DE29614604U1

DE29614604U1 - Lötvorrichtung

Info

Publication number: DE29614604U1
Application number: DE29614604U
Authority: DE
Original assignee: Cooper Tools GmbH
Current assignee: Weller Tools GmbH
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1997-12-18
Anticipated expiration: 2006-08-23

Description

• · i

BESCHREIBUNG LOTVORRICHTUNG

Die Erfindung betrifft eine Lötvorrichtung mit einer erwärmbaren Lötspitze, welche an ihrem Arbeitsende eine wenigstens
teilweise von einer Auftragskante umrandete Vertiefung zur Aufnahme von einem Lötmittel aufweist.

Eine solche Lötvorrichtung ist aus der US-A-53 32144 bekannt.
Bei der vorbekannten Lötvorrichtung ist die Vertiefung in einem abgeschrägten Ende der Lötspitze angeordnet und weist einen elliptischen Umriß auf. Die Vertiefung ist sowohl in Längsrichtung
der Lötspitze als auch senkrecht dazu konkav gekrümmt. In dieser Vertiefung kann ein Lötmittel, wie beispielsweise Lot,
als Lottropfen bevorratet werden, der durch die Oberflächenspannung
trotz der Schräglage der Vertiefung zurückgehalten
wird. Der bei Einsatz der Lötvorrichtung am tiefsten angeordnete Rand der elliptischen Vertiefung dient als Auftragskante,
über die das Lötmittel an die zu lötende Stelle übertragen
wird.

Nachteilig bei der vorbekannten Lötvorrichtung ist, daß die
Auftragskante beim Auftragen des Lötmittels überwunden werden
muß. Dies kann dazu führen, daß bei beispielsweiser zu steiler Anstellung der Lötspitze das gesamte in der Vertiefung enthaltene, flüssige Lötmittel über die Auftragskante auf die zu lötende Stelle fließt. Dies kann insbesondere durch die Oberflächenspannung des Lötmittels bewirkt werden, die eine Vergrößerung der Oberfläche des Lötmittels entgegenwirkt und so den
Löttropfen weitestgehend zusammen hält. Dadurch wird ein nur
teilweises Abgeben von Lötmittel erschwert. Ein weiterer Nachteil ist, daß bereits auf die zu lötende Stelle zu viel übertragenes
Lötmittel ebenfalls nur unter Überwindung der Auftragskante
zurück in die Vertiefung fließen kann. Da weiterhin die Auftragskante einen Rand der Vertiefung bildet, kann diese

zumindest bei relativ wenig üh· eSar VarViefung.'e'iagefülltem Lötmittel über den verflüssigten Löttropfen in Richtung Lötstelle vorstehen. Dadurch wird das Auftragen des Lötmittels insbesondere beispielsweise zur Befestigung von Anschlußbeinen einer integrierten Schaltung (IC) erschwert und benötigt relativ viel Platz.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Lötvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, daß bei vereinfachter Herstellung der Lötspitze gleichzeitig eine verbesserte Zudosierung des Lötmittels zur Lötstelle und ein vereinfachtes Übertragen des Lötmittels an die Lötstelle erfolgen kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Lötvorrichtung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1 dadurch gelöst, daß die Vertiefung als im wesentlichen U-förmige Rinne ausgebildet ist, die in Richtung Auftragskante offen endet.

Eine solche Rinne kann einen teilkreisförmigen Querschnitt, einen teilelliptischen Querschnitt oder auch einen eckigen Querschnitt aufweisen. Durch das offene Ende der Rinne, an dem die Auftragskante gebildet ist, kann das verflüssigte Lötmittel einfach auf die Lötstelle übertragen werden. Durch die Rinnenform weist das Lötmittel außerdem keine kreisförmige oder elliptische Tropfenform auf, sondern ist in Längsrichtung der Rinne gestreckt. Dadurch wirkt eine geringere Oberflächenspannung auf das Lötmittel am offenen Ende der Rinne. Da weiterhin die Rinne in Richtung Auftragskante offen endet und aufgrund der Rinnenform kann das Lötmittel bis zur Auftragskante reichen, so daß diese nicht über das Lötmittel in Richtung Lötstelle vorsteht. Dadurch ist weniger Platz zum Löten erforderlich und kleinere Gegenstände können mit höherer Genauigkeit gelötet werden.

Es sei angemerkt, daß die U-Form der Rinne im wesentlichen auch schlitzartig oder V-förmig ausgebildet sein kann, so daß solche Querschnittsformen der Rinne ebenfalls als U-förmig bezeichnet werden.

