DE2945750A1

DE2945750A1 - Einrichtung zum verloeten von bestueckten leiterplatten

Info

Publication number: DE2945750A1
Application number: DE19792945750
Authority: DE
Inventors: Fritz Hess
Original assignee: EPM AG
Current assignee: EPM AG
Priority date: 1978-12-08
Filing date: 1979-11-13
Publication date: 1980-06-12
Also published as: HK54883A; FR2443788B1; CH633984A5; DE2945750C2; FR2443788A1; GB2036625A; BE880470A; US4284225A; CA1120603A; NL7908543A; GB2036625B

Description

Einrichtung zum Verlöten von bestückten Leiterplatten

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Verlöten von bestückten Leiterplatten, mit einem Lötbad, und mit einer Anzahl mittels einer Fördereinrichtung bewegten Transportrahmen, die je zur Aufnahme einer bestückten Leiterplatte eingerichtet sind und die an ihren vorlaufenden und an ihren nachlaufenden Ecken durch zugeordnete Führungsbahnen geführt sind, welche Führungsbahnen im Bereich des Lötbades und in Förderrichtung gesehen je eine abfallende Rampe und dieser nachfolgend je eine ansteigende Rampe aufweisen.

Unter Verlöten von bestückten Leiterplatten soll in diesem Zusammenhang das Verlöten der Anschlussleiter aktiver -^:·: Schaltungselemente verstanden werden, die von der einen Seite auf eine vorbereitete Leiterplatte aufgesteckt wurden, wobei das Verlöten an jener Stelle erfolgt, an der diese Anschlussleiter auf der anderen Seite der Leiterplatte heraustreten. Diese AnSchlussleiter (auch "Beine" genannt) haben unterschiedliche Längen, so dass auf der den Schaltungselementen abgekehrten Seite der Leiterplatte gewissermassen ein "Draht-Flor" entsteht, in dem die einzelnen Anschlussleiter umso dichter beieinander angeordnet sind, je kleiner die Schaltungselemente einerseits und je dichter diese andererseits auf der Leiterplatte angeordnet sind.

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Es ist nun nicht einfach, einen solchen "Draht-Flor" in einem Arbeitsgang so zu verlöten, dass mit Sicherheit jeder vorstehende Anschlussleiter nur an seiner Durchtrittsstelle durch die Leiterplatte und auch nur an dieser Stelle verlötet wird.

Erfolgt das Eintauchen der Leiterplatte parallel zu sich selbst und zum Spiegel des Lötbades (etwa durch Absenken der Leiterplatte oder durch Anheben des Lötbades), besteht die Gefahr, dass Luftblasen im "Draht-Flor" gefangen bleiben und damit eine Verlötung des einen oder anderen Anschlussleiters verhindern. Diesem Mangel kann, wie bekannt, abgeholfen werden, wenn das Eintauchen der Leiterplatte durch eine Kippbewegung vornüber geschieht, so dass zuerst der vorlaufende Bereich der unteren Seite der Leiterplatte in das Lötbad eintaucht und hernach erst der nachlaufende Bereich. Dadurch hat allenfalls im "Draht-Flor" gefangene Luft ausreichend Zeit, um zu entweichen.

Andererseits gilt es gerade bei langen, vorstehenden und / oder dicht angeordneten Anschlussleitern zu verhindern, dass beim Herausheben aus dem Lötbad an diesen Anschlussleitern Lotfahnen oder -Brücken hängen bleiben, die eine unerwünschte elektrische Verbindung zwischen voneinander isoliert zu haltenden Anschlussleitern herstellen.

Bei der vorgeschlagenen Einrichtung sind diese Schwierigkeiten weitgehend dadurch behoben, dass in Förderrichtung gesehen der Abstand zwischen den den vorlaufenden und den den nachlaufenden Ecken der Transportrahmen zugeordneten, abfallenden Rampen geringer ist als die Länge der Transportrahmen, und dass der Abstand zwischen den den vorlaufenden und den den nachlaufenden Ecken der Transportrahmen zugeordneten, ansteigenden Rampen im wesentlichen der Länge der Transportrahmen entspricht.

