DE3313456A1

DE3313456A1 - Impuls-loetverfahren

Info

Publication number: DE3313456A1
Application number: DE3313456A
Authority: DE
Inventors: Ronald 11579 Seacliff N.Y. Morino
Original assignee: Kollmorgen Technologies Corp
Current assignee: Advanced Interconnection Technology Inc
Priority date: 1982-05-10
Filing date: 1983-04-11
Publication date: 1983-11-17
Also published as: GB2120152B; JPS5916289A; NL8301585A; DE3313456C2; SE450098B; FR2526624A1; JPH0145957B2; AU1436083A; SE8302679L; GB2120152A; CH659204A5; CA1202377A; BR8302421A; FR2526624B1; GB8312010D0; ZA833330B; SE8302679D0

Description

Die Erfindung betrifft ein Lötverfahren und insbesondere ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Impulslöten, geeignet zur Herstellung von elektrischen Schaltungen. Die Fortschritte in der integrierten Schaltungstechnik haben eine wachsende Nachfrage nach Schaltungsplatten mit größerer Leiterzugdichte und höherer Zuverlässigkeit der Verbindung elektronischer Bauteile zur Folge. Nach einer sehr erfolgreichen Technologie werden Schaltungsplatten mit großer Leiterzugdichte durch Computer-gesteuer-

10 tes Niederlegen oder Schreiben sehr dünner, isolierter

Kupferdrähte auf der Plattenoberfläche hergestellt. Nach dem Niederlegen oder Schreiben werden die Leiterzüge in eine Isolierstoffmasse eingebettet und die Drahtenden werden mit Anschlußflächen auf der Schaltungsplatte verbunden. Einer der bedeutenden Vorteile solcher Drahtgeschriebener Schaltungen im Vergleich zu gedruckten Schaltungen besteht darin, daß-wegen der Drahtisolierung Drahtkreuzungen möglich sind, was eine großer Leiterzugdichte ermöglicht, und zwar in einer einzigen Schicht, wofür sonst eine Mehrebenen-Schal-

20 tung erforderlich wäre.

In der Vergangenheit erfolgte die Verbindung von Leiterzug und Anschlußfläche in der Regel durch galvanische Metalli-. sierung. Nach der Herstellung des Schaltungsmusters und dem Einbetten der Leiterzüge werden an vorbestimmten Stellen Löcher gebohrt und dann galvanisch metallisiert. Bei dieser Metallisierung werden nicht nur die Lochwandungen mit einem Metallbelag versehen und um die Löcher Anschlußflächen ausgebildet; gleichzeitig wird auch der durch die Bohrung bloßgelegte Leitungsdraht durch die aufgebrachte Metallschicht

30 elektrisch leitend mit der Anschlußfläche verbunden.

Selbstverständlich wurden lange Zeit Löttechniken verwendet, um die Leiterzugdrähte mit den Anschlußflächen zu verbinden. In der voll automatisierten Massenherstellung von Leiterplatten mit hoher Geschwindigkeit haben sich die bekannten Löttechniken ganz allgemein als wenig geeignet erwiesen, und zwar einerseits wegen der Schwierigkeit, die Lötverbindung punktgenau herzustellen, eine Erwärmung und damit Beschädi-

gung der Isolierstoffplatte während des Lötvorganges zu vermeiden, sowie wegen der Gefahr, daß das Lot in die mit den Anschlußflächen versehenen Löcher gerät. Zur Lösung der oben beschriebenen Probleme sind eine Reihe von Vorschlägen gemacht worden, wie beispielsweise die folgenden: "

- Die Anschlußflächen so zu gestalten, daß sich die Erwärmung auf den Lötbereich und das mit einem Metallbelag versehene Loch beschränkt; .

10 -Eine elektrisch leitende, wärmeisolierende

Schicht, z.B. aus Nickel, unter dem Lötbereich vorzusehen; -·■■■ - Den Lötbereich durch einen Luftstrom oder einen inerten Gaststrom zu kühlen;

- Den Draht vor dem Löten von der Isolierung zu

befreien, so daß keine hohen Temperaturen, wie sie zum Verdampfen der Drahtisolierung erforderlich sind, notwendig sind;

- Eine Löttechnik zu benutzen, die darin besteht, daß die Wärme auf der Oberfläche des Lötmetalls entsteht, indem man die Anschlußfläche zum Schließen eines wärmeerzeugenden elektrischen Stromkreises verwendet;

- Die entstehende Wärme zu kontrollieren durch die Verwendung von Temperaturmessungen zur Kontrolle des die .Wärme erzeugenden elektrischen Stromes.

Obwohl es durchaus möglich ist, durch eine Kombination der oben beschriebenen Lehren zufriedenstellende Lötverbindungen herzustellen, ist es mit den angegebenen Verfahren jedoch nicht möglich, den in der Massenherstellung auftretenden Bedingungen und Schwankungen gerecht zu werden. Darüberhinaus sind einige der oben genannten Verfahren mit relativ hohen zusätzlichen Kosten verbunden oder erfordern besondere Schaltungskonfigurationen, die die für die Leiterzugdrähte zur Verfugung stehende Plattenoberfläche entsprechend reduzie-

35 ren. : . ■ ■

Entsprechend der vorliegenden Erfindung hat es sich über- · ί| raschenderweise herausgestellt, daß durch eine Kombination | bestimmter Verfahrensbedingungen und Hardware das Verlöten ^i;| dünner, isolierter Drähte mit den entsprechenden Anschluß- 11 flächen möglich ist ohne Rücksichtnahme auf besondere .§, Massenproduktions-spezifische Bedingungen. Nach dem Ver- -Jl fahren werden auch weder die Basismaterialplatte noch die | metallisierten Löcher beschädigt; es sind keine besonderen- _:^ Schaltungs-Konfigurationen erforderlich und die zusätzlich I

entstehenden Kosten sind unerheblich. ■ . . "§

Es ist die Aufgabe der Erfindung, ein Schnei 1-Lötverfahren " .-ijl zum Verlöten eines Drahtes mit der Anschlußfläche einer
Schaltungsplatte unter Verwendung einer Lötvorrichtung mit
vorbestimmter Masse zur Verfügung zu stellen, in dem die

genannte Lötvorrichtung in wärmeleitenden Kontakt mit dem
mit der Anschlußfläche zu verlötenden Draht gebracht wird
-und während des Kontaktes von Draht und Anschlußfläche so f, viel Wärme zugeführt wird, wie zur Herstellung der Löt- J Verbindung erforderlich ist. Diese Aufgabe wird entsprechend

20 dem Kennzeichnen des Anspruchs 1 gelöst.