• · I

Die Auftragskante kann am offenen Ende der Rinne im Bereich der U-Schenkel als im wesentlichen seitliche Auftragskante ausgebildet sein. Um zu viel Lötmittel von der Lötstelle einfach wieder abziehen zu können, erweist es sich als Vorteil, wenn die Rinne zumindest im Bereich ihres Rinnenbodens, das heißt, im Bereich des U-Steges, fluchtend in die Auftragskante übergeht.

Die Herstellung der Lötspitze kann dadurch weiterhin vereinfacht werden, daß das Arbeitsende kegelstumpfförmig ist und die Rinne direkt in einer Mantelfläche des Kegelstumpfes ausgebildet ist.

Um die Bauhöhe der Lötspitze an ihrem Arbeitsende und insbesondere am offenen Ende der Rinne zu vermindern, kann der Kegelstumpf im wesentlichen auf der der Rinne gegenüberliegenden Seite eine in Richtung offenes Ende der Rinne verlaufende Abkantung aufweisen. Dadurch kann die Lötspitze in kleinere Zwischenräume oder an kleinere Bauteile herangeführt werden.

Durch die Rinnenform und die Ausbildung der Auftragskante am offenen Ende der Rinne ergibt sich eine gewisse Kapillarwirkung, durch die das Lötmittel zur Lötstelle gezogen wird, um eine Lötverbindung herzustellen. Ist dabei zuviel Lötmittel an die Lötstelle gelangt oder bereits vorhanden, sorgt die Kapillarwirkung dafür, daß Lötmittel wieder zurück in die Rinne abgezogen wird. Auf diese Weise sind gleichmäßige Lötmittelmengen an den einzelnen Lötstellen auftragbar. Insbesondere bei ICs ist eine solche feine Dosierung des Lötmittels bei engem Beinchenabstand von Vorteil. Eine Brückenbildung des Lötmittels zu benachbarten Anschlußbeinchen oder zur Lötstelle benachbarten anderen elektrischen Leitungen kann zuverlässig verhindert werden.

Am einfachsten ist das offene Ende der Rinne und die Auftragskante an die Lötstelle heranführbar, wenn die Abkantung mit einer Längsachse der Lötspitze einen stumpfen Winkel einschließt.

Die Herstellung der Auftragsf?ant«^#unci»dea*of Sen'em" Endes der Rinne kann dadurch vereinfacht werden, daß die Auftragskante durch einen Schnittlinie von Rinne und Abkantung gebildet ist. Dadurch umrandet die Auftragskante die gesamte Rinne und geht fluchtend in Rinnenboden und Rinnenwandung über.

Eine einfach herzustellende Rinne ergibt sich bei einem teilkreisförmigen Querschnitt der Rinne.

Die Rinne kann schräg zur Längsrichtung der Lötspitze verlaufen. Bevorzugt verläuft die Rinne in Längsrichtung und ihr Krümmungsmittelpunkt liegt in einer vertikalen Mittelebene der Lötspitze senkrecht zur Längsachse.

An ihrem dem offenen Ende gegenüberliegenden Ende kann die Rinne beispielsweise eine im wesentlichen senkrecht zur Längsrichtung der Rinne verlaufende Wand aufweisen. Um mehr Lötmittel in der Rinne aufnehmen zu können, weist die Rinne an diesem Ende bevorzugt eine zur Mantelfläche verlaufende Endkrümmung auf.

Eine einfach herzustellende Abkantung zeichnet sich durch einen elliptischen Umriß auf, wobei die Hauptachse bevorzugt in Richtung Längsachse der Lötspitze verläuft.

Um eine ausreichende Menge Lötmittel in der Rinne anordnen zu können, ist die Lötspitze zumindest im Bereich der Rinne aus einem mit Lötmittel benetzbaren Material gebildet oder mit einem solchen Material beschichtet. Beispielsweise kann die Lötspitze aus Kupfer hergestellt sein und im Bereich der Rinne eine Fe-Schicht und auf dieser eine Ni-Schicht aufweisen.

Zur vereinfachten Befestigung der Lötspitze ist bekannt, daß das Arbeitsende mit einem Schaftabschnitt verbunden ist, der beispielsweise in eine entsprechende Öffnung der Lötvorrichtung einsteckbar ist. Zur Materialersparnis kann der Schaftabschnitt als einseitig offene Hülse ausgebildet sein, deren offenes Ende beispielsweise in die Lötvorrichtung einführbar ist. Der Schaftabschnitt kann einteilig mit dem Arbeitsende aus Kupfer hergestellt sein, wobei er in der Regel außen hartverchromt ist.

Die offene Hülse kann bei Lötvorrichtungen mit eigener Heizeinrichtung weiterhin dazu dienen, daß die Heizeinrichtungen in die Hülse eingeführt und näher am Arbeitsende angeordnet werden.

In diesem Zusammenhang ist es weiterhin von Vorteil, wenn die Hülse in ihrem Inneren eine Ni-Beschichtung aufweist.

