DE2649260B2 - Verfahren zum Verzinnen von Randkontakten einer Leiterplatte und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Verzinnen von Randkontakten einer Leiterplatte und Vorrichtung zur Durchführung des VerfahrensInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Verzinnen von Randkontakten einer Leiterplatte, bei
welchem der die Randkontakte tragende Bereich der Leiterplatte in ein Zinnbad eingeführt und nach einer
vorgegebenen Verweilzeit wieder aus dem Zinnbad herausgenommen wird, und auf eine Vorrichtung zur
Durchführung des Verfahrens.
Randkontakte sind am Rand einer Leiterplatte vorgesehene Kontaktbahnen zur Herstellung der für
eine auf der Leiterplatte angeordnete Schaltung erforderlichen elektrischen Verbindungen, die es ermöglichen,
Leiterplatten mit gedruckten Schaltungen wie Modulbausteine in ein Gerät einzusetzen, und die
bei auftretenden Fehlern oder Mängeln ein einfaches, schnelles und damit kostensparendes Auswechseln der
so ausgebildeten Leiterplatte ermöglichen.
üaneben gibt es für den gleichen Zweck Steckverbindungen,
bei welchen Kontaktstifte anstelle von Rand-
<>5 kontakten vorgesehen sind.
In Geräten der Unterhaltungselektronik werden Randkontakte bevorzugt, da sie insbesondere auch in
der Montage einfacher und damit preisgünstiger sind als
Kontaktstifte. Bei diesen Randkontakten handelt es sich
um kupferkaschierte Leiterzüge, die anschließend verzinnt werden. Um eine ausreichende Kontaktsicherneit
zu erreichen, müssen sämtliche Randkontakte eine möglichst gleichmäßige Schichtdicke und eine möglichst
ebene Oberfläche aufweisen.
Diese Anforderungen konnten zunächst nicht erfüllt werden, solange die Randkontakte vor. Hand verzinnt
wurden, da bei diesem Verfahren eine Tropfenbildung mit vernünftigem Arbeitsaufwand kaum zu vermeiden
war.
Zur Vermeidung dieser Nachteile wurden daher ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs erwähnten
Art entwickelt Damit ist zwar eine Verzinnung der Randkontakte auf automatischem Wege möglich, wobei '
jedoch erhebliche Schwierigkeiten auftreten, weil die Erzielung zufriedenstellender Arbeitsergebnisse eine
genaue Einhaltung einer ganzen Reihe kritischer Betriebsparameter voraussetzt. Im einzelnen müsser.
neben der Temperatur des Zinnbades und der Umgebungstemperatur der Eintauchwinkel, die Eintauchzeit,
der Ausziehwinkel und die Ausziehgeschwindigkeit sowie die Schwenkgeschwindigkeit optimal
gewählt werden, um eine bestimmte Verzinnungsschichtdicke zu erhalten. -5
Trotz des beachtlichen Aufwandes besteht dabei selbst bei nur geringen Schwankungen eines dieser
vorgeschriebenen Parameter auch hier die Gefah r einer Tropfenbildung. Außerdem können Unebenheiten der
Kontaktflächen aufgrund möglicher Verunreinigungen ^o
und/oder der Bildung einer Haut an der Oberfläche bisher weder bei der von Hand ausgeführten Verziünung
noch bei der automatisch durchgeführten Verzinnung mit ausreichender Sicherheit ausgeschlossen
werden. J5
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren und eine möglichst einfach
aufgebaute, verbesserte Vorrichtung zu schaffen, mit welchen beim Verzinnen von Randkontakten die
Einhaltung einer bestimmten Verzinnungsschichtdicke *o und eine möglichst saubere und glatte Kontaktfläche
auch ohne Einhaltung allzu hoher Anforderungen an die Genauigkeit der verschiedenen Betriebsparameter
gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird bei dem erfindungsgemäßen 4'
Verfahren überraschend einfach dadurch gelöst, daß die den Randkontakten zugeordnete Kante der Leiterplatte
so an eine gegenüberliegende Kante eines Ansatzstreifens aus verzinnba^em Material herangeführt wird, daß
die Randkontaktflächen mit der im wesentlichen daran anschließenden zusätzlichen Fläche des Ansatzstreifens
im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen, und daß dann der Ansatzstreifen und die Leiterplatte
gemeinsam in das Zinnbad eingeführt und derart wieder herausgenommen werden, daß beim Herausnehmen
überschüssiges Zinn von den Randkontakten über den Ansatzstreifen abläuft.
