälter
in Verbindung steht, in das ein Verdrängungskolben - dem Verbrauch an Lot entsprechend
- regulierbar eintauchbar ist.
-
Durch diese Maßnahmen wird erreicht, daß die Lötstrecke innerhalb
der beiden Transportbänder sehr klein gehalten werden kann und trotzdem das Niveau
des Lotes innerhalb der Wanne entgegen dem laufenden Verbrauch an Lot überaus konstant
bleibt und damit eine gleichmäßige Benetzung der Lötbereiche mit Lot während der
Durchführung des Verfahrens gewährleistet ist.
-
An Hand der-Figuren 1 bis 3 wird im Nachfolgenden die Vorrichtung
nach der Erfindung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens und eine modifizierte
Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des in vorteilhafter Weise weitergebildeten
Verfahrens nach der Erfindung näher beschrieben.
-
Fig. 1 zeigt eine teilweise geschnittene, schematisiert dargestellte
Vorderansicht eines Lötbadsystems. In Fig. 2 ist ein Teil dieses Lötbadsystems,
nämlich die Lötstrecke, in Seitenansicht dargestellt. Fig. 3 gibt einen Ausschnitt
einer weiterentwickelten tötstrecke in vergrößertem Maßstab stark schematisiert
wieder.
-
Das in Fig. 1 gezeigte Lötbadsystem besteht im wesentlichen aus einer
Lötstrecke, die sich ihrerseits zusammensetzt aus einer Anordnung geschmolzenen
Lotes 2 innerhalb einer Wanne 1 und einer Transportvorrichtung 3 für die zu lötenden
elektrischen Widerstände 4 und einem Lotvorratsbehälter 29.
-
Die Wanne 1 setzt sich aus einem Kopfteil 5 und einem Unterteil 6
zusammen. Das Kopfteil 5 ist beispielsweise durch einfaches Aufsetzen und Verschrauben
auswechselbar, so daß durch geringe Umrüstung des Lötbades an verschieden dimensionierten
Schichtwiderständen elektrische Anschlußdrähte angelötet werden können. Innerhalb
des Unterteils 6 sind Heizstäbe 7 untergebracht, die bis knapp unterhalb des Bodens
der Wanne 1 reichen und mit deren Hilfe das in der Wanne befindliche Lot 2 bei gewünschter
Temperatur gehalten wird. Zur Überwachung der Temperatur ragt vom Boden der Wanne
1 aus bis direkt unter die Oberfläche des geschmolzenen Lotes 2, das vorwiegend
aus Lötzinn besteht, ein Temperaturfühler 8 (nur in Fig. 2 dargestellt). Dieser
wird innerhalb eines Hohlrohres 9 durch das Unterteil 6 geführt und ist mit einem
Thermoregler (in der Figur nicht dargestellt) gekoppelt.
-
Weiterhin befindet sich im Unterteil 6 ein Lotzufuhrrohr 10, das am
Boden der Wanne 1 in das Lot 2 einmündet und das einen Teil eines Systems kommunizierender
Röhren darstellt.
-
Die Transportvorrichtung 3 kann recht verschieden gestaltet sein.
So sind z.B. Transportbänder in Form von Ketten oder miteinander verbundener Scheiben
denkbar. Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Transportvorrichtung 3 besteht
aus je einem entlang den Längsseiten der Wanne 1 angeordneten, beweglichen Metallband
11. Die Metallbänder 11 sind in ihrem unteren Teil waagerecht abgewinkelt und werden
dort schlittenähnlich innerhalb von Hohlschienen 12 geführt. Im oberen senkrechten
Teil weisen die Metallbänder 11 Schlitze 13 auf, in welche die Anschlußdrähte 14
der Widerstandskörper 4 eingreifen. Die Widerstandsktrper 4 werden dadurch in der
Bewegungsrichtung der Metallbänder 11 mitgenommen. Die der Wanne 1 zugekehrten Seiten
der Hohlschienen 12 sind von Kulissen 15
verkleidet. Die Deckflächen
der Kulissen 15 dienen als Gleitflächen 16 für die Anschlußdrähte 14 und sind entsprechend
als Schienen ausgebildet. Entlang des mittleren Bereiches der Wanne 1 besitzen die
Kulissen 15 eine trapezförmige Ausnehmung 17.
-
Im gleichen Bereich greift von oben her ein Niederhalter 18 an den
Widerstandskörpern 4 an und drückt diese durch sein Eigengewicht auf ein niederes
Niveau herab bzw. in das geschmolzene Lot 2 hinein. Das Niederdrücken der Widerstandskörper
4 mit Hilfe eines Niederhalters 18 durchzuführen, ist weitaus günstiger als z.B.
mit Hilfe von Niederhaltefedern, die an den Anschlußdrähten 14 angreifen und damit
diese verbiegen oder ihre verzinnte Oberfläche beschädigen. Außerdem deckt der Niederhalter
18, wenn er in Form, Breite und Länge entsprechend ausgebildet ist, die mit Widerstandsmaterial
belegte Oberfläche der Widerstandskörper 4 schützend gegen die Wasserstoffflamme
ab.
