DE2455629C3 - Verfahren zum Aufbringen einer Lötmittelschicht auf eine Fläche einer gedruckten Schaltungsplatte oder eines ähnlichen Körpers und Anordnung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein \'erfahren zum Aufbringen einer Lötmittelschicht auf die Lötseite einer Schaltungsplatte, insbesondere einer gedruckten Schaltung, mit von der Lötseite abstehenden Anschlußstiften oder dergleichen, wobei die Schaltungsplatte mit vorgegebener Geschwindigkeit längs einer nach oben geneigten Bahn über eine Lötmittelwelie hinweggeführt wird, die aus einem Schwall ständig durch eine Austrittsdüse nach oben gepumpten geschmolzenen Lötmittels besteht, von dem der volumenmäßig größ?re Teil an der Seite des Eintritts der Schaltungsplatte (Vorderseite) entgegen deren Bewegungsrichtung abfließt und der Rest an der Rückseite in Form eines ebenen und schwach nach unten geneigten Lötmittelstroms mit annähernd der Geschwindigkeit der Bewegung der Schaltungsplatte abfließt, derart, daß die relative Bewegung zwischen dem Lötmittel und den von der Schaltungsplatte abstehenden Anschlußstiften bei dtren Austritt aus dem Lötmittel im wesentlichen senkrecht gerichtet ist. Außerdem betrifft d; 2 vorliegende Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Die üblichen gedruckten Schaltungsplatten sind mit elektronischen Bauteilen bestückt, deren eingepreßte oder einfach durchgesteckte Anschlußleitungen auf der einen Seite höchstens um 2,2 mm wegragen. In der modernen Herstellungstechnologie wird das Löten solcher gedruckten Schaltungsplatten gewöhnlich in einer Schwall-Lötanlage vorgenommen, wie sie beispielsweise in der DE-OS 22 55 240 beschrieben ist. Bei der Verwendung einer derartigen Anlage werden die gedruckten Schaltungsplatten mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit längs einer nach oben geneigten Bahn über eine Lötmittelwelle hinweggeführt, die aus einem Schwall ständig durch eine Austrittsdüse nach oben gepumpten Lötmittels besteht. Dabei fließt der volumenmäßig größere Teil an der Vorderseite der Schaltungsplatte entgegen der Bewegungsrichtung ab. Der Rest des Schwalls fließt an der Rückseite in der Form eines ebenen und schwach nach unten geneigten Lötmittelstroms mit annähernd der Geschwindigkeit der Bewegung der Schaltungsplatte derart ab, daß die Relativbewegung zwischen dem Lötmittel und den von der Schaltungsplatte abstehenden Anschlußstiften bei dem Austritt aus dem Lötmittel im wesentlichen senkrecht gerichtet ist.

In der modernen Elektroniktechnologie sind gedruckte Schaltkreisanordnungen durch eine hohe Packungsdichte der Bautele und durch schmale Leitungsverbindungen gekennzeichnet. Diese komplexen Mehrschichtschaltungsplatten können lange Anschlußstifte in der Größenordnung von 20 mm sowie auch noch längere Anschlußstifte aufweisen, die von der einen Oberfläche wegragen. Diese Anschlußstifte müssen mit der Schaltungsplatte verlötet werden. Diese Anscblußstifte werden benötigt, damit unter Verwendung der üblichen Drahtwickel-Verbindungen an jedem Anschlußstift entsprechende Verbindungen hergestellt werden können. Der Begriff »lange Anschlußstifte« umfaßt auch lange abstehende Anschlußleitungen von auf einer gedruckten Schaltungsplatte befestigten Bauteilen. Die Verwendung von langen Ar.sthlußstiften bei einer gedruckten Schaltungsplatte wirft eine Reihe von Problemen beim Löten auf. Aufgrund der Länge der Stifte ist ein hoher Lötmittelschwall erforderlich, und dies wiederum erfordert einen volumenmäßig größeren Lötmittelfluß und dementsprechend größere Flußgeschwindigkeiten. Darüber hinaus betrug die Geschwindigkeit, mit der die gedruckten Schaltungsplatten durch einen derartig hohen Schwall hindurchbewegt werden, etwa 30 bis 45 cm pro Minute. Wenn die Anschlußstifte durch den Lötmittelschwall hindurchbewegt werden, bleibt aa deren Spitzen Lötmittel zurück, das nach Verfestigung sogenannte Lötbärte bildet Wenn diese Lötbärte vertikal, d. h. in Richtung der Stifte gerichtet sind, behindern sie die Arbeit der Drahtwickel-Einrichtungen nicht Aufgrund der hohen Geschwindigkeit, mit der das Lötmittel sich an den Stiften vorbeibewegt, erstrecken sich die sich bildenden Lötbärte oft zur Seite hin. Diese Lötbärte an den Spitzen, die im folgenden als seitliche Lötbärte bezeichnet werden, verlaufen also dementsprechend außerhalb des Urnfanges der Anschlußstifte und machen die Verwendung von Drahtwikkelwerkzeugen unmöglich. In manchen Fällen erstrekken sich die seitlichen Lötbärte über zwei oder mehr Anschlußstifte und bilden damit eine Brücke zwischen ihnen, wodurch in der gedruckten Schaltungsplatte ein Kurzschluß entsteht. Um diese seitlichen Lötbärte zu entfernen, sind zusätzliche Arbeitsgänge erforderlich, die die Herstellungskosten der fertigzustellenden gedruckten Schaltungsplatten erhöhen.