Statt einer in der Lötvorrichtung enthaltenen Heizeinrichtung, kann die Wärme zum Schmelzen des Lötmittels auch über Heißluft zugeführt werden.

Günstig für die Kapillarwirkung erweist sich ein Verhältnis von Rinnenlänge zu Rinnenkrümmungsradius zwischen 3:2 und 7:2.

Um beispielsweise auch bereits vorhandene Lötvorrichtungen umzubauen oder beschädigte Lötspitzen austauschen zu können, erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Lötspitze lösbar an der Lötvorrichtung befestigbar ist.

Im folgenden wird ein vorteilhaftes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der in der Zeichnung beigefügten Figuren näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer teilweise dargestellten, erfindungsgemäßen Lötvorrichtung im Einsatz;

Figur 2 eine Draufsicht auf ein Arbeitsende einer Lötspitze der Lötvorrichtung nach Figur 1;

Figur 3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer Lötspitze nach Figur 1, und

Figur 4 eine Vorderansicht der Lötspitze nach Figur 3.

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines beispielsweise auf einer gedruckten Schaltung anzulötenden integrierten Schaltkreises (IC) 27, von dem seitlich eine Anzahl von Anschlußbeinchen 28 abstehen. An einem Anschlußbeinchen 28 ist die Lötvorrichtung 1 mit ihrem Arbeitsende 3 angeordnet. Das Arbeitsende weist an seinem dem Anschlußbeinchen zuweisenden Ende eine rinnenförmige Vertiefung 5 auf, die in Richtung einer Auftragskante 4 offen endet.

An das Arbeitsende 3 schließt sich ein Schaftabschnitt 20 an, der in einer entsprechenden Öffnung in der Lötvorrichtung 1 eingesetzt ist. Arbeitsende 3 und Schaftabschnitt 20 bilden eine lösbar an der Lötvorrichtung 1 befestigte Lötspitze 2. Die Befestigung erfolgt mittels eines Befestigungsringes 26, in dem eine Befestigungsbohrung 29 ausgebildet ist. Mit dieser fluchtend ist eine Bohrung 31 am vorderen Ende der Lötvorrichtung angeordnet, durch die beispielsweise eine Schraube in die Befestigungsbohrung 29 einschraubbar ist.

Der Schaftabschnitt 20 ist im wesentlichen zylinderförmig und das Arbeitsende 3 ist im wesentlichen kegelstumpfförmig, wobei zwischen beiden der Befestigungsring 26 angeordnet ist, der radial vorsteht.

In Figur 2 ist eine Draufsicht auf die Lötspitze 2 nach Figur dargestellt. In einer Mantelfläche 9 des als Kegelstumpf 10 ausgebildeten Arbeitsendes 3 ist die Rinne 7 als Vertiefung 5 ausgebildet. Diese erstreckt sich entlang einer Längsachse 12 der Lötspitze und endet in Richtung Auftragskante 4 mit offenem Ende 30. Auf der der Rinne 7 gegenüberliegenden Seite der Mantelfläche 9 ist eine gestrichelt dargestellte Abkantung 11 angeordnet, siehe auch Figur 3.

In Figur 3 ist erkennbar, daß das offene Ende 30 und die Auftragskante 4 durch eine Schnittlinie 14 von Abkantung 11 und Rinne 7 gebildet sind. Dabei ist die Auftragskante 4 fluchtend mit einem Rinnenboden 8 und ebenfalls fluchtend zur übrigen

Rinnenwandung ausgebildet. Di33»A5>ItragsfoaAte .4* timrandet dabei das gesamte offene Ende 3 0 der Rinne 7.

Die Schnittlinie 14, beziehungsweise die Abkantung 11 schließt mit der Längsrichtung 12 der Lötspitze 2 einen stumpfen Winkel 13 ein.

An ihrem dem offenen Ende 30 gegenüberliegenden Ende 17 weist die Rinne 7 eine Endkrümmung 18 auf, die in Richtung nach außen zur Mantelfläche 9 verläuft.

Der Schaftabschnitt 20 ist als Hülse 21 ausgebildet, die auf der dem Arbeitsende 3 gegenüberliegenden Seite ein offenes Ende 22 aufweist. Durch dieses ist ein Hülseninneres 23 zugänglich.

In Figur 4 ist eine Vorderansicht der Lötspitze 2 nach Figur 3 dargestellt.

Die Abkantung 11 weist einen im wesentlichen elliptischen Umriß auf, da die Abkantung aufgrund eines schrägen Schnittes durch einen Kegel gebildet ist, woraufhin ein Kegelstumpf zurückbleibt. Am oberen Ende der Abkantung 11, ist der elliptische Umriß durch das offene Ende 3 0 der Rinne 7 unterbrochen, wobei die entsprechende Ausnehmung der Ellipsenform von der Auftragskante 4 umrandet ist.

