DE2852132C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Wellenlötanlage gemäß
dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Eine solche Wellenlötanlage ist aus der US-PS 33 98 873 bekannt.
Sie dient zum Verlöten von elektrischen und elektronischen
Bauteilen auf einer Schaltungsplatte. Die Wellenlötanlage
weist einen Behälter für eine Lotschmelze auf, in
welche ein Pumpensumpf und eine Verdrängungspumpe
eintaucht. Die Verdrängungspumpe drückt geschmolzenes Lot
in eine Einzugsöffnung des Sumpfes, in dem das geschmolzene
Lot sodann aufwärts strömt und durch eine horizontal
angeordnete Schlitzdüse am oberen Ende unter Erzeugung einer
Lotwelle abströmt.
Die Schaltungsplatten sind mit elektrischen oder elektronsichen
Bauteilen bestückt, deren Zuleitungen durch Öffnungen
in der Schaltungsplatte nach unten hin durchstehen, wobei
auf der Rückseite der Schaltungsplatte gedruckte Leiterbahnen
vorgesehen sind. Diese Schaltungsplatten sind
auf einer Vorrichtung angeordnet, mit der sie durch die
Lotwelle der Wellenlötanlage transportiert werden, so daß
die Unterseite der Schaltungsplatten mit dem geschmolzenen
Lot in Berührung kommen und die Zuleitungen der Bauteile
mit den gedruckten Leiterbahnen verlötet werden.
Derartige Wellenlötanlagen haben zwar der Elektronikindustrie
erhebliche Einsparungen an Herstellungskosten für
die Schaltungsplatten gebracht, jedoch ist bei diesen Anlagen
die Abscheidung von überschüssigem Lot an den Schaltungsplatten,
an den Verbindungen und Zuleitungen ein ständiges
Problem. Solch überschüssiges Lot kann zur Bildung
von Kurzschlüssen, Lötbärten und/oder Lötbrücken führen, so
daß die Schaltungsplatten entweder nachbearbeitet werden
müssen oder, falls ein Nacharbeiten nicht mehr möglich
ist, als Ausschuß zu betrachten sind. Die Entwicklung in
der Elektronikindustrie führt zu immer höheren Packungsdichten
der Bauteile, so daß zwangsläufig auch die
Lötpunktdichte höher wird. Die angesprochenen Probleme werden
durch diese Entwicklung noch wesentlich verstärkt.
Außerdem haben bekannte Wellenlötanlagen einen erhöhten
Lötverbrauch sowie ein höheres Gewicht der Schaltungsplatte
im fertigen Zustand zur Folge.
Die Ausbildung von Lötkurzschlüssen, Lötbärten und Lötbrücken
kann verringert werden, indem man die Schaltungsplatten
durch die Lotwelle in einem gegenüber der Horizontalen
geneigten Winkel transportiert, um auf diese Weise
den Austrittswinkel zwischen der jeweils zu lötenden
Schaltungsplatte und der Lotwelle zu vergrößern. Auch diese
Maßnahme kann jedoch die angesprochenen Schwierigkeiten
nicht eliminieren, insbesondere nicht bei Schaltungsplatten
mit hoher Lötpunktdichte. Außerdem wird dadurch die
Transportvorrichtung kompliziert und die Höhe des gesamten
Lötsystems vergrößert. Auch andere Lösungen, so z. B. eine
spezielle Geometrie der Lotwelle führen nicht zu dem
gewünschten Erfolg.
Aus der US-PS 36 05 244 ist eine Wellenlötanlage bekannt,
bei der der Teil der Lotwelle, der nicht in Kontakt mit der
Unterseite der Schaltungsplatte befindlich ist, mit einem
Lötölfilm abgedeckt wird, um auf diese Weise einmal eine
Oxidation des Lotes und zum anderen eine überschüssige
Lotablage auf der Schaltungsplatte zu verhindern, die zu
Lötkurzschlüssen, Lötbärten oder Lötbrücken führen kann.