Es sind schon Versuche gemacht worden, das Problem der sich an den Spitzen der Anschlußstifte bildenden seitlichen Lötbärte dadurch zu lösen, daß die von der Schaltungsplatte wegragenden Anschlußstifte in einen Lötmittelbehälter getaucht werden und die Schaltungsplatte dann in vertikaler Richtung aus dem Lötmittel herausgehoben wird, so daß keine seitliche Bewegung zwischen Lötmittel und Anschlußstiften vorhanden ist und dementsprechend sich gegebenenfalls bildende Lötbärte senkrechte Lötbärte sind. Die Tauch- oder Schleppverfahren, von denen einige vollautomatisiert sind, bringen jedoch andere Probleme, von denen eines darin liegt, daß auf der Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte eine zu große Hitze entsteht, die zur Beschädigung der Bauteile und zur Zerstörung der Schaltungsplatte führen kann. Eine weitere Schwierigkeit liegt in der in diesem Falle erforderlichen extrem genauen Steuerung des Fluxens, um zu verhindern, daß das Lötmittel sprüht, wodurch auf der Oberseite der Schaltungsplatte sich Lötmittelkügelchen ablagern können. Wenn sich dieses Sprühen des Lötmittels vermeiden läßt, dann kann auch die Ablagerung von Lötmittelrückständen auf der Oberseite der Schaltungsplatte verhindert werden. Ein weiteres Problem bei diesem Verfahren liegt in der Unmöglichkeit, die Temperatur des Lötmittels über die gesamte Oberfläche im Behälter hinweg konstant zu halten. Hierdurch ergeben sich längere Zeiten für die Durchführung des Verfahrens.

Ein weiteres Problem, das beim Tauchlöten mit einem stationären Lötmittelbehälter auftritt, liegt darin, daß Schlacke oder Oxyde entstehen, die sich auf der mit Luft in Berührung kommenden Oberfläche des Lötmittels bilden. Diese Schlacke muß manuell oder automatisch von der stehenden Oberfläche abgeschöpft werden, bevor der Lötvorgang beginnt. Es wird daher vorzugsweise für lange, von einer gedruckten Schaltungsplatte wegragende Anschlußstifte das Schwallötverfahren angewendet, da dieses im größeren Umfange die Überwachung des Fluxens gestattet und an die untere Fläche der gedruckten Leiterplatte in einem Schwall, der jeweils nur einen Teil der Leiterplatte aufheizt, Lötmittel liefert, das eine konstante Temperatur aufweist und im wesentlichen schlackenfrei ist.

Außer dem Problem der seitlichen Lötbärte, die sich

an den Spitzen der Anschlußstifte bilden, sind auch noch andere Kriterien in Betracht zu ziehen. Wenn z. B. der Lötschwall große Flußgeschwindigkeit aufweist, neigt er dazu, Teile des schon an den AnschluDstiften angetrockneten Flußmittels wegzuwaschen, was zur Schlackenbildung bzw. zu der Bildung von Lötmitteloxyden führt, die auf der Oberfläche der Anschlußstifte abgelagert sind. Hierdurch ist die Drahtwickeleinrichtung daran gehindert, sich dem Stift entlang frei nach oben zu bewegen, oder aber es kommt nur zu einer schlechten Verbindung, wenn der Drahtwickelvorgang stattgefunden hat. Hinzu kommt, daß, sofern ein zusätzlicher Arbeitsgang zum Entfernen der seitlichen Lötbärte von den Spitzen der Anschlußstifte erforderlich ist, dieser gewöhnlich in einer Verlängerung des Lötschwaüs oder aber irr. Wirksarnmachen eines zweiten Lötschwalls besteht, wodurch sich Schlacken auf der Oberfläche der Anschlußstifte bilden können und dadurch wieder schlechte elektrische Verbindungen nach der Wickel-Verdrahtung ergeben.

