DE2619342B2 - Wellenlötvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Wellenlötvorrichtung mit einer nach oben mindestens teilweise offenen Wanne zur Aufnahme flüssigen Lotes, einer mit dem Wanneninhalt saugseitig verbundenen Pumpeinrichtung, die an ihrer Druckseite mindestens eine nach oben schräg gerichteve Düse aufweist, wobei die Pumpeinrichtung das flüssige Lot aus der Wanne ansaugt und durch die Düse drückt zur Bildung einer anschließend in die Wanne zurückfallenden Welle, und mit einer im Betrieb die Lötoberfläche in der Wanne abdeckende ölschicht.

Bei bekannten Wellenlötvorrichtungen dieser Art, die nach dem Überfall-Prinzip arbeiten (DE-AS 19 62 165, US-PS 37 26 465, US-PS 33 98 873) erfüllt die im Betrieb die Lotoberfläche in der Wanne abdeckende ölschicht den Zweck, eine Oxydation des Lotes an dieser Oberfläche zu vermeiden.

Zusätzlich zu diesem Schutz des ruhenden Ölbades in der Wanne ist bei den bekannten Vorrichtungen auch vorgesehen, die Oberfläche der sich im Betrieb bildenden stehenden Welle vor Oxydation zu schützen, nämlich durch ölbeimischung zu der unigepumpten Lotmenge. Der zu lötende Gegenstand wird also mit einer Mischung aus Lot und öl in Berührung gebracht.

Das hat aber zur Folge, daß man ölverschmutzte gelötete Prints erhält. Die gelöteten Gegenstände müssen nach dem Löten, da sie vollständig verschmutzt sind, entsprechend gereinigt werden. Ein derartiges Verfahren ist unwirtschaftlich und von der Industrie nicht gefragt.

Selbstverständlich würde man diese ölverschmutzung bei den bekannten Vorrichtungen vermeiden, wenn man die ölzumischung zu dem umgepumpten Lötbad wegläßt. Dann hätte man aber weder einen Oxydationsschutz an der Oberfläche der sich bildenden

Welle noch einen Oxydationsschutz des beim Abschalten der Vorrichtung in der Austrittsdüse bzw. dem Austrittskanal für die Welle zur Ruhe kommenden Lotspiegels.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenlötvorrichtung der eingangs gsnannten Art zu schaffen, bei der unter Vermeidung einer Verschmutzung der zu lötenden Gegenstände für einen ausreichenden Oxydationsschutz des Lotes innerhalb der die Welle Erzeugenden Düse bei abgeschalteter Vorrichtung gewährleistet ist.

Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß das Innere der Düse durch mindestens einen oberhalb des Lotbadspiegels und unterhalb des ölschichtspiegels liegenden Zugang mit der Olschicht verbunden ist.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 2 bis 18 gekennzeichnet.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes werden anschließend anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Wellenlötvorrichtung mit Pumpkanal und Lötwelle, im Betrieb,

F i g. 2 einen Ausschnitt aus der Wellenlötvorrichtung nach F i g. 1 im Schnitt, mit der Lotdüse im Ruhezustand,

F i g. 3 einen Querschnitt durch eine weitere Ausführung einer Wellenlötvorrichtung analog derjenigen gemäß Fig. 1,

Fig.4 eine weitere Variante der Ausführung gemäß F i g. 1, mit speziellen ölreservoir,

Fig.5 einen Ausschnitt aus einer Variante einer Wellenlötvorrichtung nach F i g. 1, im Betrieb,

F i g. 6 eine weitere Ausführung einer Wellenlötvorrichtung im Querschnitt analog F i g. 1 im Ausschnitt, im Betrieb.

Die im Querschnitt schematisch dargestellte Wellenlötvorrichtung gemäß F i g. 1 weist eine Wanne 1 auf, die im Betrieb mit flüssigem Lot 2 angefüllt ist. Im Wannenboden 5 sind zwei Durchbrüche 3 und 4 vorgesehen — es können auch mehr sein, insbesondere bei Anordnungen mehrerer Düsen — sowie eine Umwälzpumpe 6, welche nach einer der bewährten Arten, z. B. auf mechanischem oder elektrodynamischem Prinzip beruhend, ausgeführt sein kann. An den Durchbruch 4 schließt sich eine Düse 7 an, die beispielsweise als Einzelschlitzdüse konzipiert sein kann. Es können auch mehrere Rundstrahldüsen vorgesehen sein. Aus dieser Düse 7 strömt im Betrieb ein Bündel von Strahlen 8 bzw. eine flächige Welle 8 bei Verwendung einer Schlitzdüse. Zum Löten wird in bekannter Weise ein Print in Richtung gegen die Welle 8 hin, wie mit dem Pfeil bezeichnet, bewegt.