Gleichzeitig wird auf die Oberseite der Schaltungsplatte,
unmittelbar nachdem diese die Lötwelle verlassen hat, ein
gerichteter Kaltluftstrom geblasen, wodurch die aufgeheizte
Schaltungsplatte relativ rasch abgekühlt werden soll.
Gleichzeitig soll dadurch eine gleichmäßige Abkühlung der
Lötstellen erfolgen, so daß sich in Verbindung mit der
Wirkung des Lötöls auf der Rückseite der Schaltungsplatte
gleichförmig Lötstellen ergeben. Der Kaltluftstrahl wird
lediglich dann eingeschaltet, wenn tatsächlich eine
Schaltungsplatte durch die Lötwelle geführt wird. Das
Ein- und Ausschalten des Kaltluftstrahles erfolgt durch
Steuersignale, die von einem optischen Sensor abgegeben
werden, der die Anwesenheit bzw. Abwesenheit einer
Schaltungsplatte oberhalb der Lotwelle detektiert.
Auch diese vorgeschlagenen Maßnahmen können eine Ausbildung
von Lötkurzschlüssen, Lötbärten und Lötbrücken nicht
verhindern und keine gewünschte gleichmäßige Formung der
einzelnen Lötstellen gewährleisten, da die Wirkung des Lötölfilms
auch in Verbindung mit der Beaufschlagung durch einen
Kaltluftstrahl hierzu nicht ausreicht.
Aus der DE-OS 24 11 854 ist eine Vorrichtung zur Entfernung
überschüssigen Lötmittels von noch unbestückten gedruckten
Schaltungsplatten bekannt. Die noch unbestückte
Schaltungsplatte mit den gedruckten Leiterbahnen wird in
ein Lötbad getaucht, so daß sie insgesamt mit Lot bedeckt
wird, und anschließend aus dem Lötbad herausgezogen. Während
dieses Herausziehens wird die Schaltungsplatte von
beiden Seiten mit Heißluftstrahlen angeblasen, die unter
einem Winkel von etwa 60° auf die Schaltungsplatte auftreffen
und anschließend durch Ablenkbleche von dieser weggeführt
werden. Mit dieser Maßnahme soll erreicht werden,
daß die gedruckten Leiterbahnen mit einem dünnen Lotüberzug
versehen werden und daß außerdem aus den Öffnungen der
Schaltungsplatte überschüssiges Lot unter Belassung eines
dünnen Lotfilmes herausgeblasen wird. Das derart weggeblasene
überschüssige Lot läuft an den Ablenkblechen zur Umlenkung
des Heißluftstromes wieder in das Lötbad zurück.
Diese bekannte Vorrichtung dient zur Vorverzinkung einer
unbestückten Schaltungsplatte, nicht jedoch der Verlötung
der Zuleitungen von Bauteilen einer bestückten
Schaltungsplatte mit den vorhandenen Leiterbahnen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Wellenlötanlage
der in Rede stehenden Art anzugeben, bei der nach dem
Durchgang der Schaltungsplatten durch die Lotwelle überschüssiges
Lot zuverlässig entfernt wird, um auf diese
Weise auch bei Schaltungsplatten mit hoher Lötpunktdichte
Lötkurzschlüsse, Lötbärte und Lötbrücken zu vermeiden, wobei
gleichzeitig die Lötstellen gleichmäßig geformt werden
sollen. Außerdem soll für die Herstellung derartiger
Schaltungsplatten möglichst wenig Energie verwendet werden.
Diese Aufgabe ist gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen
Merkmale gelöst.