Ein wesentlicher Aspekt der vorliegenden Erfindung besteht
darin, sowohl die Spitzentemperatur des Lötwerkzeuges als ^ auch die während des Lötvorganges zur Verfügung stehende
Wärmemenge genau zu steuern. Die Wärmemenge ist eine Funktion "* aus der Temperatur des Lötwerkzeuges, der Masse des Lötwerkzeuges und der Dauer der Energiebeaufschlagung. Entspre-

■ chend der vorliegenden Erfindung wird die Wärmemenge so ein- ~4 gestellt, daß sie gerade ausreicht, um eine zuverlässige ·
Lötverbindung unter allgemein zu erwartenden Bedingungen

herzustellen. Es ist wichtig, daß die Wärmemenge den erforderlichen Wert nicht übersteigt. Die für den Lötvorgang erforderliche Temperatur ist sehr hoch, in jedem Fall über
540⁰C, und liegt vorzugsweise zwischen 870⁰C und 1100⁰C.
Diese hohen Temperaturen bewirken das Verdampfen der Draht-

isolierung, so daß der Schaltungsdraht für den Lötvorgang
bloßliegt. Bei der sorgfältigen Steuerung von Wärmemenge
und Zeitspanne kann ein steiler Temperaturgradient erzielt

werden, wodurch diese hohen Temperaturen auf kleine Bereiche konzentriert werden, wie zum Beispiel zum Verdampfen der Drahtisolierung und zum Schmelzen des Lots, während gleichzeitig diese hohen Temperaturen in den Bereichen, in denen sie Schaden anrichten könnten, nicht auftreten. Wird, wie oben beschrieben, verfahren, so können die Drahtisolierung entfernt und der Lötvorgang beendet werden, bevor durch die Ausbreitung der hohen Temperaturen die Schaltungsunterlage, der isolierte Draht oder die Anschlußfläche zer-

10 stört werden. .

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die Lötdauer sehr kurz und beträgt weniger als 500 Millisekunden, vorzugsweise sogar weniger als 50 Millisekunden. Unter geeigneten Bedingungen und mit der entsprechenden Vorrichtung kann eine Lötverbindung in weniger als 50 Millisekunden durchgeführt werden; während dieser Zeit liegt die Spitzentemperatur zum Verdampfen der Drahtisolierung bei über 400⁰C, die Spitzentemperatur zum Verlöten der Drahtenden mit den Anschlußflächen bei über 230⁰C, während das Basismaterial in der unmittelbaren Umgebung der Anschlußfläche auf nicht mehr als 290⁰C erwärmt wird. Durch Steuerung der zugeführten Wärmemenge und der Zeitdauer des Lötvorgangs werden die Drahtisolierung entfernt und der Lötvorgang beendet und die Wärme verbraucht, bevor sich diese in Bereiche, die dadurch Scha-

25 den erleiden könnten, ausbreiten kann.

Fig. V ist eine Teilansicht sowie ein Blockdiagramm der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in schematischer Darstellung.

Fig. 2 ist eine detaillierte Darstellung der Drahtanordnung auf der Schaltungsunterlage und der Lötvorrichtung. ' Fig. 3 ist eine perspektivische Darstellung des Leiterzugdrahtes, der Lötvorrichtung und der Anschlußfläche. Fig. 4 und 5 sind Darstellungen der erfindungsgemäß herge-

35 stellten Lötverbindung.

Fig. 6 ist ein schematisches Diagramm einer Steuervorrichtung zur Versorgung des Lötwerkzeuges mit einem Steuerimpuls.

Fig. 7 ist ein schematisches Diagramm einer Steuervorrich- ;|| tung zur Versorgung des Lötwerkzeuges mit mehreren Steuer- -% impulsen. |

Die Lötvorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung |

kann eine Einheit mit einer Drahtschreibevorrichtung bilden, %

wie in den Fig. 1 und 2 dargestellt. Jf

Eine Schaltungsunterlage 5 ist auf einer in der X- und Y- Jf Achse beweglichen Unterlage 40 montiert und wird, gesteu- ||

ert über die Computereinheit 41, von Punkt zu Punkt bewegt, f

Eine Drahtführungseinrichtung 10, ein Drahtführungsstift 20 f

und die Lötvorrichtung 30 sind über der Schaltungsunterlage Jj

5 angebracht, so daß sie als eine Einheit bewegt werden f

können; Der isolierte Kupferdraht 11 wird durch die Draht- "%

führung 10 in den Drahtführungsstift 20 geführt, der ihn in die klebende Oberflächenschicht 6 der Schaltungsunterlage 5

drückt, wie am besten aus Fig. 2 ersichtlich. Die Position §

der Drahtschreibeeinheit (bestehend aus Drahtführung 10, |

Drahtführungsstift 20 und Lötvorrichtung 30) wird in Ober- J

einstimmung mit der Tischbewegung gesteuert, so daß der .%

Draht auf der Plattenoberfläche niedergelegt wird, wenn ί diese sich von der Schreibeinheit fortbewegt.