Es sind auch schon andere Anstrengungen unternommen worden, um das Problem des Schwallötens von gedruckten Schaltungsplatten mit langen wegragenden Anschlußstiften zu lösen. Gemäß einem bekannten Verfahren wird ein unter einem bestimmten Winkel geneigtes Fördersystem verwendet und außerdem eine Beimischung von Öl vorgenommen. Hier tritt jedoch der schwerwiegende Nachteil auf, das Öltröpfchen von der oberen Fläche des Lötmittelschwalls aus senkrecht nach oben geschleudert werden, und dies führt dazu, daß sich öl an den Anschlußleitungen und auf der Oberfläche der gedruckten Schaltungsplatten ablagert. Die Folge hiervon ist, daß öleinschlüsse zwischen den wegragenden Anschlußstiften und den Metallflächen auf der Schaltungsplatte entstehen, durch die die Festigkeit der Lötverbindung verringert wird. Es ist daher ein Reinigungsvorgang erforderlich, um das öl von den Kontaktflächen zu entfernen, der einen weiteren Arbeitsgang bei der Herstellung darstellt.

Es können noch andere Methoden angewendet werden, um die langen Anschlußstifte mit Lötmittel zu überziehen und um Lötverbindungen zwischen den Anschlußstiften und den gedruckten Schaltungsplatten herzustellen. Eine dieser Methoden erfordert als ersten Schritt das Überziehen der langen Anschlußstifte mit einem Lötstopplack, danach wird die gedruckte Schaltungsplatte durch einen Lötmittelschwall hindurchbewegt und schließlich wird der Lötstopplack durch einen chemischen Prozeß entfernt. Diese Methode erfordert zusätzliche Schritte, die sie unwirtschaftlich machen.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht dann, ein Verfahren, mit dem sich auch Teile, die weit aus Schaltungsplatten herausragen, wie z. B. Anschlußstifte oder Sockelstifte, insbesondere Stiftleisten für die Drahtwickeltechnik, nach dem Schwallötverfahren verlöten lassen, und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens anzugeben.

Diese Aufgabe wird, ausgehend von dem eingangs erwähnten Verfahren, dadurch gelöst, daß zur Bildung eines hohen, schmalen Lötmittelschwalls unterhalb von diesem der Lötmittelstrom durch eine Düse mit abnehmendem Querschnitt und geringer Neigung in Richtung auf die Vorderseite geführt wird, wo das Lötmittel unmittelbar neben dem Schwall steil abfallend abfließt, während das auf der Rückseite abfließende Lötmittel quer durch eine parallel zum Lötmittelschwall angeordnete längliche Schale, in der das Lötmittel mit praktisch horizontaler oder schwach nach unten geneigter Oberfläche gehalten wird, und anschließend über eine die rückseitige Längswand der Schale bildende Überlaufplatte geleitet wird.
Zur Durchführung dieses Verfahrens gibt die vorliegende Erfindung eine Vorrichtung an, die dadurch gekennzeichnet ist, daß sie einen Behälter zur Aufnahme von Lötmittel auf einem bestimmten Niveau, eine nach oben gerichtete und oberhalb des Lötmittelniveaus in dem Behälter angeordnete Austrittsdüse mit einer vorderseitigen und einer rückseitigen Kante, Mittel zum Erzeugen einer von der Düse ausgehenden Lötmittelwelle, die mit der Unterseite der Schaltungsplatte in Berührung gebracht werden kann und höher als jegliche von dieser Platte wegragende Metallteile ist, eine oberhalb des Behälters liegende und an der Düse vorbeiführende, nach oben geneigte Transportbahn für eine Schaltungsplatte sowie Mittel zum Bewegen der Schaltungsplatte mit vorgegebener Geschwindigkeit von der Vorderseite zur Rückseite der Welle auf der Transportbahn aufweist, daß die Düse so ausgebildet ist, daß ein volumenmäßig größerer Teil der Lötmittelwelle auf ihrer Vorderseite abfließt und dort eine konturierte, nach unten geneigte Führung aufweist, durch die das Lötmittel in gleichförmigem Strom in das Gefäß zurückgeleitet wird, und daß an der rückseitigen Kante der Düse eine im wesentlichen rechteckförmige Schale mit einer einstellbaren und an ihrer der rückseitigen Kante der Düse parallelen rückseitigen Kante befindlichen Überlaufplatte angebracht ist, wobei Schale und Überlaufplatte in ihrer Form so ausgebildet sind, daß Rückwirkungen von Flußturbulenzen verringert werden Und daß der rückseitig abfließende Teil der Lötmittelwelle in gleichförmigem horizontalem oder schwach nach unten geneigtem Strom in im wesentlichen derselben Richtung und mit derselben Geschwindigkeit wie die Bewegung der Platte längs der Bewegungsbahn fließt.

