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Verfahren und Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung von unter Wärme
einfluß freiwerdenden Gasmengen aus Eunststoffkörpern Die Erfindung bezieht sich
auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung von unter
Wärmeeinfluß freiwerdenden Gasmengen von Kunststoffkörpern, insbeson dere von Schichtpreßstoffen,
wie solche zur Herstellung von gedruckten Schaltungsplatten Anwendung finden.
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Es ist aus der Praxis bekannt, daß z.B. beim Löten Blasenbildungen
an Leiterplatten auftreten; derartige Blasen im Bereich der Oberfläche der Leiterplatten
entstehen durch Verdampfung von in den Schichtpreßstoffen enthaltenen Weichmachern.
Bisher hat man lediglich mit Leiterplatten Lötbarkeitspüiungen durchgeführt. Durch
in Augenscheinnahme der Platten wurde empirisch ermittelt, wie sich die Plattenwunter
Einwirkung von schmelzflüssigem Lot verhalten. Je nach der stofflichen Art des Kunststoffteiles
ist die bei seiner Erwärmung freiwerdende Gasmenge unterschiedlich, wobei auch die
Höhe der Temperatur als Parameter mit eingeht. Zur genauen Untersuchung über die
Verwend barkeit verschiedener Arten von Schichtpreßstoffen, z.B. für gedruckte Schaltungsplatten,
ist jedoch eine möglichst genaue Kenntnis ihrer Verhaltensweise während des Tauchlötens
dienlich.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur quantitativen Bestimmung von unter Wärmeeinfluß freiwerdenden
Gasmengen aus Schichtpreßstoffen zu schaffen, wobei das erfinderische Verfahren-
unter Werkstattbedingungen durchfUhrbar und auch von wenig geschultem Personal durchführbar
sein soll.
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Gemäß der Erfindung verfährt man hierbei derart, daß man die zu prüfende
Preßstoffplatte in schmelzflüssiges LP einer in ein Lotbad getauchten Kammer hälT
3 in dieser Kammer einen definierten Unterdruck erzeugt, derart, daß der totspiegel
gegenüber dem Lotbad um eine dem herrschenden Unterdruck entsprechenden Höhe ansteigt
und sodann nach einer Verweilzeit die durch die Entgasung der Preßstoffplatte bedingte
Anderung des Druckes in dem unter einem Unterdruck stehenden Raum der Kammer feststellt.
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Die hierbei festgestellte Änderung des Druckes ist ein WIaß für die
während der Verweilzeit unter einer bestimmten Temperatur des Lotbades aus dem Prüfling
ausgetretene Gasmenge.
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Es versteht sich, daß man zur Prüfung stets Körper mit gleichgroßer
bzw. vergleichbarer Masse verwendet. Das Verfahren ist einfach und auch von weniger
geschultem Personal ausübbar.
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Die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens besteht aus einer über
dem Lotbad angeordneten und -teilweise in das sebmelzflüssige Lot des Lotbades eintauchende
unten offene, evakuierbare, mit einem Niederhalter für den Kunststoffkörper ausgerüsteten
Kammer Der Kunststoffkörper wird beispielsweise mit einer Pinzette in das Lotbad
und in die unten offene Kammer eingeführt und kommt durch Aufschwiminen mit dem
Niederhalter zum Anschlag. Wird nunmehr die Kammer evakuiert, so steigt das Lot
im Lotbadbehälter hoch, wobei jedoch der Prüfling, nämlich ein Normplättcben des
Schichtpreßstoffes, durch den Niederhalter in seiner getauchten Lage verbleibt.
Durch die vom Prüfling aufsteigenden Gasblasen ändert sich der Druck in der Kammer.
Durch vorheriges und nach einer Verweilzeit nachfolgendem Messen des Innendruckes
der Kammer erhält man ein Maß, welches Rückschlüsse auf die aus dem Prüfling ausgetretene
Gasmenge zuläßt. Während des Prüfvorganges wird die Temperatur des I.otbades überwacbt-und
registriert.
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Vorteilhaft besteht die Kammer aus einem oben luftdicht ver schließbaren
Quarzglasrohr, welches höhenverstellbar über dem
Lotbadbehälter
angeordnet ist und an seiner Zylinderwandung eine Skalenleiter aufweist. Dieses
Quarzglasrohr wird mit seinem unteren Ende in das schmelzflüssige Lot hinreichend
tief eingetaucht und sodann luftdicht verschlossen. Sodaml f wird das Quarzglasrohr
bis zu einer bestimmten Höhe angehoben. Die Höhe des Lotbadspiegels im Quarzglasrohr
ist an der Skalenleiter ablesbar. Nunmehr wird der Prüfling mittels einer Pinzette
von unten in die Kammer eingelegt, kommt mit dem Niederhalter zum Anschlag. Nach
einer Verweilzeit ist der-Lotbadspiegel um ein gewisses Maß abgesunken. Das an der
teiterskala ablesbare Maß steht in einem bestimmten Verhältnis zu der während des
Prüfvorganges aus dem Prüfling ausgetretenen Gasmenge.