-
Zur besseren Herausführung der Widers-tandskörper 4 aus dem Lotbad
ist die in Bewegungsrichtung befindliche Schmalseite der Wanne 1 mit einer Auslaufschräge
19 versehen. Indem die Widerstandskörper 4 während des Aushebens aus dem Lotbad
auf der Auslaufschräge 19 aufliegen, ergibt sich eine leichte Drehung derselben,
welche für die Ausbildung einer sauberen Lötstelle wichtig ist.
-
Auf beiden Seiten der Lötstrecke ist je eine Reihe von Brennköpfen
20 in Form von Düsen angeordnet, welche eine Neigung zur Achse der darüberlaufenden
Widerstandskörper 4 von ungefähr 10 bis 150 aufweisen. Die Brennköpfe 20 werden
von Gaszuführrohren 21 aus, die nach Fig. 1 z.B. an den Hohlschienen
12
entlanggeführt sind, mit reduzierendem Gas, beispielsweise Wasserstoff, versorgt.
Die Brennköpfe 20 befinden sich dabei in unmittelbarer Lotnähe und sind auf die
mit Metallisierungen 28 versehenen Stirnflächen der Widerstandskörper -4 und die
den Widerstandskörpern 4 nahen Bereiche der Anschlußdrähte 14 gerichtet, so daß
eine vor Sauerstoffzutritt schützende Flammenhaube entsteht. Die Reihe der Brennköpfe
20 ist dabei so positioniert, daß ein Widerstandskörper 4 vor dem Eintauchen in
das geschmolzene Lot 2 an ungefähr zwei bis drei Einzeldüsen vorbeigeführt wird.
-
Es ist wichtig, daß die Widerstandskörper 4 vor der eigentlichen Lötung
einige Sekunden in der Wasserstoffflamme verweilen, um die stirnseitig aufgebrachten
Metallisierungen 28, welche meist aus Nickel bestehen, zu reduzieren. Ebenso ist
darauf zu achten, daß auch während des Lötvorgangs bis zum Austauchen und anschließenden
Glattschmelzen der Lötstellen der Widerstandskörper 4 und die Anschlußdrähte 14
die reduzierende Atmosphäre der Flamme nicht verlassen.
-
Zur Vermeidung der Bildung von Spitzen am Umfang der Widerstandskörper
4 laufen diese an Nachbrennern vorbei. Es kann jedoch darauf verzichtet werden,
wenn die letzten Brennköpfe 20 an der Reihe auch die Ecken der Wanne 1 zwischen
Auslaufschräge 19 und Badende mit Wasserstoff bestreichen.
-
Die für einen Mehrschichtbetrieb benötigte Zinnmenge wird in geschmolzenem
Zustand in einem Lotvorratsbehälter 29 außerhalb der eigentlichen Fließstraße aufbewahrt.
Durch diese Anordnung des Lotvorratsbehälters 29 außerhalb der Transportvorrichtung
3 ist es möglich, die Lötstrecke innerhalb der beiden Transportbänder 11 besonders
klein zu gestalten und damit die Wärmebelastung der Widerstände gering zu halten.
-
Der totvorratsbehälter 29 ist in eine gemeinsame Kammer 30 und zwei
getrennte Kammern 31 und 32 unterteilt. In der gemeinsamen Kammer 30 und in einer
der abgetrennten Kammern - 31 - befindet sich ein in senkrechter Richtung beweglicher
Verdrängungskolben 33. Die andere abgeteilte Kammer - 32 -des Lotvorratsbehälters
29 ist über das Lotzufuhrrohr 10 mit der Wanne 1 verbunden. Lotvorrasbehälter 29,
Lotzufuhrrohr 10 und Wanne 1 der Lötstrecke bilden damit ein System kommunizierender
Röhren, was -bedeutet, daß das Niveau des geschmolzenen Lots 2 in der Wanne 1 und
im Vorratsbehälter 29 gleich hoch ist.
-
Der totvorratsbehälter 29 ist durch eine Platte 34 abgedeckt.
-
Sie enthält Öffnungen zur Durchführung des Verdrängungskolbens 33
und zur Durchführung eines gedämpften Schwimmers 35 innerhalb eines mit ihr fest
verbundenen Führungsringes 40.