Demgemäß ist unmittelbar nach der Lotwelle eine Düse vorgesehen,
die einen Heißluftstrom in Richtung auf die Lotwelle
abgibt, der unter einem spitzen Winkel auf die Unterseite
der Schaltungsplatte geführt ist. Diese Führung des
Heißluftstromes erfolgt bevorzugt mit Hilfe eines unterhalb
der Düse angeordneten Leitbleches, so daß der Heißluftstrom
gezielt auf die Unterseite der Schaltungsplatte
auftrifft. Der Heißluftstrom bläst zuverlässig überschüssiges
Lot weg, so daß Lötkurzschlüsse, Lötbärte und Lötbrücken
nicht auftreten. Außerdem werden die einzelnen Lötstellen
sehr gleichförmig geschaltet, so daß eine elektrisch
sehr gut leitende Lötverbindung hergestellt wird. Die Wirkung
des Heißluftstromes ist somit zweifach: Zum einen
wird überschüssiges Lot weggeblasen, zum anderen wird Lot
zur gleichmäßigen Formung der einzelnen Lötstellen
verlagert.
Des weiteren ist eine Steuervorrichtung zum An- und Abschalten
des Heißluftstromes vorgesehen, wobei der Heißluftstrom
nur angeschaltet ist, solange die Schaltungsplatte
sich im Wirkungsbereich der Düse für den Heißluftstrom
befindet.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
die Düse für den Heißluftstrom beheizt, so daß sich nur geringe
Wärmeverluste einstellen. Die Steuervorrichtung zum
An- und Abschalten des Heißluftstromes weist bevorzugt
eine Lichtquelle und eine fotoelektrische Zelle sowie ein
Ventil zum Schalten der Düse auf. Weitere Ausgestaltungen
der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Erfindung ist in Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung näher erläutert. In dieser stellen dar:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Anlage zum Verlöten
von Schaltungsplatten mit einer Wellenlötanlage;
Fig. 2 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer
Wellenlötanlage mit einer Düse zur
Abgabe eines Heißluftstromes auf die
Unterseite der Schaltungsplatte;
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Steuervorrichtung
zur Betätigung der Düse;
Fig. 4 eine erste Ausführungsform einer Wellenlötanlage
im Bereich der Düse zur Abgabe
eines Heißluftstromes;
Fig. 5 eine zweite Ausführungsform des in Fig. 4
gezeigten Details;
Fig. 6 und 7 in Draufsicht bzw. geschnittener Seitenansicht
eine Ausführungsform einer Düse zur Abgabe
eines Heißluftstromes;
Fig. 8 eine perspektivische Ansicht einer weiteren Ausführungsform
einer Düse zur Abgabe eines Heißluft
stromes;
Fig. 9 eine geschnittene Seitenansicht einer Düse gemäß
Fig. 8.
Fig. 1 zeigt eine Schaltungsplatte 20, die in einer
Bestückungsstation 22 mit einer Vielzahl elektrischer oder
elektronischer Bauteile 24 an vorgegebenen Stellen innerhalb
der Schaltungsplatte bestückt wird. Die Schaltungsplatte
weist eine isolierte Verdrahtungsplatte mit gedruckten
Leiterbahnen an der Unterseite sowie mit mehreren sich
durch die Schaltungsplatte erstreckenden Öffnungen 25 auf.
Die Bauteile 24 werden auf der Oberseite der Schaltungsplatte
eingesetzt, wobei sich ihre Zuleitungen 26 abwärts
durch die Öffnungen 25 erstrecken.
Auf die zu verlötenden Oberflächen wird in einer Flußmittel
station 30 ein Flußmittel aufgebracht, beispielsweise
durch Aufsprühen, Schäumen, Bürsten oder mittels einer
Flußmittelwelle.