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Die Anordnung der abfallenden Rampen gewährleistet die erwünschte Kippbewegung beim Eintauchen der Leiterplatten, während die Anordnung der ansteigenden Rampen Gewähr dafür bietet, dass die Leiterplatten im wesentlichen parallel zu sich selbst aus dem Lötbad herausgehoben werden, so dass sich keine Lotbrücken bilden können, da überschüssiges Lot von den Enden der Anschlussleiter in deren Richtung abtropft. Merkmale bevorzugter Ausführungsformen der Einrichtung sind den abhängigen Ansprüchen zu entnehmen.

Ein Ausführungsbeispiel der Einrichtung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 eine vereinfachte Draufsicht auf einen

Teil einer Einrichtung,

Fig. IA in perspektivischer Darstellung einen

Teil der Einrichtung gemäss Fig. 1,

Fig. 2 in vereinfachter Darstellung (und teil

weise im Schnitt längs der Linie II -II der Fig. 1) eine Seitenansicht quer zur Förderrichtung der Einrichtung gemäss Fig. 1,

Fig. 3 einen quer zur Förderrichtung gelegten

Schnitt durch einen Transportrahmen,

Fig. 4-6 Seitenansichten ähnlich zu Fig. 2 mit

Transportrahmen in verschiedenen Phasen ihrer Bewegungsbahn, und die

Fig. 7-10 Schnitte durch die in Fig. 6 dem Betrachter näher erscheinenden Führungs

schienen längs den Linien A-A, B-B,

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C-C, bzw. D - D in Fig. 6.

Die dargestellte Einrichtung 10 weist einen Trog 11 auf, in dem eine Wanne 12 angeordnet ist, in die eine Pumpe 13 kontinuierlich flüssiges Lötzinn hineinpumpt. Die Heizelemente, die das Zinn in flüssigem Zustand halten, sind nicht dargestellt. Die Wanne 12 beinhaltet somit ein Lötbad 14, dessen Spiegel 15 praktisch auf konstanter Höhe liegt, da ein Ueberschuss des von der Pumpe 13 geförderten Zinns stets über die oberen Ränder der Wanne 12 -zusammen mit den sich bildenden Oxydschichtenin den Trog 11 fliesst und von da durch die Pumpe 13 wieder in die Wanne 12 gepumpt wird. Den beiden Längsseiten der Wanne 12 entlang verlaufend sind zwei Führungsschienen 16, 17 angeordnet, deren Profil -wie aus den Fig. 1 A und 7-10 hervorgeht, die Form eines H mit zwei Querstegen aufweist. In den durch dieses Profil gebildeten Hohlräumen 18, 19 (Fig. 7-9) sind die beiden Trume 20, 21 (Fig. 1, IA, 2) einer Förderkette 22 geführt, die durch einen nicht näher dargestellten Antrieb in Richtung der Pfeile 23 angetrieben ist.

Die oberen Ränder der seitlichen Wangen der Führungsschienen 16, 17 sind nach einwärts gebogen, so dass zwei in seitlichem Abstand von einander liegende Führungsbahnen 24, 25 mit einem dazwischen liegenden Schlitz 26 entstehen, welcher Schlitz sich über die gesamte Länge der Führungsschienen 16 bzw. 17 erstreckt. Durch diesen Schlitz 26 ist das obere Trum 20 der Förderkette 22 zugänglich. Die näher an der Wanne 12 vorbeiführende Führungsbahn 24 soll im folgenden "innere" Führungsbahn, die entfernter an der Wanne 12 vorbeiführende Führungsbahn 25 soll im folgenden "äussere" Führungsbahn benannt werden.