Über dem flüssigen Lot 2 der Wanne 1 befindet sich eine Ölschutzschicht 9 aus entsprechend hitzebeständigem öl, welche ein Oxydieren des flüssigen Lotes 2 verhindert.

Die Wandung der Düse 7 weist eine oder mehrere Zugänge 10 auf, welche, wie bei F i g. 1 dargestellt, vollständig in die ölschutzschicht 9 münden. Es ist aber auch möglich, solche Zugänge tiefer liegend anzuordnen, wobei der gewollte Zweck erreicht wird, wenn sie auch nur teilweise in die ölschutzschicht und der Rest ins flüssige Lot 2 münden. Auf diese Weise wird erreicht, daß beim Stillstand der Pumpeinrichlung Öl in die Düse eintritt und die Lotoberfläche auch innerhalb der Düse abdeckt und daß im Betrieb ein Lotstrahl aus dem Zugang austritt und diesen reinigt.

Wie aus F i g. 1 ersichtlich, saugt die Umwälzpumpe 6 das flüssige Lot 2 aus der Wanne 1 durch den Durchbruch 3 an und schickt es auf der Druckseite durch den Kanal und den Durchbruch 4 in die Düse bzw. Düsen 7, wobei ein entsprechender Strahl bzw. eine entsprechende Welle 8 entsteht, in deren Scheitel der Lötvorgang, wie erwähnt, durchgeführt wird. Die Welle 8 gelangt dann in freier Bewegung in die ölschutzschicht 9 und in das darunterliegende flüssige Lot 2.

Wird nun die Wellenlötvorrichtung abgestellt, so kommt die Umwälzpumpe 6 zur Ruhe und das flüssige

ίο Lot 2 nimmt aufgrund der kommunizierenden Verbindung mit der Düse 7 in dieser und in der Wanne 1 ein einheitliches Niveau an. Während bisher der über diesem Niveau liegende Teil der Düse 7 der freien Luft und damit einer Verschmutzung und Oxydation ausgesetzt war, kann nun dank des einen Zugangs oder mehrerer Zugänge 10 öl aus der ölschutzschicht 9 in das Innere der Düse zurückfließen, wobei sich auch hier infolge der kommunzierenden Verbindung ein einheitliches ölniveau einstellt, welches den entsprechenden

Teil der Düse 7 schützt. Je nach der Höhe des ölniveaus in der Wanne 1 kann der über dem flüssigen Lot 2 liegende Teil der Düse mehr oder weniger vollständig in der ölschutzschicht 9 liegen. Beim neuerlichen Inbetriebsetzen erfolgt vorher eine Reinigung des nichtbeölten Düsenteils, derart, daß sofort nach Bildung des Strahles bzw. der Welle 8 durch flüssiges Lot 2 die Printlösung begonnen werden kann, ohne daß die ersten Lötungen wegen Verschmutzungen unbrauchbar werden.

jo Auch bleibt der Schmutzanteilzuwachs im Lot wesentlich kleiner und der Lotstrahl behält eine klare, gleichbleibende Form. Der Gesamtquerschnitt aller Zugänge 10 beträgt nur einige Prozent des Austrittsquerschnittes der Düse 7.

In F i g. 3 ist, ebenfalls schematisch, eine weitere Ausführung einer Wellenlötvorrichtung dargestellt, die in ihrem grundsätzlichen Aufbau gleich ist wie die Lötvorrichtung gemäß F i g. 1. Es ist aber vorgesehen, zusätzlich an der Düse 7 eine Abstützung mit anschließendem Leitblech 12 anzuordnen, dessen freies Ende in ein Auffanggefäß 13 mündet. Dieses Auffanggefäß 13 dient der Aufnahme des zurückfallenden Lotstrahles 8, wobei das Leitblech 12 ein Spritzen des in die ölschutzschicht 9 eintauchenden Lotstrahles weitgehendst verhütet. Ein Überlaufkanal 14, vorzugsweise aus Titan zur Verhütung einer Verzinnung, am Auffanggefäß 13, z. B. markiert durch ein entsprechend an den Seiten aufgebogenes Blech, sorgt für einen ruhigen Abfluß des flüssigen Lotes aus dem Auffanggefäß 13 zurück in den Lotsumpf der Wanne 1, wobei das zurückfließende Lot filmartig zwischen zwei Ölfilmen fließt und dabei zusätzlich gereinigt wird. Im Auffanggefäß 13 sammeln sich, wie dargestellt, Unreinigkeiten 15 an, welche entsprechend entfernt werden können, beispielsweise mittels Absaugung von außen. Im übrigen verhindert diese Ausführung ein Spritzen des in die ölschutzschicht 9 zurückgeführten Lotstrahles, was für die zu lötenden Prints bezüglich Qualität vorteilhaft ist.