Sodann wird die Schaltungsplatte 20 aus der Flußmittelstation
30 in eine an sich bekannte Vorwärmstation 32
verbracht, wo sie vorgewärmt wird, um das Flußmittel zu
verteilen, das Lösungsmittel in dem Flußmittel zu entfernen
und so eine aktive Flußmittelschicht auf der Schaltungsplatte
20 und den Zuleitungen zu erzeugen. Die Schaltungsplatte
20 wird hierbei auf höhere Oberseitentemperaturen
als normalerweise üblich erhitzt. Die Schaltungsplatte
20 wird auf eine Mindestoberseitentemperatur von etwa 66°C
vorgewärmt; vorzugsweise erfolgt die Vorwärmung der
Schaltungsplatte jedoch auf eine Oberseitentemperatur im
Bereich von etwa 100°C bis 125°C oder darüber. Durch die
Vorheizung der Schaltungsplatte auf höhere Oberseitentemperaturen
als normalerweise üblich soll die Zeitdauer, während
welcher das Lot auf der Schaltungsplatte nach dem Austritt
der Schaltungsplatte aus der Lotwelle im geschmolzenen
Zustand verbleibt, verlängert werden. Der Grund hierfür
ergibt sich aus der weiter unten folgenden
Beschreibung.
Die mit Flußmittel behandelte und vorgewärmte Schaltungsplatte
wird sodann in eine Lotstation 36 verbracht. Wie
näher aus den Fig. 2 und 3 ersichtlich, umfaßt die
Wellenlötanlage einen als Ganzes mit 40 bezeichneten Behälter
herkömmlicher Bauart, der einen Vorrat von geschmolzenem
Lot 42 aufnimmt. An der Unterseite und/oder den Seitenwandungen
des Behälters 40 oder in das Lot eintauchend können
(nicht dargestellte) herkömmliche Heizvorrichtungen vorgesehen
sein, um das Lot 42 zu erwärmen und in geschmolzenem
Zustand zu halten.
Im Inneren des Behälters 40 ist ein als Ganzes mit 44 bezeichnetes
Pumpensumpf- und Düsenaggregat angeordnet. Das
Sumpf- und Düsenaggregat 44 ist von herkömmlicher Bauart.
Es weist typischerweise eine abgerundete Bodenwandung 46,
zwei im wesentlichen vertikale gegenüberstehende Stirnwandungen
(nicht gezeigt) sowie zwei schräg geneigte Seitenwandungen
52 und 54 auf. Die oberen Enden der Stirnwandungen
und der Seitenwandungen 52 und 54 befinden sich in
solchen Abständen voneinander, daß sie eine schmale, langgestreckte
rechteckige Düse bzw. einen Düsenschlitz 56
bilden, welcher sich über den Spiegel der Lotschmelze in
dem Behälter 40 hinaus nach oben erstreckt.
Der Pumpensumpf weist zwei einstellbare Schütz- bzw.
Schleusenplatten 58 A, B, auf, die in Abständen von den
Seitenwandungen 52 und 54 des Sumpfes zur Kontrolle des Lot
überlaufes aus der Düse 56 vorgesehen sind. Die Lötstation
weist ferner eine (nicht dargestellte) Pumpe mit variabler
Drehzahl auf, welche mit einer Einlaßöffnung 59 am unteren
Ende des Sumpf- und Düsenaggregats 44 in Verbindung steht
und Lot in den Sumpf hineinpumpt, in welchem das Lot sodann
nach oben steigt und aus der Düse 56 als stehende Lotwelle
fließt.