Die Lötvorrichtung 30 ist drehbar um den Zapfen 31 montiert,

so daß sie über einen geeigneten Solenoid oder einen pneuma- .*

■■-■■-■■ ■ I

tischen Antrieb 48 angehoben und abgesenkt werden kann. |

Wird die Lötvorrichtung 30 in die Lötposition abgesenkt (wie f

durch die ausgezogene Linie in Fig. 1 angedeutet), so um- £

faßt die Lötkopfspitze 32 den ausgelegten Draht 11 (Fig. 3). I

Der Lötvorgang erfolgt normalerweise bei Stillstand des \ Tisches in einem Punkt, in dem der Draht über einer Anschluß-

:■ fläche liegt, mit der er verlötet werden soll. Die Anschluß- ;; fläche wird vorzugsweise vor dem Lötvorgang mit Zinn überzogen, so daß - wenn die entsprechende Wärmemenge zugeführt . wird - die Drahtisolierung entfernt und die Lötverbindung

35 hergestellt wird. . "

Ein Positionssensor 44 ist mit der X-Y Unterlage 40 verbunden;

er stellt die Tischposition fest und bestimmt, ob dieser in |

der richtigen Position zur Durchführung des Lötvorgangs ist. Ist diese Position erreicht, so gibt die Computereinheit 42 Auslösesignale an die Solenoid -Steuerung 49 und an die Zeitsteuerung 46. Die Solenoid-Steuerung 49 ist mit dem Solenoid 48 verbunden und senkt und hebt die Lötvorrichtung

30. Eine Starkstromvorsorgungsquel1e 52- ist über den Schaltkreis 50 mit der Lötvorrichtung 30 verbunden; der Schaltkreis 50 seinerseits wird von der Zeitsteuerung 46 gesteuert. ■ Die Zeitsteuerung 46 erzeugt einen oder mehrere Starkstromimpulse vorbestimmter Stärke, die auf Abruf durch den Computer 42 der Lötvorrichtung 30 zugeführt werden. Die Lötkopfspitze 32 der Lötvorrichtung 30 ist in Fig. 3 genauer dargestellt. Sie umfaßt den Draht 11 und wird über einer Anschlußfläche zum Stillstand gebracht. Die Anschlußflächen können aus einem Kupferzylinder"mit verzinnter Oberfläche bestehen, der an vorbestimmten Stellen in die Schaltungsunterlage 5 gepreßt wird; die Anschlußflächen können auch nach der Technik zur Herstellung gedruckter Schaltungen hergestellt werden, wobei ein in die Schaltungsunterlage ge- bohrtes Loch mit einem Kupferbelag versehen wird, der nachträglich verzinnt wird. Die fertige Anschlußfläche 60 besteht aus einem zylindrischen Teil 62, das im Loch steckt, sowie einem Flanschfortsatz 61 auf der Plattenoberfläche. .■■ Die Lötspitze 32 der Lötvorrichtung 30 hat meistens einen U-förmigen Querschnitt, wobei der Brückenteil des ¹U¹ die "^?i effektive Masse der Vorrichtung 30 darstellt. Die Spitze 32 ""■"^bestellt' vorzugsweise aus einer Wolframlegierung, die bei ho-

' hen'femperäturen nur geringfügig oxidiert. In einigen Fällen kann es wünschenswert sein, den Lötvorgang in einer inerten Atmosphäre durchzuführen, um jegliche Oxidation der .' Lötvorrichtung zu vermeiden. Der Brückenteil der Lötvorrichtung weist in der Regel auf der Unterseite eine Vertiefung auf, die den zu verlötenden Draht 11 zur Hälfte umfaßt und

'■"'soeinen guten wärmeleitenden Kontakt herstellt. Die Abmessun· ■ 35 gen der effektiven Masse sind ¹W, der Abstand zwischen den - ' beiden Schenkeln 34 und 35, ¹L', die Länge der Lötspitze in ^rr^ der'brahtrichtung, und ¹H¹, die Höhe des Brückenteils.

- I i- 'ϊά'ϊ.ΐί- -pi= ·, ,:·■■-■ -

COP*]

Die Schenkel 34 und 35 des Brückenteils bilden eine Einheit mit den Trägerarmen 36 und 37, die an einer geeigneten Halterung 38 befestigt sind (s. Fig. 1).
Eine typische Lötverbindung.ist in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Die Öffnung im Zylinder 62 der Anschlußfläche 60
hat einen Durchmesser von 1,0 mm, die radiale Abmessung
des Flansches 61 beträgt 0,38 mm und der äußere.Flanschdurchmesser 1,75 mm. Der Kupferflansch ist 0,05 mm dick;
der Kupferdraht hat einen Durchmesser von 0,1 mm, die ihn
umgebende Isolierung ist 0,0125 mm dick.

Die Lötschicht ist etwa 0,38 mm dick. Das Lötmetallplättchen |! 50, das den abisolierten Draht 11 mit der Anschlußfläche
verbindet, ist etwa .0,38 breit und 1 mm lang.
Vorzugsweise wird das für die Lötverbindung erforderliche

Lotmetall bereits vor dem Lötvorgang auf der Anschluß- ;|:

% fläche aufgebracht, wie oben erwähnt; hierzu kann die "■%· Anschlußfläche verzinnt werden oder mit einem nicht-eutek- ;ί|

tischen Lötmetall beschichtet werden. Es besteht ebenfalls ·|>

die Möglichkeit, den Draht mit dem Lot zu versehen. Es können §; auch andere bekannte Verfahren zum Aufbringen des Lots.ange- Jfj wendet werden, wie z.B. Injizieren des Lots in Form von Pul- || ver oder Paste in die entsprechende Lötstelle, Anbringen |ί vorgeformter Lotmetai1-Teile wie z.B. Ringe, Plättchen, oder
Bänder an der Lötstelle.

