DE29603561U1

DE29603561U1 - Vorrichtung zum Messen der Höhe einer Lötwelle

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Publication number: DE29603561U1
Application number: DE29603561U
Authority: DE
Original assignee: Soltec BV
Current assignee: Soltec BV
Priority date: 1995-03-03
Filing date: 1996-02-27
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 2006-02-28
Also published as: NL9500425A; US5617988A

Description

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Vorrichtung zum Messen der Höhe einer Lötwelle

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zum Messen der Höhe einer Lötwelle in einer ein Lötbad umfassenden Lötvorrichtung, die mit wenigstens einem Lötturm zur Erzeugung einer Lötwelle und einer mit dem Lötturm verbundenen Pumpe versehen ist.

Solche Lötvorrichtungen sind allgemein bekannt. Im allgemeinen werden die zu lötenden Gegenstände, beispielsweise Platinen, über das Lötgefäß hinweggeführt, wobei sie an ihrer Unterseite der Wirkung der aus dem Lötturm austretenden Lötwelle unterworfen werden. Dabei werden die Bauteile der zu lötenden Gegenstände, beispielsweise die Anschlußdrähte oder Lippen der auf der Platine befestigten Komponenten, von der Lötwelle fest auf der Platine verlötet. Dabei ist es selbstverständlich wichtig, daß der Lötvorgang nur an der Unterseite des zu lötenden Gegenstands erfolgt, weil die Oberseite des zu lötenden Gegenstands, beispielsweise die Platine und die darauf befestigten Komponenten, Schaden nimmt, wenn diese mit geschmolzenem Lötstoff in Kontakt kommt.

Weiter ist es wichtig, daß die Lötwelle hoch genug kommt, um erstens die Unterseite des zu lötenden Gegenstands zu treffen und zweitens mit ausreichender Kraft die Unterseite des zu lötenden Gegenstands zu treffen, damit an schwer zugänglichen Stellen auch eine gute Lötverbindung erhalten wird. Dabei ist beispielsweise zu denken an die Anschlußlippen von beispielsweise Chipoder Oberflächenmontagekomponenten, die in sehr kleinem Abstand von den Leiterbahnen der Platine gelegen sind. Somit scheint es von größer Bedeutung zu sein, daß die Höhe der von dem Lötturm erzeugten Lötwelle auf dem richtigen Wert gehalten wird.

Bei den bislang bekannten Vorrichtungen wird die Lötwelle nach Sicht eingestellt, wobei die erhaltene Höhe nicht immer optimal ist.

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Die Aufgabe der vorliegenden Neuerung ist die Schaffung einer Vorrichtung, mit der die Höhe der aus dem Lötturm austretenden Lötwelle immer so genau möglich ist, und wobei die Höhe darüber hinaus reproduzierbar ist. Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Meßvorrichtung umfaßt: Mittel zum Messen des Flüssigkeitsdrucks in der Verbindung zwischen der Pumpe und dem Lötturm.

Als Folge dieser Maßnahmen ist es möglich, den Druck des aus der Pumpe zum Lötturm, sich bewegenden Lötstoffs genau zu messen. Dieser Druck ist ja ein guter Indizwert für die Höhe der Lötwelle.

Nach einer ersten Vorzugsausführungsform umfassen die Mittel zum Messen des Flüssigkeitsdrucks ein mit der Verbindung zwischen der Pumpe und dem Turm verbundenes, an seiner Oberseite mit der Atmosphäre verbundenes Meßgefäß, dessen Oberrand höher als die Entnahmeöffnung des Lötturms gelegen ist.

Indem beispielsweise die Innenseite des Meßgefäßes mit einer Skalierung versehen ist, kann damit ein reproduzierbares Flüssigkeitsniveau und somit ein reproduzierbarer, im Turm herrschender Druck angezeigt werden. Es wird klar sein, daß bei unveränderten Eigenschaften des Turms (beispielsweise unveränderte Spaltbreite) dies zur Reproduktionsfähigkeit der Höhe der aus dem Lötturm austretenden Lötwelle führt.

