DE2720293A1

DE2720293A1 - Verfahren zur herstellung von lot- ueberzuegen und loetverbindungen an anschlusselementen von elektrischen bauteilen sowie vorrichtung zur ausuebung des verfahrens

Info

Publication number: DE2720293A1
Application number: DE19772720293
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Koeppe
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1977-05-05
Filing date: 1977-05-05
Publication date: 1978-11-09
Also published as: DE2720293C3; DE2720293B2

Description

Verfahren zur Herstellung von Lot-Überzügen und Lötverbindungen
an Anschlußelementen von elektrischen Bauteilen sowie Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren sowie auf eine Vorrichtung zur Herstellung von Lot-Überzügen und Lötverbindungen an Anschlußelementen, z.B. Lötfahnen oder Lötstifte von elektrischen Bauteilen unter Anwendung eines Lötflußmittels, indem man die Anschlußelemente nach erfolgtem Benetzen mit dem Flußmittel zum Überziehen oder Löten in das schmelzflüssige Lot tauchst.
Beim Verzinnen von Lötfahnen oder Lötstiften aber auch beim Anlöten von Drähten an Lötfahnen entstehen Lotspritzer, die durch eine explosionsartige Verdampfung des Lötflußmittels beim Eintauchen der Anschlußelemente in das bis auf eine Temperatur von 200 bis 4000C erwärmte Lot verursacht werden. Die Lotspritzer besitzen meist die Form kleiner Lotkugeln, welche oft nur unter dem Mikroskop sichtbar sind; oft geben derartige Lotspritzer bei elektrischen Geräten zu Störungen Anlaß. Die kleinen Kugeln kleben oder schmelzen an der den Lötfahnen benachbarten Flächen.
Derartige Lotspritzer konnten bisher weder beim Löten mit einem Lötkolben noch beim Tauchlöten der Anschlußelemente vermieden werden. Eine gewisse Verbesserung konnte erreicht werden, indem man zum Tauchlöten schmale, mit Lot gefüllte Schlitze zur Anwendung brachte, in welche man die Anschlußelemente tauchte oder durch welche man die Anschlußelemente führte.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch verfahrens- und vorrichtungsmäßige Maßnahmen das Entstehen von Schäden durch Lotspritzer an elektrischen Bauteilen zu vermeiden. Dies geschieht gemäß dem erfinderischen Verfahren dadurch, daß man jedes von mehreren Anschlußelementen des Bauteiles während des gemeinsamen und gleichzeitigen Überziehens oder Lötens gegenüber der Umgebung abschirmt und dabei die beim Eintauchen der Anschlußelemente in das schmelzflüssige Lot entstehenden Lotspritzer auffängt.
Bedingt dadurch, daß man beim Eintauchen des Anschlußelementes in das schmelzflüssige Lot seine Umgebung abschirmt und dabei die Lotspritzer auffängt, wird somit ein Herantreten von kleinen Lotkügelchen an das Bauteil vermieden.
Ausgehend von einem das schmelzflüssige Lot beinhaltenden Behälter besteht die Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens zum Beloten von Anschlußelementen elektrischer Bauteile darin, daß der Behälter ein Wandteil mit mehreren, mit dem schmelzflüssigen Lot mindestens teilweise gefüllten, die Anschlußelemente aufnehmenden Öffnungen aufweist, und daß die Anordnung der Öffnungen der Teilung der Anschlußelemente am elektrischen Bauteil entspricht.
Das Bauteil wird somit mit seinen Anschlußelementen nach Art eines Steckers in die mindestens teilweise mit Lot gefüllten Öffnungen der Behälferwand gesteckt. Die dabei entstehenden Lotspritzer werden von den Wandungen der Öffnungen aufgefangen und vom Lot aufgenommen. An das Bauteil herantretende Spritzer können somit weitgehendst vermieden werden.
Vorteilhaft ist es, bei vergleichsweise im Durchmesser kleinen Anschlußelementen, nämlich solche, deren Durchmesser oder Dicke nicht mehr als 2 mm beträgt, einen im Vergleich zur Länge der Anschlußelemente schmalen Wandteil zu verwenden, und im Abstand vom Lotspiegel Öffnungen zum Einführen der Anschlußelemente in den Wandteil einzubringen, wobei die lichte Weite der Öffnungen und ihr Abstand vom Lotspiegel so bemessen ist, daß das schmelzflüssige Lot entgegen seinem hydrostatischen Druck durch Kapillarwirkung in den Öffnungen hält.
Die im Flußmittel enthaltenen Aktivatoren wirken auf das Material der Beckenwandung; sie kann dadurch völlig zerstört werden. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung sind mindestens die Bohrungen in der Beckenwandung mit einer Emailschicht belegt. Die Emailschicht verhindert eine Zerstörung der Beckenwandung.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
In den Zeichnungen sind zwei zur Ausübung des Verfahrens dienende Vorrichtungen nebst Einzelheiten hierzu dargestellt. Es zeigen: Figur 1 eine in einem Wandungsteil des Lotbehälters eingebrachte Öffnung mit einem darin eingeführten Anschlußelement, Figur 2 einen Lotbad-Behälter mit Öffnungen für die Anschlußelemente im dachförmigen Wandteil, Figur 3 einen Lotbad-Behäler mit Öffnungen zum Einführen der Anschlußelemente im Seitenwandteil.
Gemäß Figur 1 sind in einem Wandteil 1 eines Lotbad-Behälters Öffnungen 2 eingebracht, durch welche man die Anschlußelemente 3 eines elektrischen Bauteiles einführt. Der Wandteil 1 steht in Berührungsverbindung mit dem schmelzflüssigen Lot 4 des Lotbad-Behälters. Durch Kapillarwirkung und/oder den hydrostatischen Druck sind die Bohrungen 2 mit schmelzflüssigem Lot mindestens teilweise gefüllt. Beim Einführen des mit einem Lötflußmittel benetzten Anschlußelementes 3 entsteht unter der Einwirkung des auf eine hohe Temperatur von 200 bis 4000 C erwärmten Lotes eine plötzliche Verdampfung des Lotflußmittels, so daß kleine Lotpartikel 6 aus der Lotschmelze mit hoher Geschwindigkeit herausgetrieben werden. Diese Lotspritzer werden von der Wandung 5 der Öffnung 2 aufgefangen. Das Lotflußmittel beinhaltet sogenannte Aktivatoren, welche chemisch auf das Metall des Wandteiles 1 einwirken. Zur Vermeidung dieses Nachteiles sind die Wandungen 5 der Öffnungen 2 mit einer Emailschicht 7 ausgekleidet.
Figur 2 zeigt einen Lotbad-Behälter bzw. ein Lotbecken 8 mit einem dachförmigen Wandteil 1. Im Wandteil sind eine Vielzahl von Öffnungen 2 eingebracht, deren Teilung t der Teilung der Anschlußelemente 3 eines elektrischen Bauteiles 9 entspricht. Ebenso entspricht die geometrische Anordnung der Öffnungen 2 der Anordnung der Anschlußelemente 3 des elektrischen Bautelles. Die lichte Weite der Öffnungen ist etwa 1 mm größer als das Maß der Anschlußelemente. Der Wandteil 1 überdeckt hier nach Art einer Traverse das Lotbad und ragt mit seiner von der Auflagefläche 10 für das elektrische Bauteil 9 abgekehrten Fläche 11 in das schmelzflüssige Lot, so daß die Öffnungen 2 mindestens teilweise mit Lot gefüllt sind. Die der Lotschmelze zugekehrte Fläche 11 ist - wie ersichtlich - dachförmig geschrägt, derart, daß die Rückstände sowie Oxidreste entlang dieser Fläche in Pfeilrichtung 12 zu Kanälen 13 treiben und dort mittels eines Schabers entfernbar sind. Es ist nicht auszuschließen, daß sich Rückstände an den dem Lot 4 zugekehrten Öffnungen 2 ansetzen. Zu diesem Zwecke benutzt man einen Schaber 14 - hier nur gestrichelt dargestellt - welcher in Pfeilrichtung 15 entlang der Scheitelkante des Wandteiles 1 führbar ist. An den beiden Stirnflächen des Beckens 8 befindet sich eine Vertiefung 16 zum Auffangen der vorgenannten Rückstände.
Eine andere Ausführungsform eines im Querschnitt dargestellten Lotbad-Behälters 1' zeigt Figur 3. Hier sind im Seitenwandteil 1' des Lotbad-Behälters bzw. -beckens Bohrungen 2 eingebracht. Eine derartige Anordnung eignet sich insbesondere dann, wenn die Anschlußelemente 3 in ihrem Durchmesser kleiner als 2 mm sind. Wählt man einen Durchmesser für die Öffnungen von annähernd 3 mm, so ist der verbleibende Raum einerseits groß genug zum Einführen des Anschlußelementes in das schmelzflüssige Lot 4, andererseits ist Jedoch der verbleibende Spalt so eng, daß das Lot durch seine Kapillarz irkung am Ausfließen gehindert wird. Hierbei ist es wesentlich, daß der Abstand H vom Lotbadspiegel 4' empirisch ermittelt wird; ist er zu groß, so fließt das Lot infolge des hydrostatischen Druckes aus den Öffnungen 2. Die Höhe H wird in Abhängigkeit vom Durchmesser D der Öffnungen 2 durch Versuche ermittelt.
6 Patentansprüche 3 Figuren L e e r s e i t e