.25 Entsprechend der vorliegenden Erfindung muß die der Lötstelle! .../,. zugeführte Wärmemenge sorgfältig überwacht und gesteuert wer- f . den. Die Wärmemenge hängt von der Masse·des.Lötkopfes, dessen
Temperatur, der während des Lötvorganges zugeführten Energie :

sowie der Masse des Drahtes und der Kupferanschlußfläche auf

der Schaltungsunterlage ab. "

.Die Temperatur der Lötspitze wird so gesteuert, daß ein ge- |< wünschtes Temperaturprofil erzielt wird, so daß die meiste | Energie zur Herstellung der Lötverbindung zur Verfügung steht,.;

....,..,und nur eine minimale Erwärmung der wärmeempfindlichen Be- I

,..35 zirke der Schaltungsunterlage eintritt. ' 1

■ _V-Die Bedingungen sind so gewählt, daß der Lötvorgang mit gro-' ßer Geschwindigkeit durchgeführt werden kann, da diese bei

der Herstellung von Schaltungen durch Punkt-zu-Punkt Verdrah- ! " tung zur möglichst effektiven Ausnützung des Verdrahtungs-Automaten von erheblicher Bedeutung ist.

\ Die gewählten Bedingungen sollten es ermöglichen, einwand-

5 freie Lötstellen herzustellen, unabhängig von der Struktur der Schaltungsunterlage. Bei der fabrikationsmäßigen Her-

f stellung von Schaltungen kommt es vor,daß die AnschTußflä-

chen unterschiedlich groß sind. Die Größe der Kupferanschl uß- flächen im Lötbereich wirkt sich auf die Warmeverteilung und Wärmeleitung aus. Entsprechend der vorliegenden Erfindung werden die Bedingungen so gewählt, daß zuverlässige Lötstellen auf allen Arten von Schaltungsunterlagen erzielt werden können. Um die geeigneten Bedingungen herauszufinden, wurde eine Anzahl von Versuchen durchgeführt, wobei Lötwerkzeuge verschiedener Abmessungen benutzt wurden, die mit unterschiedlicher Energie für unterschiedlich lange Zeitabschnitte beaufschlagt wurden. Die Ergebnisse dieser Versuche sind in Tabell I zusammengestellt.

Die Abmessungen der Lötwerkzeuge sind in Breite, Höhe und Länge angegeben, deren Produkt (W χ H χ L) der wirksamen Masse des Lötkopfes entspricht (s. Fig. 3). Der ersten Zeile von Tabelle I sind für den Lötkopf die folgenden Abmessungen zu entnehmen: Breite (W) =0,55 mm, Höhe (H) = 0,3 mm, und Länge (L) =0,5 , was einem Volumen der effektiven Masse von 8,4 x i0-³.mm³ entspricht. Die an diese Masse angelegte Spannung beträgt 4,25 V und ergibt einen Strom von 175 A.

Zur Oberprüfung des Verfahrens unter allen in der Praxis möglicherweise auftretenden Bedingungen wurden Versuche mit allgemein üblichen Schaltungsplatten durchgeführt, die einmal

verhältnismäßig kleine Anschlußflächen in Form von 0,76 mm breiten Streifen und zum anderen verhältnismäßig große Anschlußflächen in Form 25,4 mm breiter Streifen aufwiesen. Das Größenverhältnis dieser Anschlußf1ächen 1iegt bei - 35 etwa 1:30 und.schließt somit einen Großteil aller bei der Herj stellung möglichen Bedingungen ein. Es wurden sodann Versuche

mit unterschiedlichen Lötzeiten unter den verschiedenen Be-

COPY

	¹	Abmessungen	der	)	0,30	X	0,50	. . VoIt	TABELLE	I	Kontaktzeit für gute	mit Löt-	40	68
			Lötvorrichtung				Gleich			Lötverbindung	Breite v.	11 - 14	12 - 23
Volumen der							strom		band in einer	25,4 mm	6-8	6-8
effektiven		(mm!	0,38	X	0,50	4,25	Ampere	0,76 mm	(Millisekunden)	95	_
Masse		0,55 χ				6,40- ·	Gleich	35	55
(mm³ χ 10-³)					8,60	strom	18	23
8,4		0,40	X	0,50	. 4,40· .	175	50 - 60	110 - 170
	0,50 χ				6,40	250	22 - 24	30-45
					8,60-	275	10-12 ·	15
9,4		0,43	X	0,50	4,20	200	120	180
	0,55 χ				6,50	300	30	50 .
					8,60	370	17 - 18	19
10,9		0,50	X	0,50	4,20	200	110 .	170
	0,55 χ				, 6,50	250*	34	47
					8,60	300	18	20 - 23
11,7		0,76	X	0,50	4,40	160*	155	_
	0,50 χ				6,60	250	45	60
					8,60,	330*	24	_
12,5					4,15'	250
	0,76 χ				6,50	325
				8,30	425*
28,0		225
		300 ·
	380

Überlappungszeit
(Millisek.)

