DE2925347A1

DE2925347A1 - Verfahren und vorrichtung zum ausloeten von bauteilen aus gedruckten leiterplatten

Info

Publication number: DE2925347A1
Application number: DE19792925347
Authority: DE
Inventors: Robert Ackermann
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-06-22
Filing date: 1979-06-22
Publication date: 1981-01-15

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Auslöten von Bauteilen aus
gedruckten Leiterplatten Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Auslöten von Bauteilen aus gedruckten, insbesondere mehrschichtigen Leiterplatten.
Bestückte und gelötete Leiterplatten beinhalten ca.
1 o/öo fehlerhafte Bauteile.
Die Bauteile sind in die mit einer Metallschicht überzogenen Bohrungen der mit Glasgewebe verstärkten Epoxydharzplatte mit eutektischem Zinn-Blei-Lot eingelötet.
Um zu vermeiden, daß eine Baugruppe mit fehlerhaften Teilen verworfen wird, müssen die Lötstellen an den Anschlüssen aufgeschmolzen werden, so daß das Bauteil aus der Platte genommen, die Bohrungen von Lot befreit und das Einsetzen eines funktionsfähigen Bauteils ermöglicht wird. Daß dies einwandfrei ausgeführt wird, ist besonders dann, wenn es sich um Baugruppen mit teuren Bauteilen, wie Mikroprozessoren handelt, von Bedeutung. Problematisch an dem beschriebenen Arbeitsgang ist das Aufbringen einer ausreichenden Wärmemenge, um die Löststellen aufzuschmelzen und andererseits bei diesem Vorgang den Kunststoff der Leiterplatte oder in der Nähe der problematischen Stelle liegende Bauteile nicht durch Temperatureinwirkung zu schädigen, sowie den Ausziehvorgang mit so wenig Kraft zu realisieren, daß die durch Wärmeeinwirkung stark reduzierten Festigkeitswerte der Bauteile nicht überschritten werden.
Bei bekannten Verfahren wird eine ca. 3900 heiße hohle Stahl- bzw. Kupferspitze oder ein Gebilde mit hohlen Domen, die. wie die Bauteilanschlußkonfiguration angeordnet sind, auf die zu lösenden Stellen so lange gepreßt, bis das Lot erschmolzen ist. Dann wird das Bauteil aus der Platte gezogen und das in den Bohrungen der Platte vorhandene Zinn durch die Öffnungen der heißen Spitzen gesaugt.
oblematisch dabei ist,daß die heißen Spitzen unkontrolliert verzundern. Damit verschlechtert sich der Wärmeübergangswert zwischen Ausiötkolbenspitze und Lötstelle.
Es muß mit relativ hoher Temperatur (3900C - 4200C) gearbeitet werden, um die Lötstelle sicher aufzuschmelzen.
Bei Gebilden mit mehreren Berührungspunkten besteht immer das Problem, daß einzelne Stellen überhitzt werden, während die anderen noch nicht erschmolzen sind. Dieser Mangel tritt um so heftiger in Erscheinung, je mehr Anschlüsse ein Bauteil hat. Bei Bauteilen mit max. 20 Anschlüssen sind die Grenzen des Möglichen erreicht.
Die Auslötkolbenspitze ist ein starres Gebilde. Um zwischen Platte und Kolben einen ausreichenden Wärmekon- takt zu erreichen, müssen die Formabweichungen zwischen Kolbenspitze und Leiterplatte durch Ampressen beseitigt werden. Dabei besteht die Gefahr, daß die geätzten Konfigurationen der Platte beschädigt werden oder, daß das Epoxydharzglashartgewebe unzulässig verformt wird.
Mit der Kolbenspitze müssen die Lötstellen, die zu lösen sind, präzise getroffen werden, sonst wird der Kunststoff der Leiterplatte verbrannt oder es werden die Bauteilanschlußenden umgebogen, so daß auch bei aufgeschmolzener Lötstelle das Bauteil nicht aus der Platte gezogen werden kann.
Eine andere Möglichkeit ist, aufgeschmolzenes Zinn mit 0 einer Temperatur von 2400C bis 260 C durch eine nach oben gerichtete Düse, deren Öffnung so groß wie die Bauteilgrundfläche ist, zu pumpen. Auf den so entstandenen Schwall legt man die Platte und benetzt die zu reparierende Stelle.
Das Problem dabei ist, daß im Randbereich des Schwalls an den Leiterbahnen und den nicht zu lösenden Lötstellen Zinn hängen bleibt und erstarrt, was zu unerwünschten leitenden Verbindungen führt. Die Anzahl der Mängel erhöht sich mit der Größe des Umfangs der Bauteilgrundfläche.
Das Absaugen der gelösten Lötverbindungen muß sehr schnell (ca. 1 Sek.) nach dem Abheben der Platte vom Schwall erfolgen, da die Wärmezufuhr unterbrochen ist und das Zinn zu erstarren anfängt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine#Vorrichtung zum Auslöten von Bauteilen aus gedruckten Schaitungsplatten anzugeben, bei dem Beschädigungen benachbarter Bauteile oder der Leiterplatte mit Sicherheit vermieden werden.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird dabei so verfahren, dad die reparierende Stelle der Leiterplatte in einem vorgegebenen Abstand vor einer Heißluftdüse plaziert und anschließend mit Heißluft von etwa 2400 C angeblasen wird, daß anschließend das oder die zu entfernenden Bauteile mit Hand oder automatisch abgezogen und freiwerdenden Bohrungen für die Bauteilanschlüsse mit einer vorgewärmten Saugdüse von etwa 200 0C abgesaugt werden.
Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens sieht vor, daß eine verstellbare Haltevorrichtung für die Leiterplatte vorgesehen ist, hinter der ein Gebläse angeordnet ist, daß die angesaugte Luft über eine Heizspirale zu einer Heißluftdüse führt und daß die Heißluftdüse mit einer über ein Gestänge betätigbaren Abblendklappe versehen ist.
Durch diese Maßnahme erhält man ein Verfahren und eine Vorrichtung, die besonders gut für das Auslöten von vielpoligen Bausteinen mit z.B. 24 oder 64 Anschlüssen auf mehrlagigen Leiterplatten, z.B. von 18 Lagen, geeignet ist. Verletzungen der Platte oder benachbarter Leiterbahnen und Bauteile werden bei diesem Verfahren sicher vermieden.
Zweckmäßig ist es dabei, daß die Düsenöffnung etwa einen quadratischen Querschnitt von 20 x 20 mm aufweist bei einer Luftmenge von ca. 300 1/min.
Die Heißluftdüse soll dabei etwa 10 mm hinter der zu reparierenden Stelle der Leiterplatte angeordnet sein.
Anhand desdes Ausführungsbeispiels nach der FIG wird die Erfindung näher erläutert.
Die FIG zeigt den schematischen Aufbau einer Vorrichtung zum Auslöten von Bauteilen auf mehrschichtigen Leiterplatten. Die Leiterplatte 1 wird in einer Aufnahmevorrichtung, die in einem Stativ 5 beweglich angeordnet ist, befestigt. Hinter der Lötseite der Leiterplatte 1 ist eine Heißluftdüse 2 mit etwa quadratischem Querschnitt angebracht. Die Düse selbst ist mit einer Abblendklappe 7 versehen, die über ein Gestänge 6 betätigt werden kann. Hinter der Düse 2 sitzt die Heizwicklung 3, der über das Gebläse 4 Kaltluft zur Erwärmung zugeführt wird. Die Absaugdüse zum Absaugen von in den freiwerdenden Bohrungen vorhandenem Lötzinn ist in der vorliegenden Zeichnung nicht dargestellt, sie kann in der Nähe der Leiterplatte so angeordnet sein, daß sie von der Bauteileseite her das Lötzinn absaugt.
Außerdem kann auch noch ein temperaturgeregelter Lötkolben, der ebenfalls nicht dargestellt ist, vorhanden sein, der zum Wiedereinlöten von Bauteilen dient.
4 Patentansprüche 1 FIG