Ein Vorteil der Erfindung besteht darin, daß von Schaltungsplatten wegragende Anschlußstifte in einem einzigen Arbeitsgang mit einer glatten und schlackenfreien Lötmittelschicht überzogen werden, ohne daß seitliche Lötbärte entstehen.
Vorteilhafterweise ermöglicht die Erfindung auch, daß blanke, metallische Flächen, die auf einer Seite von Schaltungsplatten angeordnet sind, mit Lötmittel überzogen werden.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß durch sie Lötverbindungen zwischen Anschlußstiften und metallischen Elementen der Schaltungsplatte hergestellt werden können.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen genannt.

Im folgenden wird die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren erläutert Es zeigt

F i g. 1 den Querschnitt durch einen an die Unterseite einer gedruckten Schaltungsplatte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung herangebrachten Löt-

mittelschwalt

Fig.2 den Querschnitt durch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines an die Unterseite einer gedruckten Schaltungsplatte herangebrachten Lötmittelschwalls,
F i g. 3 den Querschnitt noch eines anderen Ausführungsbeispiels eines an die Unterseite einer gedruckten Schaltungsplatte herangebrachten Lötmittelschwalls, und

F i g. 4 den Querschnitt am Ende einer Schwallötein-

richtung einschließlich des Lötmittelbehälters und der Fördervorrichtung für gedruckte Schaltungsplatten.

Die Fig. 1 zeigt den Querschnitt durch eine Lötschwalldüse. Die Düse kann zusammen mit Schwalllötvorrichtungen bekannter Arten, wie beispielsweise eine in der CA-PS 7 18 666 beschrieben ist, angewendet werden. Bei der Lötschwalldüse gemäß F i g. 1 wird das Lötmittel durch einen Kanal 10 nach oben gepumpt, der mittels eines Flansches 11 mit der eigentlichen Düse 12 verbunden ist. Das Lötmittel, das in die Düse 12 eintritt, weist eine festgesetzte Temperatur auf, die innerhalb der Vorrichtung überwacht wird. Eine derartige Vorrichtung weist eine automatische Einrichtung zur kontinuierlichen Zufuhr von Lötmittel zu einem Behälter auf, so daß das Niveau des Lötmittels innerhalb des Gefäßes auf einer im wesentlichen konstanten Höhe bleibt, wodurch der Verbrauch von Lötmittel, das an den Stiften und den freiliegenden metallischen Oberflächen der über dem Lötmittelschwall hinwegbewegten gedruckten Schaltungsplatte haftet, ausgeglichen wird.

Oberhalb des Behälters liegt der Weg 14, dem entlang gedruckte Schaltungsplatten 15 bewegt werden, durch die lange Anschlußstifte 16 hindurchragen, die mit Anschlußhaltern 17 verbunden sind. Der Weg 14 ist unter einem Winkel, der 10° gegenüber der Horizontalen nicht übersteigt, vorzugsweise jedoch zwischen 4° und 8° liegt, nach oben geneigt. Die Neigung des Weges kann darüber hinaus verändert werden, um sicherzustellen, daß die Spitzen der Stifte 16 ganz knapp an dem oberen Rand der Düse vorbeibewegt werden, wenn die gedruckte Schaltungsplatte mit kürzeren Stiften versehen ist. oder aber auch dann, wenn sie überhaupt keine Stifte aufweist. Der Weg 14 wird in diesem Falle abgesenkt verlaufen gelassen, und der Lötmittelfluß durch die Düse 12 wird reduziert. Hierdurch kann der Kamm 18/4 des Lötschwalls 18, der über die Düse 12 hinausreicht, so eingestellt werden, daß er gerade die untere Fläche der gedruckten Schaltungsplatte 15 berührt Gemäß einer alternativen Lösung wird der Höhenabstand der gedruckten Schaltungsplatte 15 gegenüber der Düse 12 so eingestellt daß die Unterseite den Kamm 18Λ des Lötschwalls 18 niederdrückt Die gedruckte Leiterplatte 15 wird den Weg 14 entlang bewegt und passiert dabei oberhalb der Düse 12 von links nach rechts; dabei wird mit 19 die vordere Kante bzw. Vorderseite der Düse 12 bezeichnet und mit 20 deren rückseitige Kante bzw. Rückseite.