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Es besteht aber auch die Möglichkeit, die in das Lotbad teilweise
eingetauchte Kammer mit einem Vakuumerzeuger und einem Druckmeßgerät auszurüsten.
Entsprechend der Verfahrensweise wird mittels des Vakuumerzeugers ein Vakuum in
dem über dem Spiegel des Lotbades stehenden Raum der Kammer erzeugt, so daß das
Lot in der Kammer ansteigt, wobei man nunmehr den Prüfling, wie vorbeschrieben,
in.die Lotsehmelze der Kammer einführt und sodann die Änderung des Druckes in der
Kammer am Druckmeßgerät feststellt. Indessen ist diese Vorrichtung aufwendiger.
Sie benötigt einen eigenen Vakuumerzeuger und ein eigenes Druckmeßgerät; die erstere
Ausführungsform ist daher bevorzugt.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsformen jeweils einer Vorrichtung
zur Ausübung des Verfahrens dargestellt.
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Gemäß Figur 1 ist in einem mit einer elektrischen Heizung 1 ausgerüsteten
Lotbadbehälter 2 schmelzflüssiges Lot 3 enthalten, wobei hier der Lotbadbehälter
in einem Prüftisch 4 eingelassen ist. Der Prüftisch trägt ein Stativ 5, an dem an
einem höhenverstellbaren Halter 6 ein aus Quarzglas bestehender Zylinder 7 - die
Kammer - befestigt ist. Im Zylinderraum 8 ist ein Niederhalter 9, 9' angeordnet,
während auf seiner Mantelfläche
7' eine Meßskala 10 angebracht
ist. Der Zylinder ldt mittels eines Stopfens 11 luftdicht verschließbar. Das Stativ
12 besitzt einen Querarm, der ein Thermometer 15 hält. Wie gestrichelt bei 14 dargestellt,
wird vor Beginn der Prüfung,, der Zylinder 7 weit in die flüssige Lotschmelze 3
eingetaucht, sodann wird der Stopfen ii aufgesetzt. Durch Betätigung der Handhabe
15 wird der Zylinder in die dargestellte Lage angehoben,*wobei nunmehr das Lot bis
zu einer Höhe 16 im Zylinder ansteigt. Durch das Anheben des Zylinders bildet sich
ein Vakuum in der Kammer 8, und zwar im Raum zwischen der totbadoberfläche 16 und
der Stopfenunterfläche 11'. Nunmehr wird mittels einer Pinzette oder eines Manipulators
(nicht dargestellt) der Prüfling 17 in die Lotsehmelze 3 einge-taucht und von unten
in die Meßkammer eingelegt. Er kommt sodann durch Aufschwimmen mit der Niederhalterplatte
9' des Kiederhalters 9 zum Anschlag. Die während der Prüfung aufsteigenden Gase
gelangen in den evakuierten Raum 8, so daß dadurch der totspiegel bis auf das Niveau
16' sinkt. An der Skala 10 ist das Absinken des Spiegels 16 zu verfolgen; er kommt
schließlich nach einer gewissen Verweilzeit des Prüflings bzw. der Probe 17 bei
einer bestimmten Skalenmarke zum' Stillstand. Die gemessene Größe erlaubt einen
Rückschluß auf die aus dem Prüfling ausgetretene Gasmenge. Während des Versuches
wird am Thermometer 13 die Temperatur der Lotbadschmelze überwacht bzw. eingeregelt,
z.B. wie bekannt, durch "akten" der Hei-' zung.
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Eine andere zur Ausübung des Verfahrens dienende Vorrichtung ist in
Figur 2 dargestellt; hier verbleibt die über dem Lotbadbehälter mittels eines Halters
6 angeordnete Kammer 7 während der Prüfung in der dargestellten Lage. Die Kammer
steht hier über eine Schlauchleitung 19 mit einem Unterdruckerzeuger - symbolisch
durch 20 dargestellt - in Verbindung; In der Verbindungleitung ist ein Sperrventil
21 angeordnet.
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Fernerhin steht mit der Unterdruckkammer 8 ein Unterdruckmesser 22
in Verbindung. Nachdem der Prüfling 17 in die Lotschmelze
3 der
Kammer 7 eingebracht ist, wird das Ventil 21 geöffnet und so lange offen gehalten,
bis der gewünschte bei 23 am Manometer 22 ablesbare Unterdruck erreicht ist.
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Sodann wird das Ventil 21 geschlossen. Am Manometer kann nunmehr ein
Druckanstieg in der Yakuumkammer 8 beobachtet werden. Nach einer Verweilzeit kommt
der Manometerzeiger zum Stillstand; der gemessene Druck ist ein Maß für die aus
der Probe während der Verweilzeit ausgetretene Gasmenge.
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2 Figuren 4 Patentansprüche