DE3238350A1 - Impulse soldering method - Google Patents

Impulse soldering method

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Abstract

The invention consists in the fact that a gas favourably influencing the soldering operation is directed to the soldering point by means of a passage on or in the soldering plunger. <IMAGE>

Description

Impulslötverfahren Pulse soldering process

Die Erfindung bezieht sich auf ein Impulslötverfahren.The invention relates to a pulse soldering process.

Bisher hat man auf die zu verbindenden Teile zur Beseitigung der Oxydschichten ein Flußmittel aufgetragen.So far you have to remove the oxide layers on the parts to be connected a flux applied.

Demgegenüber besteht die Erfindung darin, daß ein den Lötvorgang günstig beeinflussendes Gas mittels eines Kanals am oder im Lötstempel bis zur Lötstelle geführt wird.In contrast, the invention consists in the fact that the soldering process is favorable influencing gas by means of a channel on or in the soldering stamp up to the soldering point to be led.

Auf diese Weise entfällt das umständliche Auftragen des Flußmittels und das anschliessende ebenfalls umständliche Reinigen der miteinander verlöteten Teile von Flußmittelresten, das häufig nur bedingt möglich ist, da sich dieses in Einschlossen festsetzt. Dadurch, daß das Gas, z.B. Wasserstoff oder Formiergas (Wasserstoff und Stickstoff) der Lötstelle in einem Kanal zugeführt wird, der unmittelbar über der Lötstelle mündet, können kleinste Mengen an Gas zugeführt werden, so daß keine Explosionsgefahr besteht und der Gasverbrauch gering ist.In this way, the laborious application of the flux is no longer necessary and the subsequent also laborious cleaning of the soldered together Parts of flux residues, which is often only possible to a limited extent, as this is in Included times. Because the gas, e.g. hydrogen or forming gas (hydrogen and nitrogen) is fed to the solder joint in a channel immediately above the solder joint opens, the smallest amounts of gas can be supplied, so that none There is a risk of explosion and the gas consumption is low.

Die Tatsache, daß sich der Kanal im oder am Lötstempel befindet, gewährleistet eine einfache Handhabung. Als weiterer Vorteil kommt hinzu, daß durch die erfindungsgemässe Ausbildung des Lötstempels das Gas häufig vorgeheizt wird, so daß es die Lötstelle nicht kühlt und außerdem aktiver ist. Ferner bietet die vorgeschlagene Zwangsführung des Gases die Möglichkeit, dieses problemlos wieder abzusaugen. Hinzu kommt, daß das Gas nicht oder nur wenig mit Sauerstoff in Berührung kommt, der eine Reduzierung der Aktivität des Gases bewirken würde.The fact that the channel is in or on the soldering stamp ensures easy handling. Another advantage is that the inventive Formation of the soldering stamp the gas is often preheated so that it is the soldering point does not cool and is also more active. Furthermore, the proposed forced operation offers of the gas the possibility of sucking it off again without any problems. In addition, that the gas does not come into contact or only little contact with oxygen, which results in a reduction the activity of the gas.

Eine Weiterentwicklung der Erfindung besteht darin, daß anschliessend an die Zuführung des erwähnten ersten Gases durch den Kanal ein zweites Gas, z.B. Preßluft oder Stickstoff, zwecks Kühlung der Lötstelle bzw. des Lötstempels und/oder Entfernens des ersten Gases geleitet wird.A further development of the invention consists in that subsequently to the supply of said first gas through the channel a second gas, e.g. Compressed air or nitrogen, for the purpose of cooling the soldering point or the soldering stamp and / or Removing the first gas is passed.

Die Erfindung bezieht sich auch auf einen Lötstempel zur Durchführung des erfindungsgemässen Impulslötverfahrens.The invention also relates to a soldering stamp for implementation of the pulse soldering process according to the invention.

Dieser ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß er mit einem Kanal versehen ist, durch den ein Gas der Lötstelle zugeführt werden kann.This is characterized according to the invention in that it has a Channel is provided through which a gas can be supplied to the solder joint.

Durch die Ausbildung und Anordnung des Kanals kann das Gas mehr oder weniger vorgewärmt werden.Due to the design and arrangement of the channel, the gas can be more or less need to be preheated.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung. Darin zeigen: Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform; Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Fig. 1; Fig. 3 eine zweite Ausführungsform in perspektivischer Darstellung; Fig. 4 einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsform; Fig. 5 einen Schnitt nach der Linie V-V der Fig. 4; Fig. 6 einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsform; Fig. 7 einen Längsschnitt durch eine fünfte Ausführungsform.Further details of the invention emerge from the drawing. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment; Fig. 2 a section along the line II-II of FIG. 1; 3 shows a second embodiment in perspective view; 4 shows a longitudinal section through a third embodiment; Fig. 5 is a section along the line V-V of Fig. 4; Fig. 6 is a longitudinal section through a fourth embodiment; 7 shows a longitudinal section through a fifth embodiment.