Die Vorderseite der Düse 12 zeigt eine vertikale Wand 21, die Rückseite 20 zeigt eine nach innen geneigte Wand 22, die so ausgebildet ist, daß der volumenmäßig größere Teil des durch die Düse 12 tretenden Lötmittels auf der Vorderseite 19 und der verbleibende Teii des Lötmitteis über die Rückseite 20 abfließt

Die Lötmittelschwalldüse 12 ist oberhalb des Niveaus 13 des Lötmittels in dem Behälter angebracht Auf der Vorderseite 19 ist eine eine bestimmte Kontur aufweisende, nach unten geneigte Führung 23 angebracht die so geformt ist daß das in den Behälter zurückfallende Lötmittel auf ihr e nem Stroml lienweg folgt wobei zwischen dem Lötmittel und der ODerfläche der Führung 23 weder ein Vakuum noch eine Luftschicht entsteht und wobei verhindert ist daß Luft mit der Unterseite des abfließenden Lötmittels in Berührung kommt damit dort die BDdung von Oxydationsrückständen vermieden ist Das Lötmittel fließt von der Vorderseite 19 der Düse 12 aus der Führung 23 folgend in einen Lötmittelaufnahmeteil, der ein Durchlaß zwischen der Führung 23 und einer einstellbaren Führung 25 ist. Die einstellbare Führung 25 kann vor- und zurückbewegt werden, um die Weite des Durchlasses 24 zu verändern. Das Lötmittel fließt in diesen Durchlaß mit einer geringeren Geschwindigkeit als diejenige, mit der sie direkt in den Behälter fallen würde, wodurch jegliche Turbulenz im Lötmittelstrom vermieden ist. Das untere Ende des Durchlasses 24 öffnet sich direkt in den Behälter unterhalb des Oberflächenniveaus 13.

Der verbleibende Teil des Lötmittels des Lötmittelschwalls 18 fließt über die Rückseite 20 der Düse 12 in der Bewegungsrichtung der gedruckten Schaltungsplatte 15 längs des Weges 14 ab. Eine Schale 26, die im wesentlichen Rechteckform aufweist, ist mit ihrer einen Seite 27 um einen größeren Winkel als 90° gegenüber dem Boden geneigt. Die Seite 27 ist mit der Außenseite der nach innen geneigten Wand 22 der Düse 12 verbunden. Die Lage der Schale 26 ist bezüglich der Düse 12 fixiert, die Schale kann jedoch zum Zwecke der Reinigung entfernt werden. Die Schale ist entsprechend durchgeführten praktischen Experimenten dimensioniert und so ausgebildet, daß Rückkopplungen der Strömungsstörungen, wie z. B. Wellenbildungen und Kräuselungen an der Oberfläche des Lötmittelschwalls verringert werden. An einer Kante der Schale 26, nahe der Seite 27 befindet sich wenigstens ein Abflußloch 28. Das Abflußloch 28 verhindert, daß Lötmittel in der Schale 26 verbleibt, wenn die Lötmittelschwallbildung unterbrochen wird. An der anderen Seite der Schale 26 ist eine einstellbare Überlaufplatte 29 befestigt und zwar an einem ausgedehnten Rand 30 der Schale, der senkrecht nach unten ragt. Die Überlaufplatte 29 weist eine derartige Kontur auf, daß sie einen Stromlinienfluß des über sie hinwegfließenden Lötmittels bewirkt. Eine Ablenkplatte 31 leitet das Lötmittel in den Behälter zurück, ohne daß Spritzer entstehen.

Die Lötschwalldüse gemäß F i g. 2 ist im wesentlichen dieselbe wie die in F i g. 1 gezeigte, mit der Ausnahme, daß der ausgedehnte Rand 30/4 der Schale 26 unter einem Winkel bis zu 15° zur Vertikalen von dem Lötmittelschwall 18 weggeneigt ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel annähernd 7°. Die einstellbare Überlauf platte 29Λ liegt auf dem ausgedehnten Rand 30Λ auf und ist entsprechend einem Stromlinienfluß konturiert Die gedruckten Schaltungsplatten 15Λ, die den Weg 14 entlang bewegt dargestellt sind, weisen Anschlußstifte 16 auf, die durch in der Platte befindliche Bohrungen eingedrückt sind. Unter Kapillarwirkungskräften steigt das Lötmittel an den Stiften in ihren Bohrungen auf, um eine Lötverbindung zu bilden.