-
Das Niveau des Lotspiegels wird im Lotvorratsbehälter 29 mit Hilfe
des gedämpften Schwimmers 35, welcher z.B. mit einem berührungslosen Grenztaster
36 eines induktiven Schaltelements 37 gekoppelt ist, überwacht. Bei Erniedrigung
des Lotniveaus, verursacht durch den laufenden Verbrauch an Lot 2 innerhalb de-r
Lötstrecke, sinkt der gedämpfte Schwimmer 35 und schaltet über das induktive Schaltelement
37 eine Bewegungseinrichtung 38 des Verdrängungskolbens 33 so lange ein, bis das
erforderliche Lotspiegelniveau wieder erreicht ist. Wesentlich ist, daß der Schwimmer
35 ein Dämpfungsglied 39 besitzt, damit die von der Fließstraße erzeugten und auf
den Lotspiegel einwirkenden Erschütterungen nicht ohne weiteres auf den Schwimmer
35 übertragen werden.
-
Eine beim Inbewegungsetzen des Verdrängungskolbens 33 entstehende
Druckwelle wird durch die Aufteilung des Lotvorratsbehälters 29 in drei verschiedene
Kammern verhindert.
-
Die Regelung der Temperatur des geschmolzenen Lote 2 innerhalb der
Wanne 1 und des Lotvorratsbehälters 29, d.h. das Ein- und Ausschalten der Heizstäbe
-7 bzw. einer elektrischen Heizvorrichtung 41 des Lotvorratsbehälters 29, erfolgt
durch die Steuerung eines Temperaturreglers (in der Zeichnung nicht dargestellt),
der mit Temperaturfühlern 8 und 42, welche sich beispielsweise direkt unter der
Oberfläche des geschmolzenen Zinns und innerhalb der abgetrennten Kammer 32 des
Vorratsbehälters 29 befinden, gekoppelt ist. Zur Erhaltung einer konstanten Temperatur
hat sich als vorteilhaft erwiesen, die eigentliche Lötstrecke und den totvorratsbehälter
29 durch zwei getrennte Heizregelkreise zu steuern.
-
Die Anbringung eines Kamins (in der Zeichnung nicht dargestellt) über
der tötstrecke zum Zwecke der Wärmeabfuhr hat sich ebenfalls als günstig erwiesen,
da dadurch die Temperatur an der Löteinheit in besonderem Maße gesenkt werden kann.
Eine Selbstverständlichkeit ist, daß sich das Lötbad in Wasserlage befindet, da
sonst an beiden Stirnseiten der Widerstandskörper 4 unterschiedliche Lötungen auftreten.
-
Zum Entleeren der Lötstrecke bzw. des Ttotvorratsgefäßes 29 vom geschmolzenen
Lot 2 sind an den tiefsten Stellen Abflußöffnungen 44 und 45 vorgesehen, welche
mit einer Schraube 43 bzw. einem Ventil 47 abgeschlossen sind.
-
Grundsätzlich könnte mit der geschilderten Anordnung des Lotvorratsbehälters
29 statt mit einem Verdrängungskolben 33 im flüssigen Lot, auch Lot in Form von
Draht oder Stäben direkt und stetig dem Lotvorratsbehälter 29 zugeführt werden.
-
Die gesamte Lötstation innerhalb der Fließstraße besteht aus zwei
Lötbadeinheiten, welche wechselweise eingeschaltet werden können. Für einen fugenlosen
Mehrschichtbetrieb ist diese Vorsorge wesentlich, damit die Reinigung und Wartung
der Bäder regelmäßig erfolgen kann.
-
Die mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens angelöteten Anschlußdrähte
14 an elektrische Schichtwiderstände weisen eine den DIN-VorscHriften gerechte Abzugsfestigkeit
auf. Eine wesentliche Verbesserung in Bezug auf die Tötbarkeit der Anschlußdrähte
14 bis nahe an den Widerstandskörper 4 erfahren die mit Hilfe einer modifizierten
Vorrichtung an- bzw. eingelöteten Anschlußdrähte 14.
-
Fig. 3 gibt einen Ausschnitt des im besonderen weiterentwickelten
Bereiches dieser Vorrichtung stark schematisiert wieder.
-
Auf die Darstellung der Transportvorrichtung 3 für die Widerstandskörper
4, ebenso wie auf die Darstellung der Zufuhr des geschmolzenen Lotes 2 aus dem totvorratsbehälter
29 und die Temperaturkonstanthaltung des Lotes 2 ist verzichtet. Die dargestellte
Ausführungsform der Lötstrecke weist innerhalb des geschmolzenen Lotes 2 einen Düsenblock
22 auf, der in seiner Oberfläche Austrittsdüsen 23 eines reduzierenden Gases enthält.
-
Die Düsen 23 sind in Reihen parallel zur Bewegungsrichtung in der
Oberfläche des Düsenblockes 22 angeordnet. Die Höhe des Düsenblockes 22 ist so eingerichtet,
daß die Widerstandskörper 4 gerade noch mit der nötigen Bewegungstoleranz über ihn
hinweg bewegt werden können. Im Inneren des Düsenblockes 22 befindet sich ein Gaszufuhrrohr
21.