Bei einer bevorzugten Ausführungsmöglichkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, daß die
Leiterpiatte mit dem davorliegenden Ansdlzstreifen 6Ü
durch eine Schwenkbewegung in das Zinnbad eingeführt wird, wobei die den Randkontakten abgewandte
Seite der Leiterplatte vorangeht.
Zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine Vorrichtung vorgesehen, die erfindunggemäß so
ausgeführt ist, daß auf einem Trägerteil eine Aushebevorrichtung für die Leiterplatte über dem Zinnbad
schwenkbar gelagert ist und daß auf der Aushebevorrichtung eine gesondert schwenkbar gelagerte, den
Ansatzstreifen und eine Haltevorrichtung für die Aufnahme einer Leiterplatte tragende Einschwenkvorrichtung
für die Leiterplatte vorgesehen ist
Wesentliche Vorteile der Erfindung bestehen darin, daß eine homogene, sehr glatte und ebene Zinnauflage
gleichmäßiger Schichtdicke auf die Randkontakte aufgebracht werden kann. Dabei ist die Gefahr einer
Tropfenbildung bei der Erfindung weitestgehend dadurch ausgeschaltet, daß überschüssiges Zinn über
den ein Abfließblech bildenden Ansatzstreifen ablaufen kann.
Bei der Bearbeitung bereits fertig im Schlepplötbad gelöteter Leiterplatten ist es mit dem erfindungsgemäßen
Verfahren auch möglich, die zu dick verzinnten Randkontakte so weit zu entzinnen, daß die gewünschte
Dicke der Zinnauflage erreicht wird.
Die genannten Vorteile sind gegenüber dem oben erläuterten Verfahren insbesondere auch dann gewährleistet,
wenn keine allzu hohen Anforderungen an die einzuhaltende Genauigkeit der meisten dort genannten
Betriebsparameier gestellt werden.
Weiterbildunger der Erfindung ergeben sich aus den
übrigen Ansprüchen.
In der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
beispielsweise erläutert und dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eiie erfindungsgemäße Vorrichtung, die vorzugsweise zur Verzinnung der Randkontakte bereits
bestückter und gelöteter Leiterplatten dient,
F i g. 2 eine schematisch vereinfachte Seitenansicht eines aus F i g. 1 herausgebrochenen Teiles zur Veranschaulichung
der Wirkung des als Ablaufblech vorgesehenen Metallstreifensund
F i g. 3—6 einen herausgebrochenen Teil der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung in verschiedenen Betriebsstellungen,
zur Veranschaulichung des mit Hilfe dieser Vorrichtung ausgeführten erfindungsgemäßen Verfahrens.
Eine in Fig.! schematisch vereinfacht dargestellte
Vorrichtung 10 zum Verzinnen von Randkontakten einer Leiterplatte mit gedruckter Schaltung weist im
wesentlichen eine aus einem Schwenkrahmen 12 bestehende Aushebevorrichtung auf, die auf einem
Trägerteil 14 gelagert ist, und zwar an dessen gabelförmig erweiterten Ende, welches sich oberhalb
eines Zinnbades 18 befindet. An vorspringenden Armen 20 des Schwenkrahmens 12 ist eine aus einem weiteren
Schwenkrahmen 22 bestehende Einschwenkvorrichtung schwenkbar gelagert. Der im wesentlichen U-förmig
ausgebildete Rahmen 22 trägt eine im wesentlichen aus zwei auf dem Quersteg des Rahmens verstellbar
angeordneten Profilschienen 24 und 26 bestehende Halterungsvorrichtung für die Aufnahme einer Leiterplatte
28, deren Randkontakte bei 30 angedeutet sind. Die mit ihren freien Enden schwenkbar gelagerten
Schenkel oder Arme des Rahmens 22 tragen einen vorzugsweise aus Titan oder einer Titanlegierung
bestehenden langgestreckten Winkelteil 32, welcher auf seinem mit den Führungsschienen der Halterungsprofile
24 und 26 in einer gemeinsamen Ebene fluchtenden Steg einen Streifen 34 aus verzinnbarem Material vorzugsweise
Stahlblech, trägt.