Ein wesentliches und kritisches Merkmal besteht
in der Fähigkeit zur Verlagerung und/oder Entfernung
von überschüssigem Lot an bzw. von der Unterseite der
Schaltungsplatte sowie von beliebigen Zwischenverbindungen,
Bauteilzuleitungen und/oder daran befindlichen Bauteilkörpern,
bevor das Lot in Form von Kurzschlüssen, Lötbärten
und/oder -brücken erstarren kann. Dies wird
erreicht, indem man die gelötete Schaltungsplatte mit den
daran herabhängenden Bauteilzuleitungen in einer Überschuß
lotentfernungsstation 60 behandelt. Die Überschußlot
entfernungsstation 60 folgt in Vorschubrichtung unmittelbar
auf die Lötstation 36 und ist so ausgebildet, daß
übermäßiges Lot an der Plattenunterseite
weggeblasen wird, bevor das Lot in Form von Kurzschlüssen,
Lotbärten und/oder Brücken erstarrt. Die Lotentfernungsstation
60 weist eine oder mehrere Düsen 62 auf, mit
der ein Heißluftstrom gegen die Unterseite der Schaltungsplatte
gerichtet werden kann. Eine Leitplatte 64
ist unter der Düse 62 mit einem spitzen Winkel von etwa 45°
gegenüber der Horizontalen vorgesehen, mit der der Heißluftstrom
in Richtung auf die gerade gelöteten Stellen der
Schaltungsplatte 20 geführt wird. Die Strömungsgeschwindigkeit,
der Druck und die Temperatur des Heißluftstromes
sowie die Zeitdauer zwischen dem Austritt der Schaltungsplatte
aus der Lotwelle und dem Beginn des Kontaktes mit
dem Heißluftstrom können innerhalb gewisser Grenzen schwanken,
je nach der Temperatur der Schaltungsplatte, der
Umgebungstemperatur, dem Lotschmelzpunkt, der spezifischen
Wärme sowie dem Wärmeübergangskoeffizienten zwischen
Heißluftstrom und Schaltungsplatte, der Größe und Form der
Schaltungsplatte, der Packungsdichte der Schaltungsbauteile,
der Menge des aufgebrachten und zu entfernenden
Lots, der Bandgeschwindigkeit sowie dem Abstand zwischen
der Lötstation und der Überschußlotentfernungsstation.
Selbstverständlich muß die Düse 62 mit genügendem Abstand
unterhalb dem Vorschubweg der Schaltungsplatten angebracht
sein, um den Durchtritt der längsten herabhängenden
Zuleitungen usw. zu gestatten. Vorzugsweise wird die Luft
auf eine Temperatur im Bereich von etwa 93°C bis 350°C,
vorzugsweise etwa 290°C bis 300°C (gemessen an der
Austrittsseite der Düse 62) vorgewärmt. Für eine 63/67-Lötlegierung
beträgt die bevorzugte Vorwärmtemperatur etwa
290°C (gemessen am Austrittsende der Düse 62).
Der Heißluftstrom trifft auf noch geschmolzenes Lot an der
Unterseite der Schaltungsplatte, den Zwischenverbindungen
und den Bauteilzuleitungen und/oder den Bauteilkörpern und
bewirkt eine Verlagerung des überschüssigen Lots und/oder
bläst dieses von der Unterseite der Schaltungsplatte, den
Zwischenverbindungen, Leitungen und Bauteilkörpern fort.
Hierdurch wird die Ausbildung von Lotbrücken oder -bärten
oder von Kurzschlußbildung bei der Erstarrung des Lotes
weitgehend verhindert, außerdem werden die Lötstellen
gleichmäßig geformt.
Wie in Fig. 3 gezeigt, ist die Düse 62 über eine Zufuhrleitung
66 mit der einen Seite eines elektromagnetisch betätigten
Ventils 68 verbunden. Das Ventil 68 ist über eine
Leitung 70 mit dem Auslaß einer Heizvorrichtung 72 verbunden,
welche Luft auf die gewünschte erhöhte Temperatur erhitzt.
Die Betätigung des Ventils 68 erfolgt mittels einer
photoelektrischen Zelle 74 über eine Relais-Vorrichtung 76
derart, daß jeweils ein Heißluftstrom abgegeben wird, sobald
eine Schaltungsplatte 20 durch die Lotwelle hindurchtritt
und die Vorderkante der Schaltungsplatte einen von
einer Lichtquelle 78, die oberhalb des Vorschubwegs der
Schaltungsplatte angeordnet ist, ausgehenden Strahlengang
unterbricht. Der Heißluftstrom hält an, bis die Hinterkante
der Schaltungsplatte durchgelaufen ist und den Strahlengang
wieder freigibt, so daß Licht der Lichtquelle 78
wieder auf die photoelektrische Zelle 74 fällt; in diesem
Zeitpunkt wird das Ventil 68 geschlossen. Vorzugsweise wird
das Ventil 68 nicht vollständig geschlossen, d. h. ein
kleiner Heißluftstrom durch die Düse aufrechterhalten, so daß
die Düse auf der gewünschten Temperatur
verbleibt.