Nachstehend wird die Neuerung anhand der beiliegenden Figuren erläutert, in der darstellen:

Figur 1: eine teilweise aufgerissene perspektivische Darstellung eines Lötgefäßes, das mit einem Lötturm versehen ist, bei dem eine Vorrichtung nach der Neuerung angebracht ist;

Figur 2: eine der Figur 1 entsprechende Ansicht, wobei eine andersartige Meßvorrichtung zum Messen der Höhe der Lötwelle vorgesehen ist; und

Figur 3 eine teilweise aufgerissene perspektivische Ansicht eines Lötgefäßes, in dem zwei Löttürme angebracht sind, die jeweils mit einer erfindungsgemäßen Meß-

vorrichtung versehen sind.

In der Figur 1 ist ein Lötgefäß 1 gezeigt, in dem ein Lötturm 2 angebracht worden ist zum Erzeugen einer Lötwelle 3, und in dem ebenfalls ein Chip-Lötturm 4 angebracht ist, der zur Erzeugung einer Chip-Lötwelle 5 eingerichtet ist. Zur Zufuhr geschmolzenen Lötstoffs zum Lötturm 2 ist im Lötgefäß 2 eine Bodenplatte 6 angebracht, die mittels einer senkrechten Platte 7 mit dem Boden des Lötgefäßes 1 verbunden ist. In dem auf diese Weise entstandenen Raum 8 ist eine nicht in der Zeichnung dargestellte Pumpe angebracht, die den geschmolzenen Lötstoff hinauf in den Lötturm 2 schickt.

In entsprechender Weise ist in dem anderen von der waagerechten Platte 6, der senkrechten Platte 7 und dem Boden und den Seitenwänden des Lötgefäßes 1 eingeschlossenen Raum 9 eine Pumpe 10 angeordnet, die mittels einer Leitung 11 mit dem Chip-Wellen-Turm 4 verbunden ist. Die Pumpe 10 pumpt geschmolzenen Lötstoff aus dem Gefäß 1 hinaus und führt diesen durch die Leitung 11 hindurch hinauf in den Chip-Welle-Lötturm 4, wodurch die Chipwelle 5 entsteht.

Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Chipwellenlötturm 4 mit einer Vorrichtung versehen zum Messen der Höhe der von diesem Turm erzeugten Chipwelle 5. Diese Vorrichtung wird durch ein Meßgefäß 12 gebildet, das mittels einer Leitung 13 mit der Leitung 11 verbunden ist. An seiner Oberseite ist das Meßgefäß 12 konisch nach oben hin sich erweiternd ausgestaltet, so daß eine relativ große Oberfläche des Flüssigkeitsspiegels sichtbar ist.

Es ist selbstverständlich, beispielsweise mittels der Anbringung einer Skalierung, möglich, die Höhe des Flüssigkeitsspiegels genau festzustellen. Anhand dieser Feststellung kann die Leistung der Pumpe 10 nachgeregelt werden. Die Skalierung kann im Inneren des Meßgefäßes angebracht sein, jedoch ist es ebenfalls möglich, das Meßgefäß aus durchsichtigem Material, wie beispielsweise Quarzglas herzustellen und mit einer Skalierung zu ver-

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sehen, was das Ablesen erleichtert.

Es ist selbstverständlich möglich, in einer anderen Weise, beispielsweise elektronisch, die Höhe des Flüssigkeitsspiegels zu ermitteln. Dazu ist ein Näherungssensor 14 mittels eines Bügels 15 über dem Meßgefäß 12 angeordnet .

Indem die Ausgangsanschlüsse des Näherungssensors 14 mit einem anzeigenden Meßinstrument verbunden werden, kann mit einem großen Maß an Genauigkeit die Höhe des Flüssigkeitsspiegels und damit die Höhe der Chipwelle festgestellt werden. Selbstverständlich ist es ebenfalls möglich, das Ausgangssignal des Näherungssensors für eine automatische Regelung der Höhe der Chipwelle zu verwenden. Im Zusammenhang mit der Trägheit des gesamten Systems ist dies jedoch nicht einfach; es wird darauf hingewiesen, daß Lötwellen, und somit auch die Chipwelle, im allgemeinen erst eingeschaltet werden, wenn ein zu Lötender Gegenstand, beispielsweise eine Platine, über dem Chipwellenturm anwesend ist, und daß, wenn die zu lötende Platine die Lötstrecke verlassen hat, die Chipwelle wieder abgeschaltet wird. Diese Maßnahme dient dazu, zu vermeiden, daß die Chipwelle über den Rand des zu lötenden Gegenstands hinwegspritzt und an der Oberseite Schaden verursacht.