Zur Betätigung der durch den Schwenkrahmen 12 gebildeten Aushebevorrichtung ist eine Kolben/Zylinder-Einheit
36 vorgesehen, deren freie Enden jeweils schwenkfähig an einem in einer Aufnahmegabel 30 des
Trägerteiles 14 befestigten Stützträger 40 und einem
vom Schwenkrahmen 12 aufragenden Schwenkarm 42 angelenkt sind. Eine weitere Kolben/Zylinder-Einheit
44 ist zur Betätigung des Einschwenkrahmens 22 vorgesehen und mit ihren freien Enden jeweils
schwenkfähig am Ende eines Auslagerarmes 46 und am freien Ende eines Schwenkhebels 48 angelenkt, der mit
seinem anderen Ende an einer mit dem Einschwenkrahmen 22 gemeinsam bewegbaren Schwenkachse befestigt
ist.
Die gesamte Vorrichtung kann mit Hilfe eines am Gabelbock 38 angeordneten Schwenkbolzens 50 an
einem nicht dargestellten Trägerrahmen angelenkt sein, so daß die gesamte Vorrichtung mit Hiife eines ebenfalls
nicht gezeigten Betätigungshebeis aus einer hochgeschwenkten Ruhelage in die gezeigte Arbeitslage
geschwenkt werden kann. Dabei ist vorzugsweise vorgesehen, daß bei dieser Einschwenkbewegung eine
elektrisch-pneumatische Steuerung für den dann automatisch ablaufenden Verzinnungsvorgang eingeschaltet
wird.
F i g. 2 zeigt in vergrößerter Ansicht, daß der Winkelteil 32, an welchem der Stahlblechstreifen 34
beispielsweise festgenietet ist, mit seinem anderen Schenkel an Trägerstangen 52 beispielsweise festgeschraubt
ist. Bei einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung können diese Trägerstangen 52 in den
Schwenkarmen des Rahmens 22 verschiebbar und zur Einstellung einer gewünschten Eintauchtiefe in das
Zinnbad beispielsweise mittels einer Stellschraube in ihre Einstell-Lage an den Schwenkarmen des Rahmens
22 festlegbar sein.
Einstellschrauben 54 können auch den Führungsschienen 24 und 26 zugeordnet sein, so daß eine
eingeschobene Leiterplatte in einer gewünschten, dem Stahlblechstreifen 34 richtig zugeordneten Lage festgehalten
werden.
Fig.3 verdeutlicht verschiedene Phasen des Bewegungsablaufes
der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung bei einer bevorzugten Ausführung des anhand dieser
Darstellung erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens. Die durch die Führungsschienen 24 und 26 gebildete, am
Schwenkrahmen 22 befestigte Halterung für eine
eingeschobene Leiterplatte 28 befindet sich zunächst in einer waagerechten Lage, wobei die den Randkontakten
30 zugeordnete Vorderkante mit der einen Anschlag bildenden gegenüberliegenden Kante des Stahlblechstreifens
34 in Berührung ist, siehe insbesondere auch F i g. 2. Die verbleibende Oberfläche des mit den
Führungen für die Unterseite der Leiterplatte fluchtenden Steges des Winkelteilers 32 bildet dabei eine
Abdeckung der Rückseite der Leiterplatte im Bereich der Randkontakte.
Mit Hilfe der Kolben/Zylinder-Anordnung 44 wird
dann nach Einschaltung des automatischen Arbeitsablaufes der Schwenkrahmen 22 über den Schwenkhebel
48 vorzugsweise so weil geschwenkt, bis die Leiterplatte eine senkrechte Lage einnimmt siehe
F i g. 4, in welcher der Stahlblechstreifen und die Randkontakte 30 in das Zinnbad eingetaucht sind. Nach
einer vorgegebenen Verweilzeit im Zinnbad wird dann durch Betätigung der Kolben/Zylinder-Einheit 36 der
Schwenkrahmen 12 in die in Fig. 5 gezeigte Stellung geschwenkt, wobei die in das Zinnbad eingetauchten
Teile der Leiterplatte mit den Randkontakten und der anschließende Stahlblechstreifen langsam aus dem
Zinnbad herausgehoben werden. Überschüssiges Zinn
ίο läuft bei dieser Bewegung von den Kupferbahnen der
verzinnten Randkontakte über den mitverzinnten Stahlblechstreifen in das Zinnbad zurück, so daß eine
durch die Oberflächenspannung des abfließenden Zinns bedingte Tropfenbildung nicht auftreten kann, weil der
Abrißpunkt möglicherweise entstehender Tropfen nicht mehr im Bereich der Randkontakte, sondern erst auf
dem anschließenden Stahlblechstreifen liegt.