Die Schaltungsplatten 20 werden mittels einer Transportstraße
80 mit zwei in Abständen voneinander angeordneten
Schienen 82 und 84 aus der Bestückungsstation 22 über die
Flußmittelstation 30, die Wellenlötstation 36 und die
Überschußlotentfernungsstation 60 transportiert.
Fig. 4 zeigt eine Schaltungsplatte in der Überschußlot
entfernungsstation 60 und veranschaulicht, wie der Heißluftstrom
geschmolzenes Lot 86 von einer Schaltungsplatte bzw.
Zwischenverbindungen oder Bauteilzuleitungen entfernt und
die Verteilung des Lotes vergleichmäßigt wird.
Der Fachmann kann ohne Schwierigkeiten experimentell die
jeweiligen bevorzugten Betriebsparameter ermitteln, um für
die jeweils zu lötenden speziellen Schaltungsplatten eine
Massenlötung ohne Lötbärte, Lötbrücken und Kurzschlußbildung
zu gewährleisten.
Beispielsweise wurden an einer Schaltungsplatte mit den Abmessungen
6,35 × 15,24 cm bei einer Schaltkreis- oder Lötfläche
von 96,75 cm² und 150 durchplattierten Öffnungen
von 0,0762 cm Durchmesser mit 150 Bauteilzuleitungen von
0,0508 cm Durchmesser (50% Stahlzuleitungen, 50% Kupfer
zuleitungen) die Bildung von Lötbärten, -brücken und Kurzschlüssen
bei Einhaltung der folgenden Parameter verhindert:
Lötlegierung 63/67, Lötbadtemperatur 252°C, Vorwärmtemperatur
der Schaltungsplatten etwa 125°C (Oberseite),
Transportgeschwindigkeit 0,018 m/Sek., Verwendung von Heißluft
mit etwa 290°C, gemessen am Ausgang der Düse 62, mit
einem Pitot-Druck (gemessen etwa 0,6 cm vom Austritt der
Düse 62) von etwa 22,5 mm Hg, sowie mit einer Strömungsgeschwindigkeit
(gemessen am Austrittsende der Düse 62) von
etwa 76 m/Sek., wobei die Entfernung zwischen dem Punkt,
wo die Schaltungsplatte aus der Lotwelle austritt und dem
Eintritt in den Heißluftstrom im Bereich von etwa 19 bis
25 cm betragen soll.
Die Schaltungsplatten können auch horizontal durch die Kuppe
der Lotwelle hindurchgeführt werden.
Der Anmeldungsgegenstand weist eine Reihe von Vorteilen auf. Zum
einen hat sich gezeigt, daß die Kontaktierung der Unterseite
einer Schaltungsplatte mit einem Heißluftstrom eine
Vergleichmäßigung des Lotüberzugs an den Leiterbahnen und Lötstellen
bewirkt. Des weiteren werden Ösen und nichtbestückte
durchplattierte Öffnungen freigehalten. Ein weiterer
Vorteil besteht darin, daß die verlötete Schaltungsplatte
in etwas kühlerem Zustand als bei vergleichbaren herkömmlichen
Massen-Lötsystem aus dem System austritt. Dieser
letzterwähnte Vorteil rührt vor allem von der Entfernung
von Überschußlot her, das eine große Wärmesenke bei herkömmlich
gelöteten Schaltungsplatten darstellt. Außerdem
kann der Heißluftstrom, falls er kühler als das Lot auf
der Schaltungsplatte ist, eine Abkühlung zusätzlich
beschleunigen. Die Abkühlung der Schaltungsplatte erleichtert
die Handhabung der Platte nach dem Löten und hat auch
eine Verringerung des Auftretens von Kissenbildung in "solder-
out-solder"-Systemen zur Folge. Die Abkühlung der
Schaltungsplatte bewirkt auch Lötverbindungen mit feinerem
Korn.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen
können in mannigfachen Einzelheiten abgewandelt werden.