- 14
6-8

* errechnete ca-Werte
** Schätzwerte aufgrund der Färbung (ausgehend von Temperatur bei Weißglut)

Temperatur d. Lötwerkzeugs (⁰C) **

900 1000 1100

315

580 1000

700 840 760

400

580

1100

400

800

1040

520 580 900

- 1200

- 1300

- 1000

- 1145

- 1200

- 1100

- 1200

- 1300

- 1100

■ :*·Λ·ϊ·*;^ΛΚ<:#Α3!^Α4ί^ι;&ί^

dingungen durchgeführt und anschließend die Lötverbindungen untersucht und in Augenschein genommen. Die Bedingungen, die zu akzeptablen Lötverbindungen führten, sind in Tabelle I zusammengestellt. Betrachtet man beispielsweise die zweite Zeile, so wird dort an eine Lötvorrichtung mit einem Volumen der effektiven Masse von 8,4 χ ΙΟ"³ mm³ eine Spannung von 6,4 V angelegt, was einem Strom von 250 A entspricht. Auf der kleineren Anschlußfläche von 0,76 mm Breite wurde eine brauchbare Lötstelle bei einer Einwirkungszeit von 11 bis 14 Millisekunden erzielt. Bei einer Einwirkungszeit von weniger als 11 Millisekunden reichte die Wärmemenge weder zum Entfernen der Drahtisolierung, noch wurde eine brauchbare Lötverbindung erzielt. Längere Einwirkungszeiten, in diesem Fall von mehr als 14 Millisekunden, führ- ten zu einer Beschädigung der Schaltungsunterlage oder der Drahtisolierung außerhalb des Lötbereichs. Die Versuche mit den breiteren Streifen (25,4 mm) ergaben brauchbare Lötverbindungen bei Einwirkungszeiten zwischen 12 und 23 Millisekunden. Es wurden also brauchbare Lötverbindungen unabhängig von der Größe der Anschlußflächen, in diesem Fall zeischen 0,76 und 25,4 mm, bei Einwirkungszeiten zwischen 12 und 14 Millisekunden und der Verwendung der o.a. Lötvorrichtung erzielt.
Die Temperatur der Lötvorrichtung wurde aufgrund der sich bei .Weißglut ergebenden Temperatur geschätzt. In der zweigten Zeile von Tabelle I wurde die .Temperatur auf 1000⁰C geschätzt aufgrund der hell-kirschroten Farbe. In den Versuchen konnte festgestel1t werden,.daß bei geeigneter Auswahl der Bedingungen zufriedenstellende Lötstellen erzielt werden können, jedenfalls unter den Bedingungen, wie

sie üblicherweise bei der Herstellung von Schaltungsplatten . auftreten.

Wie in den Zeilen 2 und 3 der Tabelle angedeutet, können bei einer relativ geringen wirksamen Masse der Lötvorrichtung mit einem Volumen von 8,4 χ 10-³ mm³ und einer Spannung von .,: ,..zwischen 6,4 und 8,6 V, die einem Stromfluß von 250 bis 275 . ..Ampere entspricht, unter allen Bedingungen Einwirkungszeiten

COPYj

festgestellt wurden, bei denen sich zufriedenstellende Lot- j verbindungen erzielen lassen. Bei der niedrigeren Spannung von 6,4 V (entsprechend 250 A) werden bei Einwirkungszeiten von 12 bis 14 Millisekunden und einer Temperatur von 1000⁰C bei allen Größen der Anschlußflächen brauchbare Lötverbindungen erzielt. Entsprechend können bei der etwas höheren || Spannung von 8,6 V (entsprechend 275 A) und Temperaturen ^5l zwischen 1100 und 1200⁰C innerhalb von 6 bis 8 Millisekunden brauchbare Lötverbindungen hergestellt werden.

Wie ebenfalls aus Tabelle I entnommen werden kann, ist es

möglich, weitere Bedingungen zu finden, unter denen zufrie- | denstellende Lötverbindungen erzielt werden können, wenn die If Größenabweichungen der Anschlußflächen gering bzw. wenn alle j Anschlußflächen gleich groß sind. Wie aus Tabelle I ersicht lieh, beträgt die Lötdauer weniger als 500 Millisekunden, J| was für die automatisierte Herstellung der Schaltungen von großer Bedeutung ist. In den allermeisten Fällen werden zufriedenstellende Lötverbindungen bei Lötzeiten von weniger, als 150 Millisekunden, und häufig weniger als 50 Millisekun-

20 den erzielt.

Obwohl auch in einigen Fällen zufriedenstellende Lötverbin- — düngen bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen der Lötvorrichtung erzielt wurden, sollten diese jedoch im allgemeinen über 540⁰C liegen, und vorzugsweise zwischen 870⁰C und | 1100⁰C. Niedrigere Temperaturen erfordern längere Lötzeiten und haben somit eine größere Gefahr der Wärmeableitung in die Schaltungsunterlage zur Folge. Höhere Temperaturen bewirken in der Regel einen steileren Temperaturgradienten und, aufgrund der kürzeren Einwirkungszeiten, eine geringere Er wärmung der Schaltungsunterlage außerhalb des Lötbereichs. Temperaturen von über 1100⁰C sind jedoch unerwünscht, weil diese zur schnelleren Zerstörung des Lötwerkzeuges führen.

Eine Löttemperatur von 760⁰C wird mit einer Lötvorrichtung erzielt, deren Maße^0,55 χ 0,4 χ 0,5 mm (Volumen der effek-' tiven Masse.10,9 χ 10"³ mm³) betragen, und die mit einem ^iv>"Strom von 250 A bei einer Spannung von 6,5 V versorgt wird.

Bei einer Einwirkungszeit von 22 Millisekunden wird eine brauchbare Lötverbindung mit einer Anschlußfläche von 1,75 ■ mm Durchmesser erzielt.

Zunächst wird die Drahtisolierung verdampft, wobei diese außerhalb des Lötbereichs eine Temperatur von maximal 370⁰C erreicht. Im Kupferdraht steigt die Temperatur auf über 400⁰C und bis auf etwa 480⁰C, was einem Temperaturabfall von 260⁰C gegenüber beim Lötvorgang verwendeten Spitzentemperatur bedeutet. Das Lot erreicht eine über seinem Schmelzpunkt von 230⁰C und normalerweise bei ca. 275°C liegende Temperatur, was gegenüber der Temperatur des Kupferdrahtes einen Abfall von 190⁰C bedeutet. Die. Temperatur der Cu-Anschlußflache ist ähnlich der des Lots; normalerweise erreicht sie einen Spitzenwert von 260⁰C, also etwa 15°C unter der Temperatur des Lots. Die Temperatur der Anschlußfläche bleibt jedoch auf jeden Fall unter 280°C. Das Material der Schaltungsunterlage erreicht normalerweise eine

! Temperatur von 250⁰C, also etwa 10⁰C unter der Temperatur

der Anschlußfläche; die Temperatur des Basismaterials bleibt \ 20 mit Sicherheit unter 290⁰C, bei der es Schaden erleiden würde. Die Temperatur des größten Teils des Lots innerhalb des hohlen Teiles der Anschlußfläche bleibt unter 175°C, also unter der Schmelztemperatur des Lots von 230⁰C.