Eine weitere Ausführung einer derartigen Wellenlöt-

bo vorrichtung ist in F i g. 4 ersichtlich, deren Aufbau grundsätzlich gleich ist, wie derjenige der Lötvorrichtung gemäß F i g. 1. Hier ist zusätzlich auf der der Düse 7 gegenüberliegenden Seite der Wanne 1 ein Überlauf 16 vorgesehen, mit einem unter diesem angeordneten

b) ölreservoir 17, in dem sich ein öldurchlauffilter 19 befindet. Aus dem ölreservoir 17 führt eine Leitung zu einer ölpumpe 18, an deren Druckseite eine Zuleitung 20 angeschlossen ist. Im Betrieb besteht mithin eine

Umwälzung des in der Lötvorrichtung vorhandenen Öls, welches im ölfilter 19 fortlaufend gereinigt wird. Bei dieser Ausführung wird es deutlich, daß der Spiegel der ölschutzschicht 9 bis gegen die Mündung der Düse 7 erhöht werden kann, so daß das nicht von öl geschützte Mündungsstück der Düse 7 äußerst klein und daher auch der beim Anfahren durch das öl in der Düse zu reinigende Teil sehr gering wird.

Bei all diesen Ausführungen, wie auch bei derjenigen gemäß Fig.5, ist natürlich mittels eines Zugangs oder mehrerer Zugänge eine Verbindung des Innenraums der Düse oder Düsen mit der ölschutzschicht 9 vorgesehen. Im übrigen gelangt bei der Ausführung gemäß F i g. 5, die einen Ausschnitt im Düsenbereich darstellt, das von der Pumpe 18 durch die Zuleitung 21 geförderte Öl auf das Leitblech 12, auf welchem es sich mit dem Strahl flüssigen Lotes mischt und dadurch sofort oxydationshindernd wirkt. Der Mischstrahl 22 strömt ohne Spritzer und Aufwühlen der ölschutzschicht 9 in diese zurück, wobei vorteilhafterweise im Bereich des Einströmens ein weiteres Abdeckblech 23 angeordnet wird. Durch diese Maßnahmen ist irgendeine Rückwirkung des zurückfallenden Lotstrahles in die ölschutzschicht und unerwünschte Beeinflussung der Printplatte verhütet.

Die Pumpe 18 kann programmgesteuert sein und zwar derart, daß sie automatisch mit der Lotpumpe eingeschaltet wird und nach dem Abschalten der Lotpumpe noch eine vorgebbare Zeit weiterläuft, um die ölschicht nach der Beendigung des Lötvorganges mindestens teilweise zu erneuern.

Eine weitere Variante einer derartigen Lötvorrichtung ist im Ausschnitt in F i g. 6 dargestellt. Bei dieser ist die Düse 7, auf der der ölschutzschicht 9 zugekehrten Düsenwandung mit einer, seitlich z. B. aufgebogenen, Düsenlippe 24 versehen, die einen offenen Trog bildet In diesem sammelt sich im Betrieb ein ölbett 25 an. Be Bildung der Welle bzw. des Strahles 8 reißt dieser au; dem ölbett 25 öl mit und bedeckt damit seine unter« Seite, womit ein zusätzlicher Schutz vor Oxydatior durch teilweise Abdeckung des Lötstrahles 8 erreich; wird, ohne daß dabei die lötende Oberfläche de; Strahles 8 durch mitgerissenes öl verschmutzt wird Diese ölschutzschicht 26 mischt sich beim Auftreffer auf das Leitblech 12 mit dem Lotstrahl 8 und wird danr längs des in das flüssige Lot 2 eintauchenden Leitbleche; 12 ohne Spritzgefahr zurückgeleitet.

Wenn diese Vorrichtung nach F i g. 6 abgestellt wire und die ölpumpe (nicht dargestellt) läuft eine kurze Zeil weiter, so wird sich über dem kommunizierender Lotniveau in der Düse durch Rückfließen des Öles aus dem ölbett 25 die Düse 7 praktisch bis in den Bereich der Mündung anfüllen, womit ein praktisch vollkommener Schutz der inneren Wand der Düse vor Oxydatior erreicht wird.

Wie weiterhin ersichtlich, ist die Wanne 1 bei diese: Ausführung mit einem Ansatz versehen, durch welcher die Zuleitung 28 durchgeführt wird, so daß siel praktisch ein Wärmetauscher 27 ausbildet, welchei dafür sorgt, daß das in der Zuleitung 28 zirkulierende ö mit genügender Temperatur in das ölbett 25 gelangt.