Beispielsweise können in der Überschußlotentfernungsstation
60 ein oder mehrere Sätze von Heizvorrichtungen
ähnlicher Art wie die Vorwärm-Heizvorrichtungen vorgesehen
werden, um die Zeit, über welche das Lot an der Schaltungsplatte
geschmolzen bleibt, zu verlängern. Des weiteren
kann in dem Heißluftstrom ein Anteil, beispielsweise bis
etwa 20 Gew.-%, Flüssigkeit dispergiert sein, beispielsweise
durch Einsprühen der Flüssigkeit in den Heißluftstrom
aus einer oder mehreren Saugdüsen 98, wie in Fig. 5 veranschaulicht.
Die Saugdüsen 98 sind über eine Leitung 100
mit einem Vorrat 102 der in dem Heißluftstrom zu
dispergierenden Flüssigkeit verbunden. Die Flüssigkeit kann auch
mittels einer oder mehrerer Sprühdüsen in den Heißluftstrom
injiziert werden.
Beispielsweise kann als Flüssigkeit ein herkömmliches Lötöl
oder Ölgemisch verwendet werden. Überschüssiges Lot auf
der Schaltungsplatte und an den Zuleitungen wird dadurch
schneller entfernt. Außerdem erleichtert die Verwendung
eines Lötöls die Nachreinigung nach der Lötung und führt zu
gleichmäßigen Lötstellen mit glatter Oberfläche. Ebenso
können auch herkömmliche Netz- und/oder Flußmittel in dem
Heißluftstrom dispergiert werden. Des weiteren können auch
ein oder mehrere Heizelemente einstückig mit den Düsen 62
vorgesehen werden, wie beispielsweise in den Fig. 6 bis
9 veranschaulicht, in Ergänzung und/oder anstelle der
Heizvorrichtung 72.
Die in den Fig. 6 und 7 dargestellte Düse weist einen
Düsenkörper 104 in Form einer flachen, länglichen Trapezoidkammer
auf. In der kurzen Seitenwandung 108 des Düsenkörpers
104 ist eine Eintrittsöffnung 106 vorgesehen, die
über eine Leitung mit einer Druckluftquelle verbunden ist.
Eine der langen Wandungen 110 des Düsenkörpers 104 ist zur
Bildung einer langgestreckten schneidenartigen Mündung 112
abgeschrägt. Diese bildet den Düsenausgang. Der Düsenkörper
104 ist aus einem wärmebeständigen Material wie beispielsweise
geschweißtem Stahlblech hergestellt. Im Inneren
des Düsenkörpers 104 ist eine Heizvorrichtung,
beispielsweise in Form eines oder mehrerer elektrischer
Widerstandsheizelemente 114 vorgesehen. Derartige elektrische
Widerstandsheizelemente sind bekannt und kommerziell
verfügbar. Gegebenenfalls können die Wände des Düsenkörpers
thermisch isoliert sein. Die Luft wird durch die
Widerstandselemente 114 erhitzt.
Eine weitere Ausführungsform einer Düse ist in den Fig. 8
und 9 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird die
Düse durch einen im Ganzen rechteckigen Block 116 gebildet.
Der Block 116 besteht aus einem hitzebeständigen Material,
wie beispielsweise Stahl. In einer Seitenwandung 120
des Blockes 116 sind mehrere Blindlöcher 118 vorgesehen,
welche eine entsprechende Anzahl von Heizpatronen 122 aufnehmen.