Die Lötschwalldüse gemäß F i g. 3 ist dieselbe wie diejenige gemäS Fig. i. weist jedoch eine nichi konturierte Überlaufplatte 29ß auf, die soweit angehoben ist daß das Niveau des Lötmittelstroms praktisch gleich hoch wie der Kamm des Schwalls ist In der Fig.3 sind auch andersartige Typen von gedruckten Schaltungsplatten gezeigt. Die gedruckte Schalungsplatte 15B weist lange vorstehende Anschlußleitungen von auf ihr befestigten Bauteilen auf. Die Schaltungsplatte 15Cist nicht mit Anschlußstiften versehen, weist jedoch auf der Unterseite blanke metallische Flächen auf, die mit Lötmittel überzogen und durch Lötung miteinander verbunden werden sollen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können dem Lötmittel öl oder andere Additive in dem Behälter zugegeben werden, um die Bildung von Oxydationsrückständen an den freiliegenden metallischen Oberflä-

chen zu verhindern. Ein Verfahren, um öl dem Lötmittel zuzugeben, ist in der CA-PS 7 18 666 beschrieben. In der Fig.3 ist eine öldüse 32 an der einen Seite des Behälters dargestellt, die so angeordnet ist, daß öltropfen 33 in den Durchlaß zwischen der abfallenden Führung 23 und der einstellbaren Führung 25 fallen. Das öl breitet sich über die Oberfläche des Lötmittels im Durchlaß 24 aus. Bei kleinen Behältern wird lediglich eine Düse 32 benötigt. Bei großen Behältern sind zwei Düsen, jeweils eine an den gegenüberliegenden Seiten, erforderlich. Der ölfluß kann bei Bedarf auch gesteuert sein. Die Art des verwendeten Öls oder Additivs gehört zum Stand der Technik.

Die F i g. 4 zeigt eine Schwallötvorrichtung, bei der ein Lötschwall 40 einer Düse 41 entströmt, die mit einer nach unten geneigten und von der Vorderseite 43 ausgehenden Führung 42, sowie mit einer Schale 44 des in den F i g. 1 bis 3 gezeigten Typs versehen ist, die von der Rückseite 45 ausgeht, wobei das Lötmittel über einen Überlauf 46 in einen Behälter 47 fließt. Der Behälter 47 weist einen oberen Teil 48 auf, der von dem unteren Teil 49 durch eine Platte 50 getrennt ist. Eine Pumpe (nicht dargestellt) und eine Heizvorrichtung (nicht dargestellt) gewährleisten einen Lötmittelfluß bei konstanter Temperatur durch die Düse 41, der einen Lötmittelschwall 40 bildet. Verbindungsstücke 51 mit langen Anschlußstiften 52 oder Bauelemente, wie z. B. Transistoren mit Anschlußleitungen, die mit Lötmittel überzogen werden sollen, werden durch eine Kette 54, die Klammern 55 zu ihrer Befestigung in vorgegebenen Abständen aufweist, längs eines Weges 53 bewegt. Bei bestimmten Anwendungsfällen können die gedruckten Schaltungsplatten in Rahmen befestigt sein. Eine andere Art von Fördersystem ist in der CA-PS 8 45 983 beschrieben.

Im Betrieb wird das Lötmittel durch die Düse 12, wie sie in den F i g. 1, 2 oder 3 gezeigt ist, gepumpt, um den Lötmittelschwall 18 zu bilden. Die Höhe des Lötmittelschwalls kann durch Veränderung des Lötmittelflusses durch die Düse 12 variiert werden. Da der größte Teil des Lötmittels auf der Vorderseite der Düse 12 abfließt, also der Bewegung der Schaltungsplatten entgegen, kann die Höhe des Lötmittelschwalls bis zu 30% größer sein als wenn der Lötmittelschwall zu gleichen Teilen auf beiden Seiten der Düse abfließt. Auf diese Weise erhält man eine höhere Welle bei geringerem Durchfluß. Die Ausrichtung des Weges 14 der gedruckten Leiterplatten wird so eingestellt daß die Spitzen der Anschlußstifte oder die untersten Bereiche der blanken Metallflächen auf jeder der mit einer Beschichtung zu versehenden gedruckten Schaltungsplatten 15 von der Düse 12 noch beabstandet sind, daß aber der Kamm 18Λ des Lötmittelschwalls 18 dennoch die Unterseite der gedruckten Schaltungsplatte berührt. Auf diese Weise bildet das Lötmittel auf allen Anschlußstiften und blanken Metallflächen der Leiterplatte eine Schicht Darüber hinaus füllt das Lötmittel aufgrund der Kapillarwirkung die Zwischenräume zwischen Anschlußstift und gedruckter Leiterplatte, um eine Lötverbindung herzustellen. Die Lage der Schale 26 ist derart daß der verbleibende Teil des Lötmittelschwalls, der über die rückseitige Kante 20 der Düse 12 abfließt einen leichten Abfall zeigt wie es in den F i g. 1 und 2 dargestellt ist und dann in horizontaler oder leicht nach unten geneigter Richtung zu der Überlaufplatte 29 hin fließt. Bei der Anordnung gemäß Fig.3 zeigt das Lötmittel, das von der Austrittseite des Schwalls 18 abfließt, keinen Abfall wie bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1 und 2, es bleibt vielmehr in einer horizontalen oder in einer leicht nach unten geneigten Ebene. Auf diese Weise ist die Strömungsgeschwindigkeit des Lötmittelstromes vom Kamm 18/4 des Lötmittelschwalls 18 aus im wesentlichen dieselbe wie die Fortbewegungsgeschwindigkeit der gedruckten Schaltungsplatte, d. h. zwischen gedruckter Schaltungsplatte und Lötmittelschwall herrscht an der rückseitigen Austrittstelle der Schaltungsplatten aus dem Lötmittelstrom praktisch die Relativgeschwindigkeit Null. Der Lötmittelstrom passiert die Schale 26 und fällt über die Überlaufplatte 29 ab, die in der Höhe eingestellt werden kann, um sicherzustellen, daß die Spitzen der Anschlußstifte 16 jeder gedruckten Schaltungsplatte sich annähernd mit derselben Geschwindigkeit wie das Lötmittel bewegen. Die Stifte werden aus dem