Anschließend wird dann die aus dem Zinnbad herausgehobene verzinnte Leiterplatte durch erneute
Betätigung der Kolben/Zylinder-Einheiten 44 und 36 über die in Fig.6 gezeigte Zwischenstellung wieder in
die Ausgangslage nach F i g. 3 bewegt.
Insbesondere anhand Fig.3 und 4 wird ein weiterer
wesentlicher Vorteil der Erfindung deutlich, der darin besteht, daß beim Einschwenken des Stahlblechstreifens
und der Randkontakte der Leiterplatte die vorausgehende Kante des den Stahlblechstreifen 34 tragenden
Winkels 32 die Oberfläche des Zinnbades sauber abstreift und damit gelöst Oxide und andere Verunreinigungen
wegschiebt, so daß die danach in das Zinnbad eintauchenden und zu verzinnenden Teile sicher gegen
eine Schlierenbildung und/oder Verschmutzung, die zu Unebenheiten der Kontaktflächen führen könnten,
geschützt ist. Durch die Erfindung wird eine sehr
r, homogene, saubere und glatte Zinnschicht gleichmäßiger
Dicke auf die Randkontakte aufgebraucht, wobei die Schichtdicken zwischen 10 und 70 μ bevorzugt werden.
Die Erfindung wurde mit gutem Erfolg erprobt, wobei
sehr gute Arbeitsergebnisse erreicht wurden mit einer
■in Zusammensetzung L-Sn 60 Pb Cu des Zinnbades und
einer Zinnbadtemperatur von 240° ± 5°C und einer zwischen 2.5 und 4, vorzugsweise bei drei Sekunden
liegenden Verweilzeit im Zinn. Ein einwandfreies Abfließen des Zinns über das Ablaufblech ist in jedem
Falle gewährleistet, wenn die Leiterplatte am Ablaufblech anliegt und die Enden der Kupferbahnen der
Randkontakte höchstens einen Abstand von 0,2 mm vor der zugehörigen Plattenkante haben, und wenn wie
auch bei bekannten Verfahren die zu verzinnenden
5« Platten gut mit einem Fluxmittel benetzt sind.
Die Toleranzen bei der Einhaltung der übrigen Betriebsparameter sind weitgehend unkritisch, so daß
die Erfindung mit relativ geringem Aufwand durch einwandfreies Ablaufen überschüssigen Zinns über ein
Abfließblech die an die Verzinnung von Randkontakten gestellten Bedingungen erfüllt
Claims (17)
1. Verfahren zum Verzinnen von Randkontakten einer Leiterplatte, wobei der die Randkontakte
tragende Bereich der Leiterplatte in ein Zinnbad eingeführt und nach einer vorgegebenen Verweilzeit
wieder aus dem Zinnbad herausgenommen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die den Randkontakten zugeordnete Kante der Leiterplatte
so an eine gegenüberliegende Kante eines Ansatzstreifens aus verzinnbarem Material herangeführt
wird, daß die Randkontaktflächen mit der im wesentlichen daran ausschließenden zusätzlichen
Fläche des Ansatzstreifens im wesentlichen in einer gemeinsamen Ebene liegen, und daß dann der
Ansatzstreifen und die Leiterplatten gemeinsam in das Zinnbad eingeführt und derart wieder herausgenommen
werden, daß beim Herausnehmen überschüisiges Zinn von den Randkontakten über den
Ansatzstreifen abläuft
2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch seine Anwendung bei einer Leiterplatte, die
bereits bestückt und gelötet ist.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte
mit dem davorliegenden Ansatzstreifen durch eine Schwenkbewegung in das Zinnbad eingeführt
wird, wobei die den Randkontakten abgewandte Seite der Leiterplatte vorangeht.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Randkontakte der Leiterplatte mit
dem Ansatzstreifen während der Verweilzeit in einer im wesentlichen senkrechten Stellung gehalten
werden.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leiterplatte mit dem
Ansatzstreifen durch eine über die beim Einführen erreichte Schwenklage hinausgehende Schwenkbewegung
aus dem Zinnbad herausgehoben wird.