In den Fig. 1 und 2 ist mit 1 ein Substrat, mit 2 eine Metallbelegung, mit 3 Drähte, die an der Metallbelegung 2 anzulöten sind, mit 4 ein Lötstempel und mit 5 eine Leitung bezeichnet, durch die ein Gas zur Lötstelle geleitet werden kann. Das Gas kommt von zwei Seiten (s. die Pfeile 6) und fließt zwischen den Drähten 3 ab (s. die Pfeile 7). Der Lötstempel 4 wird von einem Strom I durchflossen und mit einer Kraft F nach unten gedrückt. Im Anschluß an den Lötvorgang kann über das Lötsystem eine weitere nicht dargestellte Haube gestülpt werden, mit deren Hilfe die Gase abgesaugt werden können.In Figs. 1 and 2, 1 is a substrate, 2 is a metal coating, with 3 wires that are to be soldered to the metal covering 2, with 4 a soldering stamp and with 5 denotes a line through which a gas can be passed to the solder joint. The gas comes from two sides (see arrows 6) and flows between the wires 3 (see arrows 7). The soldering stamp 4 is traversed by a current I and pressed down with a force F. After the soldering process, the Soldering system another hood, not shown, can be put on, with whose help the gases can be extracted.

Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 weist der Lötstempel 8 ein L-förmiges Profil auf. Seine Schenkel sitzen innerhalb einer Wand 9. Eine zweite Wand 10 hat einen Abstand zu der Wand 9. Zwischen den Wänden 9 und 10 wird ein Kanal 11 gebildet, der der Zuleitung eines Gases dient (s. die Pfeile 12 und 13). Das Substrat ist wieder mit 1, die Metallbelegung mit 2 und die an dieser anzulötenden Drähte mit 3 bezeichnet. Beim Aufsetzen des Lötstempels zusammen mit den Wänden 9 und 10 stützt sich die Wand 10 über eine Dichtung 14 an dem Substrat 1 ab, so daß das Gas gehalten ist, lediglich zwischen den Drähten 3 hindurchzuströmen.In the exemplary embodiment in FIG. 3, the soldering stamp 8 is L-shaped Profile on. Its legs sit inside a wall 9. A second wall 10 has it a distance to the wall 9. A channel 11 is formed between the walls 9 and 10, which is used to supply a gas (see arrows 12 and 13). The substrate is again with 1, the metal assignment with 2 and the wires to be soldered to this with 3 designated. When placing the soldering stamp together with the walls 9 and 10 is supported the wall 10 extends from the substrate 1 via a seal 14, so that the gas is retained is to flow through only between the wires 3.

In der Ausführungsform der Fig. 4 und 5 ist der Lötstempel 15 rohrförmig ausgebildet. Er führt in seinem Innern das Gas, das aus Bohrungen 16 austritt. Auch hier wieder ist das Substrat mit 1, die Metallbelegung mit 2 und die an dieser festzulötenden Drähte mit 3 bezeichnet. Das Gas strömt in den rohrförmigen Lötstempel 15 gemäß den Pfeilen 17 ein.In the embodiment of FIGS. 4 and 5, the soldering stamp 15 is tubular educated. Inside it carries the gas that emerges from bores 16. Even here again the substrate is 1, the metal covering is 2 and the one to be soldered to it Wires labeled 3. The gas flows into the tubular soldering stamp 15 according to FIG the arrows 17.