Zur Aufnahme der zu verlötenden Leiterplatten 27 sind eine Anzahl im wesentlichen rechteckige Transportrahmen 28 vor-

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gesehen. Diese Transportrahmen weisen an ihren vorlaufenden Ecken seitlich abstehende, auf den inneren Führungsbahnen 24 abgestützte Gleitkufen 29 bzw. Räder 29' (Fig. IA) auf. An den Gleitkufen 29 bezw. an den Achsen der Räder 29' ist ein Mitnehmerzahn 30 befestigt, der sich in den Schlitz 26 und dortselbst zwischen zwei benachbarte Glieder im oberen Trum 20 der Kette 22 hinein erstreckt. Die nachlaufenden Ecken der Transportrahmen 28 sind ebenfalls mit seitlich abstehenden Gleitkufen 31 bzw. mit Rädern 31' (Fig. IA) versehen, die sich jedoch auf der äusseren Führungsbahn 25 abstützten. Daraus geht hervor, dass die Transportrahmen 28 unmittelbar von den Förderketten 22 in den Führungsschienen 16,17 geschleppt werden, und dass den vorlaufenden Ecken der Transportrahmen 28 die inneren Führungsbahnen 24 und den nachlaufenden Ecken die äusseren Führungsbahnen 25 zugeordnet sind.

Sowohl die inneren Führungsbahnen 24 als auch die äusseren Führungsbahnen 25 besitzen je eine abfallende Rampe bzw. 33, sowie, dieser nachfolgend ancjeordnet, eine ansteigende Rampe 34 bzw. 35. Die abfallende Rampe 33 und die ansteigende Rampe 35 der äusseren Führungsbahn 25 sind je an einem Kulissenblech 36, 37 ausgebildet, welche Kulissenbleche mittels durch Langlöcher 38 greifenden Bolzen 39 an der äusseren Wanne der betreffenden Führungsschiene 16 bzw. 17 befestigt sind. Dadurch lassen sich die abfallenden Rampen 31 inbezug auf die abfallenden Rampen 32 und die ansteigenden Rampen 35 inbezug auf die ansteigenden Rampen 34 längs den Führungsschienen 16, 17 verstellen.

Der auf die abfallende Rampe 32 folgende, gradlinige Abschnitt der inneren Führungsbahn 24 ist durch Auflage einer (ebenfalls in Längsrichtung verstellbaren) Leiste 40

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etwas höher gehalten, als der auf die abfallende Rampe 33 der äusseren Führungsbahn 25 folgende geradlinige Abschnitt. Die Länge der Leiste 40 ist so gewählt, dass deren der ansteigenden Rampe 34 zugekehrtes Ende 41 in Förderrichtung gesehen etwa um ein Mass vom unteren Ende der abfallenden Rampe 33 der äusseren Führungsbahn 25 entfernt ist, das der Länge eines Transportrahmens 28 entspricht.

in Förderrichtung gesehen ist der Abstand der abfallenden Rampen 32, 33 voneinander auf alle Fälle geringer als die Länge eines Transportrahmens 28. Die Verstellbarkeit der Kulissenbleche 36 mit den abfallenden Rahmen 33 in Förderrichtung dient dazu, den "Eintauchwinkel" der Transportrahmen 28 und damit jener der in dieser gehalterten Leiterplatten 27 festzulegen, welcher Winkel je nach Ausmass der Leiterplatten verschieden zu wählen ist. Der Abstand der ansteigenden Rampen 34 und 35 voneinander entspricht auf alle Fälle im wesentlichen der Länge der Transportrahmen 28. Die Verstellbarkeit des Kulissenbleches 37 mit der Rampe 35 inbezug auf die Rampe 34 dient in erster Linie dazu, die Einrichtung 10 an TrarispöYtrahrteh 28 unterschiedlicher Länge anzupassen.

Die Leiste 41 dient dazu, den vorlaufenden Bereich jener Seite der Leiterplatte 27, von der die Anschlussleiter 42 (Fig. 2) abstehen, erst dann in Berührung mit dem Spiegel 15 des Lötbades 14 zu bringen, wenn "auch""der nachlaufende Bereich dieser Seite den Spiegel 15 berührt, d.h~. wenn die Gleitkufen 31 bzw. die Räder 31' des Transport'* ahme ns die tiefste Stelle nach der abfallenden Rampe 33 der äusseren Führungsbahn 25 erreicht haben.