Das Temperatur-Profil ist sehr wichtig, weil es hohe Temperaturen bewirkt, wo diese gebraucht werden, wie z.B. zum Verdampfen der Drahtisolierung und zum Verlöten, ohne die umliegenden Bereiche wesentliche zu erwärmen, und dadurch zu zerstören. Höhere Arbeitstemperaturen und kürzere Einwirkungszeiten ergeben ein steileres Profil, was höhere Temperatüren im Lötbereich zur Folge hat, ohne daß sich die Temperatur in den benachbarten, Temperatur-empfindlichen Bereichen deutlich erhöht. Von besonderer Bedeutung ist die Auswahl der Bedingungen, so daß die zugeführte Wärmemenge nur

! geringfügig über derjenigen liegt, die zur Herstellung der

! 35 Lötverbindung erforderlich ist; auf diese Weise wird die j gesamte Wärme für die Lötverbindung verbraucht und den an- ■■ grenzenden Bereichen der Schaltungsunterlage kein Schaden '■: zugefügt. j

COPY

In der Praxis ist die Wärmeleitung beim ersten Kontakt zwischen isoliertem Draht und erwärmtem Lötwerkzeug sehr schlecht. Sobald die Isolierung verdampft ist, entsteht direkter Kontakt zwischen Lötspitze und Kupferdraht und der thermische Widerstand sinkt beträchtlich. Die nach der Verdampfung der Isolierung noch verbleibende Wärmemenge muß ausreichen, um das Lot zu schmelzen und die Lötverbindung herzustellen. Temperaturen von über 370⁰C sind erforderlich, . um die Drahtisolierung zu verdampfen, während zum Schmelzen '"!

10 des Lots Temperaturen von über 230⁰C benötigt werden.

Der elektrische Strom sollte Gleichstrom oder hochfrequen- : ter Wechselstrom sein und in hohen Stromimpulsen zugeführt j werden. Wird für den Lötvorgang nur ein elektrischer Impuls verwendet, sollte die Stromstärke zwischen 50 und 500 A ; liegen und die Impulsdauer zwischen 500 und 5 Millisekun- ~] den betragen.

Wie bereits erwähnt, sind die beiden wichtigsten Faktoren, die entsprechend der vorliegenden Erfindung gesteuert wer-, den müssen, die Temperatur des Lötwerkzeugs und die zugeführte Wärmemenge. Im allgemeinen sollte die Temperatur so hoch wie möglich sein; allerdings sollte sie unter jener lie- f gen, die eine Zerstörung der Lötvorrichtung verursachen J würde. Diä der Lötstelle zugeführte Wärmemenge ist eine Funktion aus der Temperatur des Lötkopfes, seiner effektiven Masse und der Zeitdauer der Stromzufuhr und sollte nur wenig größer sein als die Wärmemenge, die zum Verdampfen der Iso- . ;| lierung und zum Herstellen der^Lötverbindung erforderlich | ist. Diese Bedingungen können erfüllt werden, wenn die Masse J des Lötkopfes einem genau vorberechneten Wert entspricht und f der Strom sowie die Kontaktzeit genau gesteuert werden. Eine § : genaue Steuerung der zugeführten Wärmemenge kann auch er- ] reicht werden, wenn,die geeignete Lötvorrichtung entweder J vor dem Kontakt mit dem Draht oder während des Kontaktes mit * diesem auf die errechnete Temperatur gebracht wird, oder I

durch eine Kombination beider Verfahren. |

Die Lötvorrichtung übt vorzugsweise Druck auf den Draht aus ? und hält diesen während und nach dem Lötvorgang mit der An- f

schlußfläche in Kontakt, bis das Lot erstarrt ist. Dadurch wird die Gefahr, daß sich der Draht während der Abkühlphase verschiebt, erheblich reduziert. Wird die erforderliche Wärmemenge vor dem Kontakt mit dem Draht in der Löt-

^ die Kontaktzeit so eingestellt, daß die Abkühl phase eingeschlossen istΓ¥ΤπΓ die*"" " Lötspitze während des Kontaktes mit dem Draht erhitzt, so wird die Kontaktzeit nach dem Stromdurchgarig so eingestellt, daß ausreichend Zeit zum Abkühlen bleibt. Vorzugsweise ist das Lötwerkzeug so konstruiert, daß, nachdem die erforderliche Wärmemenge zugeführt ist, diese, noch während sie in Kontakt mit der Lötstelle ist, von dieser Wärme abzieht. Das wird beispieslweise erreicht, indem die Lötvorrichtung mit zwei wärmeleitenden Haltearmen 36 und 37 versehen wird, die iij wärmeleitendem Kontakt mit der effektiven Masse 32 des Lötkopfes stehen (Fig. 3).