In der Ausführungsform der Fig. 6 ist der Lötstempel mit 18, das Substrat mit 1, die Metallbelegung mit 2 und die an dieser anzulötenden Drähte mit 3 bezeichnet. Außerdem ist eine Haube 19 vorgesehen, die Zuleitungen 20 aufweist, in denen sich Absperrventile 21 befinden. Bei dieser Ausführungsform steht das Gas während des eigentlichen Lötvorganges über der Lötstelle. Das Verfahren verläuft folgendermassen: Zunächst wird der Lötstempel 18 auf die Lötstelle abgesenkt. Dann wird die Haube 19 abgesenkt. Natürlich ist es auch möglich, beide Teile, nämlich den Lötstempel 18 und die Haube 19, zusammen abzusenken. Im Anschluß daran wird das Gas in die Haube 19 eingeleitet, indem die Hähne 21 geöffnet werden. Dabei wird die ursprünglich unter der Haube befindliche Luft durch Undichtigkeiten und systembedingte Öffnungen nach außen gespült.In the embodiment of FIG. 6, the soldering stamp with 18 is the substrate with 1, the metal coating with 2 and the wires to be soldered to this with 3. In addition, a hood 19 is provided which has supply lines 20 in which Shut-off valves 21 are located. In this embodiment, the gas is during the actual soldering process over the soldering point. The procedure is as follows: First, the soldering stamp 18 is lowered onto the soldering point. Then the hood 19 lowered. Of course it is also possible to use both parts, namely the soldering stamp 18 and the hood 19 to lower together. Following this, the gas is fed into the Hood 19 initiated by the taps 21 are opened. This is the original Air under the hood through leaks and system-related openings flushed outwards.

Die beiden Hähne 21 werden nun geschlossen. Wenn das Gas kalt war, kann über den Lötstempel 18 zunächst ein Stromimpuls gegeben werden, der das Gas erwärmt. Dann wird der Lötimpuls eingeschaltet. Das sich dabei erwärmende Gas bildet Turbulenzen, die zu einer Gasumspülung der Lötstelle führen.The two taps 21 are now closed. When the gas is cold was a current pulse can first be given via the soldering stamp 18, which releases the gas warmed up. Then the soldering pulse is switched on. The gas that is heated in the process forms Turbulence that causes gas to wash around the solder joint.

Ist der eigentliche Lötvorgang beendet, wird die Haube 19 mit Luft oder Stickstoff gefüllt, was dazu führt, daß das vorher in ihr befindliche Gas nach außen gedrückt wird.When the actual soldering process has ended, the hood 19 is filled with air or filled with nitrogen, which means that the gas previously in it after is pressed outside.

Gleichzeitig wird dadurch der Lötstempel und die Lötstelle gekühlt. Die Haube 19 und der Lötstempel 18 werden nunmehr abgehoben.At the same time, this cools the soldering stamp and the soldering point. The hood 19 and the soldering stamp 18 are now lifted off.

Fig. 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein zu verlötendes Teil 22 mittels eines Saugkopfes 23 gehalten und transportiert werden kann, dies dadurch, daß über eine Leitung 24 in dem Saugkopf 23 ein Unterdruck erzeugt wird. Anschlußstellen 25 werden mittels eines Lötstempels 26 auf Teile 27 gepreßt und dabei verlötet. Die Lötstellen sind mit 28 bezeichnet.Fig. 7 shows an embodiment in which a part to be soldered 22 can be held and transported by means of a suction head 23, this by that a negative pressure is generated in the suction head 23 via a line 24. Connection points 25 are pressed onto parts 27 by means of a soldering die 26 and are soldered in the process. The soldering points are labeled 28.

Über den Kanal 24 kann ebenfalls ein Gas, das die Verlötung günstig beeinflußt und gegebenenfalls anschliessend ein Kühlgas der Lötstelle zugeleitet werden.Via the channel 24, a gas can also be used, which is beneficial for the soldering influenced and optionally then fed a cooling gas to the solder joint will.

Neben den erwähnten Gasen kommen auch solche Gase in Frage, die Verunreinigungen in den zu verlötenden Teile und/oder im Lot, z.B. bei entsprechender Temperatur, besdtigen, ferner solche Gase, die schwer lötbare Materialien günstig für den Lötvorgang beeinflussen und solche Gase, die den Lötstempel beeinflussen, so daß dieser keine Verbindung mit dem Lot bzw. den zu verlötenden Teilen eingeht.In addition to the gases mentioned, there are also gases in question, the impurities in the parts to be soldered and / or in the solder, e.g. at the appropriate temperature, besdtigen, also those gases, which are difficult to solder materials favorable for the soldering process affect and those gases that affect the soldering stamp, so that this no Connection with the solder or the parts to be soldered enters.

Auch kann es zweckmässig sein, mehrere Gaszuführungskanäle vorzusehen. Die Gase können gleichzeitig und nacheinander der Lötstelle zugeführt werden. Ferner kann es zweckmässig sein, die Temperatur in ganz bestimmter Weise zu steuern. Die Gase können, bevor die Lötstelle ihre Schmelztemperatur erreicht hat, auf diese einwirken und während des eigentlichen Lötvorganges auf die Lötstelle einwirken.It can also be useful to provide several gas supply channels. The gases can be fed to the solder joint simultaneously and one after the other. Further it can be useful to control the temperature in a very specific way. the Before the solder joint has reached its melting temperature, gases can act on it act and act on the soldering point during the actual soldering process.