Derartige Heizpatronen sind ebenfalls bekannt und
kommerziell erhältlich. In seinem Inneren weist der Block
116 eine Kammer 124 auf und in einer Seitenwandung eine
Eintrittsöffnung 125, welche die Kammer 124 über eine
nicht dargestellte Leitung mit einer Druckluftquelle verbindet.
Die Düsenaustrittsmündung ist in der Seitenwandung
126 gegenüber der die Heizpatronen 122 enthaltenden Seitenwandung
120 vorgesehen. Wie aus Fig. 9 ersichtlich ist
die Wandung 126 abgeschrägt bzw. verjüngt ausgebildet;
hierdurch werden zwei parallele Stirnkantenflächen 128 im
Bereich der Schnittstelle der schrägen Seitenflächen 130
mit dem langgestreckten Kanal 132 gebildet. Der Kanal 132
steht mit der Innenkammer 124 in Verbindung. Die Stirnkantenflächen
128 sollen im wesentlichen miteinander fluchten;
sie können entweder wie in der Zeichnung gezeigt
schneidkantenartig ausgebildet sein, oder mit einer größeren
Breite; hierzu könnte die Austrittsdüse längs einer
durch die gestrichelte Linie 134 angedeuteten Ebene abgeschnitten
werden. Ein Vorteil dieser abgestumpften Ausbildung
des Düsenaustritts besteht darin, daß der aus der Düse
austretende Heißluftstrom einen besonders glatten Strömungsverlauf
zeigt. Außerdem hat sich ergeben, daß mit einem
Düsenaustritt dieser Art sich zu beiden Seiten des
Heißluftstromes sekundäre Luftströme bilden; diese
sekundären Luftströme stellen isolierende Strömungsschichten für
den Heißluftstrom dar und tragen zur Verlagerung bzw. zur
Entfernung von Lot bei.
Die Lotentfernungsstation wurde vorstehend in Verbindung
mit einer Wellenlötanlage erläutert; jedoch ist für den
Fachmann ohne weiteres klar, daß ähnliche Vorteile bei Verwendung
einer Lotentfernungsstation in Verbindung mit anderen
Massenlötsystemen, wie beispielsweise Tauch-, Kaskaden-,
Strahl- und Schlepplötsystemen, erzielt werden.
Claims (6)
1. Wellenlötanlage zum Verlöten von auf einer Schaltungsplatte
bestückten elektrischen und elektronischen Bauteilen,
deren Zuleitungen durch Öffnungen in der Schaltungsplatte
nach unten hin durchstehen, mit auf der
Schaltungsplatte vorgesehenen gedruckten Leiterbahnen,
mit einer Lötstation sowie einer Vorrichtung zum Transport
der Schaltungsplatte durch eine in der Lötstation
erzeugte Lotwelle, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar
nach der Lotwelle eine Düse (62) zur Abgabe
eines Heißluftstromes in Richtung auf die Lotwelle, der
unter einem spitzen Winkel auf die Unterseite der Schaltungsplatte
(20) geführt ist, und eine Steuervorrichtung
zum An- und Abschalten des Heißluftstromes vorgesehen
sind, wobei der Heißluftstrom nur angeschaltet ist, solange
die Schaltungsplatte (20) sich im Wirkungsbereich
der Düse (62) befindet.
2. Wellenlötanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Führung des Heißluftstromes unterhalb der
Düse (62) ein Leitblech (64) vorgesehen ist.
3. Wellenlötanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Düse (62) beheizt ist.
4. Wellenlötanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch
gekennzeichnet, daß die Steuervorrichtung eine
Lichtquelle (78) und eine fotoelektrische Zelle (74) sowie
ein Ventil (68) zum Schalten der der Düse (62) zugeführten
Luft aufweist.
5. Wellenlötanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß auch in der Abschaltphase das Ventil (68) für
die der Düse (62) zugeführte Luft nicht vollständig
geschlossen ist.
6. Wellenlötanlage nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß der Heißluftstrom ein
Benetzungsmittel enthält.
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