Lötmittelstrom gezogen, bevor dieser über die Überlaufplatte 29 abfließt. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1, 2 und 3 werden die Spitzen der Anschlußstifte 16 bei im wesentlichen geringer vertikaler oder fehlender in Horizontalrichtung verlaufender Relativbewegung zwischen Lötmittel und Stiften aus dem Lötmittel herausgezogen. Auf diese Weise werden Lötbärte, die sich an den Anschlußstiften bilden können, zu senkrecht gerichteten, durch die Drahtwickel-Verbindungen, die später bei dem Anschluß der gedruckten Schaltungsplatten angebracht werden, keine Beeinträchtigung erfahren. Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 neigt das Lötmittel nicht dazu. Verbindungen zwischen zwei blanken Metallflächen herzustellen, da nur eine geringe bzw. überhaupt keine Horizontalrelativbewegung zwischen der Schaltungsplatte und dem Lötmittelstrom an der rückseitigen Austrittstelle vorhanden ist.

Bei dem in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Weg der Schaltungsplatten vorzugsweise im Bereich von 4° bis 8° gegenüber der Horizontalen nach oben geneigt, und der über die Rückseite 20 der Düse abfließende Lötmittelstrom ist in die Schale hineingerichtet und fließt in einer im wesentlichen horizontalen Ebene, bis er auf die Überlaufplatte 29Λ auftrifft die vorzugsweise eine Neigung nach unten von annähernd 7° gegenüber der Vertikalen aufweist und dabei von der Düse 12 weggeneigt ist. Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung teilt sich der Lötmittelfluß in dem Lötmittelschwall 18 derart daß annähernd 90 Volumenprozent des Lötmittels über die Vorderseite 19 der Düse 12 abfließen und durch den Durchlaß 24 in den Behälter gelangen, und daß der verbleibende Volurnenanteil des Lötmittels über die Ausgangsseite der Schale 26 entlang fließt und schließlich über die konturierte Überlaufplatte 29 auf die Ablenkplatte 31 abfällt und von da in den Behälter gelangt