Claims

Patentansprüche ~~~~~~~~~~~~~~~~ Verfahren zum Auslöten von Bauteilen aus gedruckten, insbesondere mehrschichtigen Leiterplatten, d a -d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die reparierende Stelle der Leiterplatte (1) in einem vorgegebenen Abstand vor einer Heißluftdüse (2) plaziert 0 und anschließend mit Heißluft von etwa 240 C angeblasen wird, daß anschlieBend das oder die zu entfernenden Bauteile mit Hand oder automatisch abgezogen und freiwerdenden Bohrungen für die Bauteilanschlüsse mit einer vorgewärmten Saugdüse von etwa 2000C abgesaugt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, d a d t; r c h g e k e n n z e i c h n e t daß eine verstellbare Haltevorrichtung für die Leiterplatte (1) vorgesehen ist, hinter der ein Gebläse (4) angeordnet ist, daß die angesaugte Luft über eine Heizspirale (3) zu einer Heißluftdüse (2j führt und daß die Heißluftdüse mit einer über ein Gestänge betätigbaren Abblendklappe (7) versehen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Düsenöffnung etwa quadratischen Querschnitt von 20 x 20 mm aufweist bei einer Luftmenge von ca. 300 1/min.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Heißluftdüse etwa 10 mm hinter der zu reparierenden Stelle der Leiterplatte (1) angeordnet ist.