In Fig. 4 ist mit 28^ ein Transportrahmen bezeichnet, der soeben mit einer Kippbewegung vornüber die Eintauchbe-

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wegung begonnen hat. Mit 28₂ ist ein Transportrahmen bezeichnet, kurz bevor die Eintauchstellung vollständig erreicht ist. Diese ist in Fig. 5 für den mit 28₃ bezeichneten Rahmen erreicht. In Fig. 6 sind mit 28₄ und 28₅ zwei Phasen des Heraushebens bezeichnet und in Fig. 5 ist mit 286 ein Rahmen bezeichnet, der bereits ganz herausgehoben wurde und durch die Förderkette 22 einer nächsten Bearbeitungsstation, beispielsweise einem sog. "cutter" zugeführt wird, wo die überschüssigen Längen der nun fest verlö'teten Anschlussleiter 42 abgeschnitten werden.

Es hat sich gezeigt, dass die vorgeschlagene Einrichtung nicht nur sehr praktisch im Betrieb ist (jeder Transportrahmen 28 lässt sich an eine beliebige, freie Stelle der Förderkette 22 einhängen), sondern auch in jeder Beziehung einwandfreie Verlötungen ergibt, so dass dank der vorgeschlagenen Einrichtung die Anordnungsdichte der Schaltungselemente auf Leiterplatten noch vergrössert, d.h. die Miniaturisierung von gedruckten Schaltungen noch weiter getrieben werden kann.

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Claims

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ε, BSCM 3 HANNOVEH,

PATENTANSPRUECHE

1J Einrichtung zum Verlöten von bestückten Leiterplatten (27), mit einem Lötbad (14), und mit einer Anzahl mittels einer Fördereinrichtung (22) bewegten Transportrahmen (28) , die je zur Aufnahme einer bestückten Leiterplatte (27) eingerichtet sind und die an ihren vorlaufenden und an ihren nachlaufenden Ecken durch zugeordnete Führungsbahnen (24,25) geführt sind, welche Führungsbahnen im Bereich des Lötbades (14) und in Förderrichtung gesehen je eine abfallende Rampe (32,33) und dieser nachfolgend je eine ansteigende Rampe (34,35) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass in Förderrichtung gesehen der Abstand zwischen den den vorlaufenden und den den nachlaufenden Ecken der Transportrahmen (18) zugeordneten, abfallenden Rampen (32,33) geringer ist, als die Länge der Transportrahmen (28), und dass der Abstand zwischen den den vorlaufenden und den den nachlaufenden Ecken der Transportrahmen (28) zugeordneten, ansteigenden Rampen (34,35) im wesentlichen der Länge der Transportrahmen (28) entspricht.
2. Einrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die den vorlaufenden Ecken (29) und die den nachlaufenden Ecken (31) zugeordneten Führungsbahnnen (24,25) je durch einwärts gebogene Schenkel zweier zu beiden Seiten des Lötbades (14) vorbeiführenden, längsgeschlitzten, im wesentlichen parallel zueinander

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^Sa:fk ORIGINAL INSPECTED

verlaufender Hohlschienen (16,17) gebildet sind, in denen je eine angetriebene Förderkette (22) geführt ist, in die ein an der zugeordneten, vorlaufenden Ecke (29) der Transportrahmen (28) befestigter Mitnehmerzahn (30) eingreift.
3. Einrichtung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die seitlich näher am Lötbad (14) vorbeiführenden Schenkel den vorlaufenden Ecken (29) der Transportrahmen (28) und die seitlich entfernter am Lötbad (14) vorbeiführenden Schenkel den nachlaufenden Ecken (31) zugeordnet sind.
4. Einrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die abfallenden und die ansteigenden Rampen (33 bzw. 35) der den nachlaufenden Ecken (31) der Transportrahmen (28) zugeordneten Führungsbahn (25) durch Kulissen (36,37) gebildet sind, die längs der Hohlschiene (16 bzw. 17) verstellbar und feststellbar sind, um für die in den Transportrahmen (28) gehalterten Leiterplatten den Eintauchv/inkel in das Lötbad (14) und die Verweilzeit in diesem einzustellen.

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