In einigen Fällen ist eine Vielzahl von Stromimpulsen zur Herstellung einer Lötverbindung von Vorteil. Ein erster Impuls dient z.B. zum Verdampfen der Drahtisolierung und ein zweiter zum Schmelzen des Lots. In einem geeigneten Zwei-Impuls-Programm könnte z.B. ein erster 6V-Impuls von 8 Millisekunden zum Entfernen der Drahtisolierung und ein zweiter 4V-Impuls von 25 Millisekunden zum Herstellen der Lötverbindung dienen. Mit einer solchen Impulsfolge ist es möglich, - i&~f - · · -

eine höh'ere Temperatur (über 370⁰C) zum Entfernen der Drahtisolierung für einen kürzeren Zeitraum sowie eine niedrigere Temperatur (von nur 230⁰C) zum Herstellen der Lötverbindung für einen längeren Zeitraum einzustellen.

Eine vorzugsweise Ausgestaltungsform der Steuerung für die Lötvorrichtung, wie bereits bei der Beschreibung von Fig. erwähnt, besteht aus einer Stromquelle, einer Schaltvorrichtung und einer Zeitsteuerung. Das in Fig. 6 dargestellte Schaltdiagramm stellt eine bevorzugte Ausführungsform der Vorrichtung nach der Erfindung zum Herstellen einer Lötverbindung mit nur einem Stromimpuls dar.

Wie aus Tabelle I ersichtlich, sind hohe Stromimpulse zwi- if sehen 150 und 400 A erforderlich. Obwohl jede Starkstrom- Jf quelle für die erfindungsgemäße Vorrichtung verwendet werden kann, stellt die Speicherbatterie 70 einschließlich ~T§ der vier Gate BC Zellen eine sehr gut geeignete Strom- :$ quelle dar. Jede der vier Zellen liefert 2V und 25 Ampere- ^l Stunden. Eine konventionelle Ladevorrichtung 72 sorgt für ständige volle Leistung. · >|f

Die Schaltvorrichtung weist sechs NPN Stromschalt-Tran-

sistoren 100 bis 105 auf, drei NPN Antriebstransistoren 92 bis 94^uneinen NPN Initial-Transistor 90.'Die Zeitsteuerung besteht aus einem steuerbaren monostabilen Multivibrator 82 und einem zugeordneten Flip-Flop Schaltkreis 80. In Fig. 6 dient der Schalter 78 zum Einschalten eines Strom versorgungskreises. Bei der praktischen Durchführung kann dieser Schalter 78 ein Kontakt eines Relais im Rechner sein. - Der-normal erweise geschlossene Kontakt des Schalters 78 ist mit dem Rückstell-Eingang R der Flip-Flop Schaltung 80 verbunden, und der normalerweise geöffnete Kontakt ist mit dem Stel!-Eingang S verbunden. Einer der Ausgänge des Flip-Flop 80 ist mit dem Auslöser der monostabilen Flip-Flop Schaltung 82 verbunden. Flip-Flop 82 ist über einen Stellwiderstand 83 und einen Kondensator 84 mit der 12V Stromquelle und dem monostabilen Schaltkreis verbunden und dient zur Zeitsteuerung. Der Stellwiderstand 83 und der Kondensator 84 sind so gewählt, daß Zeitintervalle zwischen 5 und 500 Millisekunden eingestellt werden können.

Jedes Mal, wenn der Schalter 78 sich,in die entgegengesetzte Position von der in Fig. 6 gezeigten bewegt, wechselt der Flip-Flop 80 seinen Zustand und bewirkt einen vorübergehenden Wechsel am Ausgang. Der monostabile Schaltkreis 82 reagiert auf diesen Wechsel mit einem positiven Impuls an einem Ausgang, dessen Dauer durch das Einstellen des Stellwiderstandes 83 bestimmt wird.

Der Ausgang des monostabilen Kreises 82 ist mit der Basis des Transistors 90 verbunden. Der Kollektor des Transistors 90 ist über den Widerstand 89 mit der 12V-Stromversorgungs-

quelle verbunden, und der Emitter liegt auf Erde. Ein Vorschal twiderstand 88 ist zwischen die Basis des Transistors 90 und die 12V-Stromquelle geschaltet.

Der Kollektor des Transistors 90 ist mit den Basisausgängen der Antriebstransistoren 92 bis 94 verbunden und mit der Erde über den Widerstand 91. Die Kollektoren der Transistoren 92 bis 94 sind mit dem positiven Ausgang der Batterie 70 über die Stell widerstände 96 bis 98 verbunden. Der Emitter des Transistors 92 ist mit den Basisausgängen der Leistungstransistoren 100. und 101 verbunden; der Emitter des Transistors 93 ist mit den Basisausgängen der Leistungs- · transistoren 102 und 103 verbunden, und der Emitter des Transistors 94 ist mit den Basisausgängen der Leistungstransistoren 104 und 105 verbunden. Der positive Ausgang der Batterie 70 ist mit dem Halterungsarm 36 der Lötvorrichtung 30 verbunden, und der andere Halterungsarm 37 ist mit der gemeinsamen Kollektor-Verbindung der Transistoren 100 bis 105 verbunden. nie Emitter der Transistoren 100 bis 105 sind mit dem negativen Ausgang der Batterie 70 über die Sicherungen 110 bis 115 verbunden. Die Stell widerstände 96 bis 98 werden benutzt, um die Antriebs- und Leistungs-Tran-. sistoren auszugleichen und für eine gleichmäßige Verteilung der Last zu sorgen.
Ein positiver Impuls am Ausgang des monostabilen Schaltkreises 82 versetzt den Transistor 90 in den leitenden Zu- : stand, welcher seinerseits Leitfähigkeit der Transistoren .90 bis 94 erzeugt, die ihrerseits die Transistoren 100 bis 105 in den leitenden Zustand versetzen. Wenn die Leistungstransistoren 100 bis 105 leitfähig sind, fließt ein Strom vom positiven Ausgang der Batterie 70 durch die Lötvorrichtung 30 und dann durch die parallelen Leitungen der Kollektor-Emitter-Schaltungen der Leistungstransistoren 100 bis 105 zurück zum negativen Ausgang der Batterie 70. So erzeugt die Aktivierung des Schalters 78 einen Starkstromimpuls durch die Lötvorrichtung 30, dessen Dauer durch die

-. .; Einstel 1 ung des Stell wi derstandes 83 bestimmt wird. Die Strommenge, die durch die Lötvorrichtung fließt, hängt von deren

Abmessungen sowie ihrer Zusammensetzung ab. Zwei Zellen I

der Batterie 70 erzeugen eine Spannung von etwa 4V; mit !