Zum Schluß ist in dem Verbindungsrohr 13 eine Verjüngung 16 vorgesehen, um schnelle Fluktuierungen in dem von der Pumpe erzeugten Druck zu dämpfen, bevor diese an das Wellenhöhenmeßsystem weitergegeben werden.

In der Figur 2 ist eine ähnliche Vorrichtung gezeigt. Die in der Figur 2 gezeigte Vorrichtung weicht nur hinsichtlich der Art des Drucksensors ab. Bei der in der Figur 2 gezeigten Ausführungsform handelt es sich um einen handelsüblichen Drucksensor 17, der mittels des Rohrs 13 mit dem Rohr 11 verbunden ist. Der Sensor ist mit einem nicht inder Zeichnung dargestellten Ausgangsanschluß versehen, der mit einem anzeigenden Meß-

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instrument verbunden werden kann, möglicherweise in digitaler Form, oder der mit einer Steuerschaltung zur Regelung der Leistung der Pumpe verbunden werden kann. Zum Schluß zeigt die Figur 3 eine Ausführungsform, bei der für beide Löttürme eine Wellenhöhenmeßvorrichtung angebracht ist. Dies bedeutet, daß die in der Figur 3 gezeigte Ausführungsform mit der in der Figur 1 gezeigten Ausführungsform übereinstimmt, wobei jedoch ein zweites Meßgefäß 18 angebracht ist, das mittels des Rohrs 19 mit der zum Lötturm 2 führenden Pumpe 20 verbunden ist.

Weiter ist auch bei dieser Ausführungsform ein Bügel angebracht, auf dem ein Näherungssensor 22 angebracht ist. Die von beiden Näherungssensoren 14, 22 stammenden Signale können an einem dazu geeigneten Instrument angezeigt werden. Zum Schluß wird angemerkt, daß es im allgemeinen insbesondere bei Chipwellen von Bedeutung ist, die Höhe richtig einzustellen. Dazu tragen die Abmessungen der von der Chipwelle zu lötenden Komponenten bei. Außerdem ist mit bloßem Auge die Höhe einer Chipwelle schwerer festzustellen.

Claims

tt ··!· ft f» «* tt Schutzansprüche

1. Vorrichtung zum Messen der Höhe einer Lötwelle in einer ein Lötbad umfassenden Lötvorrichtung, die mit wenigstens einem Lötturm zur Erzeugung einer Lötwelle und einer mit dem Lötturm verbundenen Pumpe versehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung umfaßt: Mittel zum Messen des Flüssigkeitsdrucks in der Verbindung zwischen der Pumpe und dem Lötturm.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Messen des Flüssigkeitsdrucks ein mit der Verbindung zwischen der Pumpe und dem Turm verbundenes, an seiner Oberseite mit der Atmosphäre verbundenes Meßgefäß umfassen, dessen Oberrand höher als die Entnahmeöffnung des Lötturms gelegen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch ge-

kennzeichnet, daß das Meßgefäß an seiner Oberseite erweitert ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß über dem Meßgefäß ein Flüssigkeitsdetektor angebracht ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung einen mit der Verbindung zwischen der Pumpe und dem Lötturm verbundenen Flussigkeitsdruckmesser umfaßt.

6. Vorrichtung nach einer der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß in der Verbxndungsleitung zwischen dem Lötturm und den Druckmeßmitteln eine Verjüngung angebracht ist.

7. Lötvorrichtung, die wenigstens einen Lötturm umfaßt, gekennzeichnet durch eine Wellenhöhenmeßvorrichtung nach einem der vorigen Ansprüche.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötvorrichtung einen normalen Lötturm und einen Chiplötturm umfaßt, und daß für jeden Lötturm eine Wellenhohenmeßvorrichtung angebracht ist.

9. Lötvorrichtung nach Anspruch 7, welche

Vorrichtung Mittel zur Regelung der Leistung der Pumpe umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Wellenhöhenmeßvorrichtung mit den Mitteln zur Regelung der Leistung der Pumpe verbunden ist, um die Wellenhöhe wenigstens momentan zu regeln.