Natürlich soll auch der Fall erfaßt werden, daß das Gas bzw. die Gase nur einen Teil der jeweiligen Lötstelle bespült bzw. bespülen. Das käme z.B. dann in Frage, wenn die Lötstelle relativ groß ist und nicht überall Verunreinigungen aufweist.Of course, the case should also be covered that the gas or gases flushed or flushed only part of the respective solder joint. That would come then, for example in question if the soldering point is relatively large and not everywhere impurities having.

Ferner schliessen die erfindungsgemässen Maßnahmen nicht aus, daß zusätzlich ein Flußmittel od.dgl. verwendet wird, das z.B. aufgesprüht wird. So könnte man mit Hilfe eines solchen Mittels beispielsweise Fette oder schwefelhaltige Verbindungen entfernen.Furthermore, the measures according to the invention do not exclude that additionally a flux or the like. is used, which is e.g. sprayed on. So With the help of such a means one could for example fats or sulphurous ones Remove connections.

Auch ist erfindungsgemäß eine Einwirkung von Ultraschall auf die Lötstelle, die Gase und/oder das Werkzeug unter Um--ständen sinnvoll. Die Gase dringen dann besonders leicht in die Oberfläche der Materialien ein und haben eine grössere Aktivität.According to the invention, an action of ultrasound on the soldering point is also possible, the gases and / or the tool may make sense under certain circumstances. The gases then penetrate easily penetrate the surface of the materials and are more active.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren kann es auch zweckmässig sein, daß der kaite,vorgeheizte oder auf Löttemperatur geheizte Lötstempel zunächst nicht voll auf die Lötstelle drückt. Dadurch kann das Gas leichter an die Verbindungsstelle herantreten. Der Lötstempel würde dann erst nach einer gewissen Verzögerung die Lötstelle berühren. Während des Lötens kann die Anpreßkraft ein bestimmtes Profil einnehmen, so daß die Gase optimal zu den zu verbindenden Teilen und zu dem Lot gelangen können.In the method according to the invention, it can also be useful that the kaite, preheated or heated to soldering temperature soldering stamp initially not presses fully on the solder joint. This makes it easier for the gas to reach the connection point approach. The soldering stamp would only die after a certain delay Touch the solder joint. During the soldering, the contact pressure can have a certain profile occupy, so that the gases optimally to the parts to be connected and to the solder can get.

Beim Ausführungsbeispiel der Fig. 3 können die Schenkel des Lötstempels 8 auch auf der Wand 9 sitzen bzw. einen Abstand von dieser haben.In the embodiment of FIG. 3, the legs of the soldering stamp 8 also sit on the wall 9 or have a distance from it.

Claims (17)