-
Die in Bewegungsrichtung verlaufenden Seitenwände des Kopfteiles 5
der Wanne 1 sind als Führungsschienen 24 für die Anschlußdrähte 14 der Widerstandskörper
4 ausgebildet und
dienen gleichzeitig als seitliche Führungsebenen
der Widerstandskörper 4. In die Oberfläche der Führungsschiene 24 sind ein oder
mehrere Längsrillen 25, welche ebenfalls mit geschmolzenem Lot 2 angefüllt sind,
eingearbeitet, z.B. eingefräst. Die waagerechte Führungsebene der Führungsschiene
24 muß während des Betriebes ständig von Lot benetzt sein.
-
Dies wird durch die Verwendung von Nickelschienen, welche vorher verzinnt
wurden, erreicht.
-
Das geschmolzene Lot 2 wird über einen Spalt zwischen der Stirnfläche
des im Lotbad entlang geschleppten Widerstandskörpers 4 und der seitlichen Begrenzungsfläche
der Führungsschiene 24 der tängsrille 25 zugeführt. Um die Kapillaraszension für
den Lottransport in die Längsrille 25 auszunutzen, werden die Widerstandskörper
4 eng toleriert an den seitlichen Begrenzungsflächen der Wanne 1 entlang geführt,
deren gegenseitiger Abstand die Breite des totbades angibt und der maximalen Länge
der Widerstandskörper 4 entspricht zuzüglich einer erforderlichen Mindesttoleranz
für die Bewegung.
-
Auch bei dieser Ausführung des Verfahrens werden die Widerstandskörper
4 mit Hilfe eines Niederhalters 18 herabgedrückt und zwar auf die Oberfläche des
im Lotbad befindlichen Düsenblockes 22. Der Düsenblock 22 besteht aus nicht vom
Lot benetzbaren Material, z.B. aus Remanit 1880,einem nicht rostenden Stahl, und
befindet sich mittig zwischen den Führungsschienen 24. Indem die Widerstandskörper
4 auf den nicht vom Lot benetzbaren Düsenblock 22 herabgedrückt werden, kommt die
Widerstandsschicht praktisch nicht mehr mit dem flüssigen Lot 2 in Berührung - abgesehen
von den beiden Teilen der Widerstandsschicht, die über den Düsenblock 22 hinausragen,
die aber im wesentlichen mit lötbarer Metallkontaktierung
versehen
sind - und evtl. verbleibende Lotreste auf der Widerstandsschicht werden vermieden.
Die Anschlußdrähte 14, welche in der Fig. 3 in stirnseitig an den Widerstandskörpern
4 angebrachten Sacklöchern 26 eingesteckt sind, gleiten dabei auf den lotüberzogenen
Führungsschienen 24. Die Führungsschienen 24 befinden sich auf Löttemperatur, da
sie einerseits gleichfalls von den Wasserstoffflammen überstrichen werden und andererseits
immer von geschmolzenem Lot 2 umgeben sind. Die Wirkungsweise der Führungsschienen
24 ist damit die von I.ötkolben, sodaß das weitergebildete Lötverfahren als eine
Kombination aus Wasserstoffflammen-, Schlepp- und Kolbenlötung anzusehen ist.
-
Durch die Installierung je eines Flammleitbleches 27 beiderseits der
durch das Lot geschleppten Widerstandskörper 4 oberhalb der Anschlußdrähte 14 wird
die Flammenzone 46 (gestrichelt markiert) verschmälert, und damit die verzinnten
Anschlußdrähte 14 außerhalb ihres mit Lot benetzten Bereiches besser geschützt.
-
Mit Hilfe der vorteilhaft weitergebildeten Vorrichtung zur Ausführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens werden Anschlußdrähte flußmittelfrei an kappenlose
elektrische Schichtwiderstände angelötet, deren Abzugsfestigkeit den DIN-Vorschriften
entspricht und deren gute Lötbarkeit im besonderen bis 2 mm an den Widerstandskörper
uneingeschränkt erhalten bleibt, was für einen späteren Einbau, z.B. in teiterplatten,
von Bedeutung ist. Außerdem sind keine Lotanhäufungen an den Anschlußdrähten festzustellen.
Darüber hinaus ist das Verfahren leicht in Fertigungsstraßen mit Fließbandherstellung
der Widerstände einsetzbar. Die nach den erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten
kappenlosen
elektrischen Schichtwiderstände weisen nur eine relativ kleine durch den Lötvorgang
bedingte Widerstandsänderung a R / R auf und Ausfälle durch Lotreste an der Widerstandsschicht
oder durch Benetzungsfehler werden weitgehend vermieden.
-
8 Patentansprüche 3 Figuren