Die beschriebenen Ausführungen von Wellenlötvor richtungen zeigen, wie das eingangs aufgezeichneti Problem der sauberen Lötung mit einfachsten Mitteil und äußerst wirksam gelöst werden kann.

Um eine Verkokung des Öls bei geheizter, nich betriebener Vorrichtung zu verhüten, kann ein Time eingebaut werden, der z. B. alle 5 min die Vorrichtunj für einige see in Betrieb setzt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (18)

Patentansprüche:

1. Wellenlötvorrichtung mit einer nach oben mindestens teilweise offenen Wanne zur Aufnahme flüssigen Lotes, einer mit dem Wanneninhalt saugseitig verbundenen Pumpeinrichtung, die an ihrer Druckseite mindestens eine schräg nach oben gerichtete Düse aufweist, wobei die Pumpeinrichtung das flüssige Lot aus der Wanne ansaugt und durch die Düse drückt zur Bildung einer anschließend in die Wanne zurückfallenden Welle, und mit einer im Betrieb die Lotoberfläche in der Wanne abdeckenden ölschicht, dadurch gekennzeichnet, daß das Innere der Düse (7) durch mindestens einen oberhalb des Lotbadspiegels und unterhalb des ölschichtspiegels liegenden Zugang (10) mit der ölschicht verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wannenboden (5) mindestens zwei Durchbrüche (3, 4) aufweist, die über eine die Pumpeinrichtung (6) aufweisende Pumpleitung miteinander verbunden sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zugang (10) so in der DUsenwandung angeordnet ist, daß er im Betrieb zumindest teilweise in die Ölschicht (9) mündet.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gesamtquerschnitt der Zugänge (10) nur einige Prozent des DUsenaustritts- Querschnittes beträgt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Düse (7) und der ölschicht (9) ein Leitblech (12) angeordnet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des Leitbleches (12) ein Auffanggefäß (13) vorgesehen ist, dessen oberer Rand sich innerhalb der ölschicht (9) befindet.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine Randseite des Auffanggefäßes (13) tiefer liegt als die übrigen Randseiten und daß die tiefere Randseite mit einer Verlängerung (14) versehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (14) aus nicht verzinnbarem Material besteht.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlängerung (14) aus Titan besteht.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Wanne (1) einen in ein ölreservoir (17) mündenden Überlauf (16) und eine ölpumpe (18) aufweist, die saugseitig mit dem ölreservoir (17) und ausgangsseitig über eine ölzufuhr (20, 21, 28) mit der Wanne (1) verbunden ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der ölpumpe (18) ein ölfilter (19) vorgeschaltet ist.

12. Vorrichtung nacn einem der Ansprüche 1 bis

11, dadurch gekennzeichnet, daß die ölzufuhr (21) am oberen Ende des Leitbleches (12) einmündet.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis

12, dadurch gekennzeichnet, daß die ölpumpe (18) eine Programmsteuerung aufweist, durch welche die ölpumpe (18) mit der Pumpeinrichtung (6) eingeschaltet und erst nach einer vorgebbaren Zeit nach dem Abschalten der Pumpeinrichtung (6) abgeschal-

tet werden kann.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

13, dadurch gekennzeichnet, daß zum Auffangen von ölspritzern beim Eintauchen des ablaufenden Lotstrahls in die ölschicht (9) ein Abdeckblech (23) vorgesehen ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche-10 bis

14, dadurch gekennzeichnet, daß die der Wanne (1) zugekehrte Wandung der Düse (7) in Wurfrichtung des Lotes eine schräg nach oben weisende, seitlich begrenzte Verlängerung (24) aufweist, die mit dem austretenden Lot als dritte Begrenzung einen Kanal (25) bildet, und daß die ölzufuhr (28) derart angeordnet ist, daß sich dieser Kanal (25) im Betrieb mit öl füllt

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung zum Abschalten der ölpumpe (18) nach dem Abschalten der Pumpeinrichtung (6), nachdem die Düse (7) mit öl gefüllt und öl über das Leitblech (12) in die ölschicht (9) geflossen ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 10 bis

16, dadurch gekennzeichnet, daß die ölzufuhr (28) zumindest teilweise aus einer als Wärmetauscher dienenden Bohrung (27) in der Wannenwand besteht.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis

17, gekennzeichnet durch eine Zeitschalteinrichtung, weiche ein periodisches, kurzzeitiges lnbetriebnehmen der geheizten Vorrichtung ermöglicht.