Anspräche : 1;Impulslötverfahren, dadurch g e k e n n z e i c h n e t daß ein den Lötvorgang günstig beeinflussendes Gas mittels eines Kanals (5;11;15;19;24) am oder im Lötstempel (4;8;15; 18;26) bis zur Lötstelle geführt wird. Addresses: 1; impulse soldering process, thus not indicated e t that a gas which has a beneficial effect on the soldering process by means of a channel (5; 11; 15; 19; 24) is guided on or in the soldering stamp (4; 8; 15; 18; 26) to the soldering point. 2. Impulslötverfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Gas während des Lötvorganges über die Lötstelle strömt. 2. pulse soldering method according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the gas flows over the soldering point during the soldering process. 3. Impulslötverfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß das Gas während des Lötvorganges über der Lötstelle steht. 3. pulse soldering method according to claim 1, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the gas is above the soldering point during the soldering process. 4. Impulslötverfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß anschliessend durch den Kanal ein zweites Gas zwecks Kühlung der Lötstelle bzw. des Lötstempels und/oder Entfernens bzw.4. pulse soldering method according to one or more of claims 1 to 3, by the fact that a second one then passes through the canal Gas for the purpose of cooling the soldering point or the soldering stamp and / or removing or Kompensierens des den Lötvorgang günstig beeinflussenden ersten Gases geleitet wird.Compensation of the first gas, which has a beneficial effect on the soldering process is directed. 5. Lötstempel zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß er (4;8;15;18;26) mit einem Kanal (5;11;15;19;24) versehen ist, durch den ein Gas der Lötstelle zugeführt werden kann.5. Soldering stamp for carrying out the method according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that it (4; 8; 15; 18; 26) is provided with a channel (5; 11; 15; 19; 24) through which a gas is supplied to the solder joint can be. 6. Lötstempel nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Kanal derart ausgebildet ist, daß er bei aufgesetztem Lötstempel ganz bzw. weitgehend verschlossen ist (Fig. 6).6. soldering stamp according to claim 5, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the channel is designed in such a way that it is completely with the soldering stamp in place or is largely closed (Fig. 6). 7. Lötstempel nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß der Kanal derart ausgebildet ist, daß er bei aufgesetztem Lötstempel offen bleibt (Fig. 1,3,4,7).7. Soldering stamp according to claim 5, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that the channel is designed such that it is open when the soldering stamp is in place remains (Fig. 1,3,4,7). 8. Lötstempel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Lötstempel eine Wand des Kanals bildet (Fig. 3,4).8. soldering stamp according to claim 6 or 7, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the soldering stamp forms a wall of the channel (Fig. 3, 4). 9. Lötstempel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß die Wand des Kanals und der Lötstempel verschiedene Teile sind (Fig. 1,6).9. soldering stamp according to claim 6 or 7, characterized in that g e k e n n -z e i c n e t that the wall of the channel and the soldering stamp are different parts (Fig. 1.6). 10. Lötstempel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Lötstempel ein das Gas führendes Rohr (15) bildet (Fig. 4).10. Soldering stamp according to claim 6 or 7, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the soldering stamp forms a tube (15) carrying the gas (FIG. 4). 11. Lötstempel nach Anspruch 6 oder 7, dadurch g e k e n n -z e i c h n e t , daß der Lötstempel (18) von einer das Gas führenden Haube (19) umgeben ist (Fig. 6).11. Soldering stamp according to claim 6 or 7, characterized in that g e k e n n -z e i c h n e t that the soldering stamp (18) from one the gas leading Hood (19) is surrounded (Fig. 6). 12. Lötstempel nach Anspruch 5, dadurch g e k e n n z e i c h -n e t , daß in einem Positionierwerkzeug (23) der ohnedies vorhandene Kanal (24), über den ein Unterdruck erzeugt werden kann, als Gaszuführung benutzt wird (Fig. 7).12. Soldering stamp according to claim 5, characterized in that g e k e n n z e i c h -n e t that in a positioning tool (23) the channel (24), which is present anyway, over which a negative pressure can be generated, is used as a gas supply (Fig. 7). 13. Lötstempel nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 12, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß der Gasführungskanal gegenüber dem Lötstempel in vertikaler Richtung beweglich ist, derart, daß er sich unabhängig vom Lötstempel auf der Unterlage abstützt und/oder daß er unabhängig vom Lötstempel auf die Unterlage abgesenkt werden kann (Fig. 6).13. Soldering stamp according to one or more of claims 5 to 12, characterized it is noted that the gas duct is opposite the soldering die is movable in the vertical direction, such that it is independent of the soldering stamp is supported on the base and / or that it is independent of the soldering stamp on the base can be lowered (Fig. 6). 14. Lötstempel nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 13, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß am Lötstempel, vorzugsweise in dessen der Arbeitsfläche abgewandtem Bereich ein Hahn zum Umschalten der Gase vorgesehen ist.14. Soldering stamp according to one or more of claims 5 to 13, characterized It is not noted that on the soldering stamp, preferably in its working surface remote area a tap is provided for switching the gases. 15. Lötstempel nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 14, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Umschalten von einem Gas auf das andere allmählich erfolgt.15. Soldering stamp according to one or more of claims 5 to 14, characterized It is not noted that switching from one gas to the other is gradual he follows. 16. Lötstempel nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 15, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß sich in dem Kanal Gas-Leitwände befinden.16. Soldering stamp according to one or more of claims 5 to 15, characterized It is not noted that there are gas baffles in the channel. 17. Lötstempel nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 16, dadurch g e k e n n z e i c h n e t , daß das Gas durch den Lötstempel und/oder ein zusätzliches Teil, z.B. einen Heizwiderstand, das (der) sich in Strömungsrichtung vor dem Lötstempelbereich befinden kann, vorgeheizt wird.17. Soldering stamp according to one or more of claims 1 to 16, characterized it is not noted that the gas through the soldering stamp and / or an additional Part, e.g. a heating resistor, which is located in the direction of flow in front of the soldering stamp area can be located, is preheated.
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