Die Lötspitze 2 mit Schaftabschnitt 20 und Arbeitsende 3 sowie Befestigungsring 26 ist symmetrisch zu einer vertikalen Mittelebene 16 ausgebildet, die senkrecht zur Längsachse 12 der Lötspitze 2 verläuft. In dieser Mittelebene 16 sind die Krümmungsmitte lpunkte 25 der Rinne 7 angeordnet. Da die Rinne 7, siehe Figur 3, in Richtung offenes Ende 30 geneigt nach unten verläuft, sind die Krümmungsmittelpunkt 25 entlang einer zum Rinnenboden nach Figur 3 parallel verlaufenden Geraden angeordnet. Die Neigung der Rinne 7 ist in Figur 3 exemplarisch dargestellt. Die Neigung kann auch größer oder geringer sein, wobei der Rinnenboden 8 beispielsweise auch parallel zur Längsachse 12 oder sogar ansteigend in Richtung offenes Ende 30 verlaufen kann.

Der Lötprozeß mittels der erfindungsgemäßen Lötvorrichtung ist einfach durchzuführen. Der Benutzer füllt etwas Lötmittel in die Rinne 7 und führt dann das Arbeitsende 3 mit der Auftragskante 4 entlang beispielsweise der Anschlußbeinchen 2 8 des IC 27. Dabei ist die Lötspitze 2 insgesamt so weit erwärmt, daß das Lötmittel flüssig ist. Die vorbeschriebene Ausbildung des Arbeitsendes 3 mit Rinne 7 und Auftragskante 4 sorgt über die Kapillarwirkung für die richtige Dosierung des Lötmittels an den Lötstellen der Anschlußbeinchen 28. Eine Brückenbildung zwischen benachbarten Anschlußbeinchen wird verhindert.

Claims

ANSPRÜCHE

1. Lötvorrichtung (1) mit einer erwärmbaren Lötspitze (2) , welche an ihrem Arbeitsende (3) eine wenigstens teilweise von einer Auftragskante (4) umrandete Vertiefung (5) zur Aufnahme von einem Lötmittel (6) aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Vertiefung (5) im wesentlichen als U-förmige Rinne (7) ausgebildet ist, die in Richtung Auftragskante (4) offen endet.

2. Lötvorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Rinne (7) zumindest im Bereich ihres Rinnenbodens (8) fluchtend in die Auftragskante (4) übergeht.

3. Lötvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß das Arbeitsende (3) kegelstumpfförmig ist und die Rinne (7) in einer Mantelfläche (9) des Kegelstumpfes (10) ausgebildet ist.

4. Lötvorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Kegelstumpf (10) im wesentlichen auf der der Rinne (7) gegenüberliegenden Seite eine in Richtung offenes Ende der Rinne (7) verlaufende Abkantung (11) aufweist.

5. Lötvorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Abkantung (11) mit einer Längsachse (12) der Lötspitze (2) einen stumpfen Winkel (3) einschließt.

6. Lötvorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Auftragskante (4) durch eine Schnittlinie (14) von Rinne (7) und Abkantung (11) gebildet ist.

7. Lötvorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (7) einen teilkreisförmigen Querschnitt aufweist.

8. Lötvorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß der Krümmungsmittelpunkt (15) der Rinne (7) in einer Mittelebene (6) der Lötspitze (2) senkrecht zur Längsachse (12) liegt.

9. Lötvorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Rinne (7) an ihrem der Auftragskante (4) gegenüberliegenden Ende (17) eine zur Mantelfläche (9) verlaufende Endkrümmung (18) aufweist.

10. Lötvorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkantung (11) einen im wesentlichen elliptischen Umriß aufweist, wobei die Ellipsenhauptachse (19) in Richtung Längsachse (12) der Lötspitze (2) verläuft.

11. Lötvorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß die Lötspitze (2) zumindest im Bereich der Rinne (7) aus einem mit Lötmittel benetzbarem Material gebildet oder mit diesem beschichtet ist.

12. Lötvorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche, wobei die Lötspitze einen mit dem Arbeitsende verbundenen Schaftabschnitt aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Schaftabschnitt (20) als einseitig offene Hülse (21) ausgebildet ist.

13. Lötvorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Hülse (21) in ihrem Inneren (23) eine Ni-Beschichtung aufweist.

14. Lötvorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet,

daß ein Verhältnis von Rinnenlänge (24) zu Rinnenkrümmungsradius (25) 3:2 bis 7:2 beträgt.

15. Lötvorrichtung nach wenigstens einem der vorangehenden Ansprüche ,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Lötspitze (2) lösbar an der Lötvorrichtung (1) befestigt ist.