Beim Betrieb der vorliegenden Anlage hat es sich gezeigt daß gedruckte Schaltungsplatten mit langen von ihnen abstehenden Anschlußstiften mit einer Geschwindigkeit von bis zu etwa 215 cm pro Minute dem Förderweg entlang bewegt werden können. Bei der Verwendung von verbesserten Fördersystemen sind sogar noch höhere Geschwindigkeiten zu erwarten.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (14)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Aufbringen einer Lötmittelschicht auf die Lötseite einer Schaltungsplatte, insbesondere einer gedruckten Schaltung, mit von der Lötseite abstehenden Anschlußstiften oder dergleichen, wobei die Schaltungsplatte mit vorgegebener Geschwindigkeit längs einer nach oben geneigten Bahn über eine Lötmittelwelle hinweggeführt wird, die aus einem Schwall ständig durch eine Austrittsdüse nach oben gepumpten geschmolzenen Lötmittels besteht, von dem der volumenmäßig größere Teil an der Seite des Eintritts der Schaltungsplatte (Vorderseite) entgegen deren Bewegungsrichtung abfließt und der Rest an der Rückseite in Form eines ebenen und schwach nach unten geneigten Lötmittelstroms mit annähernd der Geschwindigkeit der Bewegung der Schaltungsplatte abfließt, derart, daß die relative Bewegung zwischen dem Lötmittel und den von der Schaltungsplatte abstehenden AnschJußstiften bei deren Austritt aus dem Lötmittel im wesentlichen senkrecht gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung eines hohen, schmalen Lötmittelschwalls unterhalb von diesem der Lötmittelstrom durch eine Düse mit abnehmendem Querschnitt und geringer Neigung in Richtung auf die Vorderseite geführt wird, wo das Lötmittel unmittelbar neben dem Schwall steil abfallend abfliePt, während das auf der Rückseite abfließende Lötmittel quer durch eine parallel zum Lötmittelschwall angeordnete längliche Schale, in der das Lötmittel mit praktisch horizontaler oder schwach nach unten geneigter Oberfläche gehalten wird, und anschließend über eine die rückseitige Längswand der Schale bildende Überlaufplatte geleitet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwärtsneigung der Bewegungsbahn (14) der gedruckten Schaltungsplatte (15) nicht mehr als 10° beträgt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß annähernd 90% des Lötmittelflusses des Lötmittelschwalls (18) zum Abfließen an der Vorderseite der Welle gebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwärtsneigung der Bewegungsbahn (14) der gedruckten Schaltungsplatte (15) im Bereich zwischen 4° und 8° liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gedruckte Schaltungsplatte (15) längs der Bewegungsbahn (14) mit der vorgegebenen Geschwindigkeit von etwa 213 cm/min bewegt wird.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Behälter zur Aufnahme von Lötmittel auf einem bestimmten Niveau, eine nach oben gerichtete und oberhalb des Lötmittelniveaus in dem Behälter angeordnete Austrittsdüse (12) mit einer voiderseitigen (19) und einer rückseitigen Kante (20), Mittel zum Erzeugen einer von der Düse (12) ausgehenden Lötmittelwelle (18), die mit der Unterseite der Schaltungsplatte (15) in Berührung gebracht werden kann und höher als jegliche von dieser Platte wegragende Metallteile (16) ist, eine oberhalb des Behälters liegende und an der Düse vorbeiführende, nach oben geneigte Transportbahn (14) für eine Schaltungsplatte (15) sowie Mittel zum Bewegen der Schaltungsplatte (15) mit vorgegebener Geschwindigkeit von der Vorderseite zur Rückseite der Welle (18) auf der Transportbahn (14) aufweist daß die Düse (12) so ausgebildet ist, daß em volumenmäßig größerer Teil der Lötmittelwelle (18) auf ihrer Vorderseite abfließt, und dort eine konturierte, nach unten geneigte Führung (23) aufweist, durch die das Lötmittel in gleichförmigem Strom in das Gefäß zurückgeleitet wird, und daß an der rückseitigen Kante (20) der Düse (12) eine im wesentlichen rechteckförmige Schale (26) mit einer einstellbaren und an ihrer der rückseitigen Kante (20) der Düse (12) parallelen rückseitigen Kante (30,30A) befindlichen Überlaufpiatte (29, 29A) angebracht ist, wobei Schale (26) und Oberlaufplatte (29, 29A) in ihrer Form so ausgebildet sind, daß Rückwirkungen von Flußturbulenzen verringert werden und daß der rückseitig abfließende Teil der Lötmittelwelle (18) in gleichförmigem horizontalem oder schwach nach unten geneigtem Strom in im wesentlichen derselben Richtung und mit derselben Geschwindigkeit wie die Bewegung der Platte längs der Bewegungsbahn fließt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß an der Vorderseite (19) der Düse (12) zwischen dieser und dem Lötmittelniveau in dem Behälter ein Lötmittelaufnahmeteil (24) angeordnet ist, der eine einstellbare Führung (25) zum Verändern des zwischen ihr und der nach unten geneigten konturierten Führung (23) liegenden Zwischenraumes aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß sie wenigstens eine an wenigstens einer Seite des Behälters oberhalb des Lötmittelaufnahmeteils (24) angeordnete Öldüse (32) aufweist, die zur Abgabe von Öl (33) oder anderen Zusätzen an die Oberfläche des Lötmittels in dem Lötmittelaufnahmeteil (24) ausgebildet ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der nach oben geneigten Bewegungsbahn der gedruckten Schaltungsplatten höchstens 10° beträgt.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der nach oben geneigten Bahn der gedruckten Schaltungsplatten im Bereich zwischen 4° und 8° liegt.

11. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausflußdüse (12) eine vertikale Wand (21) auf der Vorderseite (19) und eine nach innen geneigte Wand (22) auf der Rückseite aufweist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die einstellbare Überlaufplatte (29) an der rückseitigen Kante (30) der Schale (26) unter einem Winkel von höchstens 15 zur Vertikalen gegen die Ausflußdüse (12) hin nach innen geneigt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Ablenkplatte (31) aufweist, die unterhalb der einstellbaren Überlaufplatte (29) angebracht ist und dazu dient, das Lötmittel in den Behälter zu leiten.

14. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die rechteckförmige Schale (26) nahe der Ausflußdüse (12) wenigstens ein Abflußloch (28) aufweist.