Claims

Patentansprüche 9 erfahren zur Herstellung von Lot-Überzügen und Lötverbindungen an Anschlußelementen von elektrischen Bauteilen durch Tauchen der Anschlußelemente in schmelzflüssiges Lot, dadurch g e k en n -z e i c h n e t , daß man Jedes von mehreren Anschlußelementen (3) des Bauteiles (9) während des gemeinsamen und gleichzeitigen Uberziehens oder Lötens gegenüber der Umgebung abschirmt und dabei die beim Eintauchen der Anschlußelemente in das schmelzflüssige Lot entstehenden Lotspritzer (6) auffängt.
2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens, bestehend aus einem das schmelzflüssige Lot beinhaltenden Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lotbad-Behälter (8) ein Wandteil (1) mit mehreren, mit dem schmelzflüssigen Lot (4) mindestens teilweise gefüllten, die Anschlußelemente (3) aufnehmenden Öffnungen (2) aufweist, und daß die Anordnung der Öffnungen (2) der Teilung (t) der Anschlußelemente (3) am elektrischen Bauteil (9) entspricht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die im Wandteil (1) eingebrachten Öffnungen (2) mit einer Emailschicht (7) ausgekleidet sind.
4. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandteil (1) des Lotbad-Behälters (8) in Form einer auf das Lot (4) aufliegenden Traverse ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gkennzeichnet, daß die Bohrungen (2) in einem Seitenwandteil (lot) des Lotbad-Behälters (8) eingebracht und unterhalb des Lotbadspiegels (4') gelegen sind.
6. Vorrichtung nsch Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem Lotbad-Behälter (8) ein die Bohrungen von FluBmittelrückständen freihaltender Schaber (14) in Verbindung steht.