6. Vorrichtung zur Ausführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis S, dadurch
gekennzeichnet, daß auf einem Trägerteil (14) eine Aushebevorrichtung (12) für die Leiterplatte (28)
über dem Zinnbad schwenkbar gelagert ist und daß auf der Aushebevorrichtung (12) eine gesondert
schwenkbar gelagerte, den Ansatzstreifen (34) und eine Haltevorrichtung (24, 26) für die Aufnahme
einer Leiterplatte tragende Einschwenkvorrichtung (22) für die Leiterplatte vorgesehen ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwenkachsen der gesondert
betätigbaren Aushebe- und Einschwenkvorrichtungen (12,22) oberhalb des Zinnbades (18) zueinander
und zum Zinnbadspiegel parallel angeordnet sind, und daß die gesamte Schwenkvorrichtung (10) aus
dem Bereich des Zinnbades zurückschwenkbar angeordnet ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatzstreifen (34) auf
einem an den Schwenkarmen der die Halterung der Leiterplatte tragenden Einschwenkvorrichtung (22)
angebrachten Winkelteil (32) angebracht ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Plattenhalterung (24, 26)
weisende Kante des Ansatzstreifens einen von dem mit der Unterseite der Leiterplatte fluchtenden Steg
des Winkelteils (32) vorspringenden Anschlag für die den Randkontakten (30) zugeordnete vordere
Stirnkante der in die Halterung eingeschobenen Leiterplatte bildet, und daß der an der Leiterplatte
anliegende Bereich des Winkelsteges eine Abdekkung der Rückseite der Leiterplatte bildet.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9,
dsdurch gekennzeichnet, daß die Halterung der Leiterplatte (30) aus zwei die Seitenkanten der
Leiterplatte aufnehmenden Führungsschienen (24, 26) besteht, welche zur Einstellung ihres seitlichen
ίο Absfandes auf einem die Schwenkarme der Einschwenkvorrichtung
(22) überbrückenden Steg verschiebbar befestigt sind.
11. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch
gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den Schwenkarmen der Einschwenkvorrichtung (22) und
dem daran sitzenden, den Ansatzstreifen (34) tragenden Winkelteil (32) zur Einstellung der
Eintauchtiefe der Leiterplatte (28) in das Zinnbad (18) verstellbar ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Einführen
in das Zinnbad (18) vorangehende Kante des den Ansatzstreifen (34) tragenden Winkelteiles (32) als
Abstreifkante für den Zinnbadspiegel ausgebildet ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet
durch eine hydraulische bzw. pneumatische Antriebsvorrichtung.
14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtung im
wesentlichen aus zwei gesonderten Kolben/Zylinder-Einheiten (36, 44) für die Aushebe- und
Einschwenkvorrichtung (12,22) besteht.
15. Vorrichtung nach Anspruch 6, gekennzeichnet
durch einen Ansatzstreifen (34) aus Stahlblech,
J5 dessen Dicke vorzugsweise gleich der Leiterplattendicke ist.
16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Stahlblechstreifen verzinnt
ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Haltewinkel (32) aus Titan
oder einer Titanlegierung besteht.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762649260 DE2649260C3 (de) | 1976-10-29 | 1976-10-29 | Verfahren zum Verzinnen von Randkontakten einer Leiterplatte und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19762649260 DE2649260C3 (de) | 1976-10-29 | 1976-10-29 | Verfahren zum Verzinnen von Randkontakten einer Leiterplatte und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2649260A1 DE2649260A1 (de) | 1978-05-03 |
DE2649260B2 true DE2649260B2 (de) | 1981-04-30 |
DE2649260C3 DE2649260C3 (de) | 1982-01-14 |
Family
ID=5991827
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19762649260 Expired DE2649260C3 (de) | 1976-10-29 | 1976-10-29 | Verfahren zum Verzinnen von Randkontakten einer Leiterplatte und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
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---|---|
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Families Citing this family (2)
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---|---|---|---|---|
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-
1976
- 1976-10-29 DE DE19762649260 patent/DE2649260C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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