Lötvorrichtungen, die etwa die in Tabelle I angegebenen [ Abmessungen haben, werden Stromimpulse von 160 bis 250 A J

erzeugt. Mit drei Zellen beträgt die Spannung etwa 6V, f

und die Stromimpulse weisen Stromstärken zwischen 230 und I

325 A auf; mit vier Zellen beträgt die Spannung etwa 8V, f

und die Stromimpulse weisen Stromstärken zwischen 275 und I

■' 425 A auf. "I

■τ ■ft

Wie bereits erwähnt, ist in einigen Fällen eine Mehrzahl |

von aufeinander folgenden Stromimpulsen erwünscht, wie z. " |

B. ein Impuls von 6V für 8 Millisekunden zum Entfernen |

der Drahtisolierung, gefolgt von einem 4V-Impuls für 25. |

Millisekunden zur Herstellung der Lötverbindung. Eine ge- I

eignete Schaltung für eine derartige Impulssequenz ist in f

Fig. 7 dargestellt. In diesem Fall dient eine 3-Zellen- f Batterie zur Stromversorgung für die Lötvorrichtung; ein -| Zellenpaar 121 ist mit einer dritten ZeI1e 120 parallel ge- |

schaltet. Ein Ladegerät 122 ist ständig mit der Batterie ί

verbunden und sorgt für kontinuierliche Ladung. |

Zwei parallel geschaltete Leistungstransistoren 180 und 181 f

verbinden die 4V-Stromquel1e mit der Lötvorrichtung 30 und f

die Transistoren 170 bis 172 bilden die Antriebsschaltung I

■- hierfür. Für die Verbindung der 6V-Stromquel 1 e mit der Löt- J

vorrichtung 30 werden drei parallel geschaltete Leistungs- §

'""transistoren 160 bis 162 verwendet, und die Transistoren I

..'■■ ■ . '-4

·■■ 150 bis 152 bilden hierfür den Antriebsstromkreis: ή

Ein monostabiler Flip-Flip Schaltkreis 130 bildet den Zeitgeber A zur Steuerung der 6V-Impulse, und ein monostabiler Multivibrator 140 bildet den Zeitgeber B zur Steuerung der 4V-Impul se·..

Die monostabilen Schaltkreise 130 und 140 haben Stellwiderstände 131 und 141, die zwischen dem Schaltkreis und der 12V-Stromquel1e liegen. Die Stel!widerstände und die ihnen "35 zugeordneten Kapazitäten 132 und 142 bilden die Zeitgeber- ^:i --Stromkreise für die monostabilen MuI ti vibratoren.

Ein Eingang ist mit dem Auslöseeingang des Schaltkreises 130

- 22 - · ■■-;■■

verbunden, und der Ausgang des Schaltkreises 130 ist mit dem Auslöseeingang des Schaltkreises 140 verbunden. Wenn die Stellwiderstände 131 und 141 für Impulse von 8 bzw. . ' 25 Millisekunden eingestellt sind, dann bewirkt ein Auslösesignal am Ausgang 135 einen positiven 8 Millisekunden Impuls am Ausgang des Schaltkreises 130, gefolgt von einem positiven 25 Millisekunden Impuls am Ausgang des Schaltkreises 140. . · Der Ausgang des Schaltkreises 130 ist mit der Basis des NPN Transistors 150 über den Widerstand 153 verbunden. Der Kollektor des Transistors 150 ist mit der 12V-Stromquelle über den Widerstand 154 und mit der Basis des NPN Transistors 151 verbunden. Der Kollektor des Transistors 151 ist mit der 12V-Stromquel1e über die in Serie geschalteten Widerstände 155 und 156 verbunden, und die Verbindung der Widerstände ist mit der Basis des NPN Transistors 152 verbunden. Die Emitter der Transistoren 150 und 151 sind geerdet, während der Emitter des Transistors 152 mit der 12V-Stromquelle verbunden ist. Der Kollektor des Transistors 152 ist mit den Basisausgängen der NPN Leistungstransistoren · 160 bis 162 verbunden. Der positive Ausgang der Batterie ist mit den KoIlektorausgängen der parallel geschalteten Transistoren 160 bis 162 verbunden, deren Emitter über die Sicherungen 163 bis 165 und die Lötvorrichtung 30 mit dem negativen Ausgang der Batterie verbunden sind. • Der Ausgang des Schaltkreises 140 ist geerdet über die Widerstände 173 und 174, und die Verbindung der Widerstände ist mit der Basis des NPN Transistors 170 verbunden. Der Emitter des Transistors 170 ist mit der Basis des NPN Transistors 171 verbunden und der Emitter dieses Transistors ist geerdet. Die Kollektoren der Transistoren 170 und 171 sind mit der 12V-Stromquel1e verbunden, und zwar über die in Serie geschalteten Widerstände 175 und 176, deren Verbindung mit dem PNP~Transistör 172 verbunden ist. Der Emitter des

Transistors 172 ist mit der 12V-Stromquelle verbunden, und J sein Kollektor ist mit den Basisausgängen der NPN Transisto- | ren 180 und 181 verbunden. Der positive Ausgang der Batterie

121 ist mit dem gemeinsamen Kollektorausgang der parallel §| geschalteten Transistoren 180 und 181 verbunden, und deren % Emitter sind mit dem negativen Ausgang der Batterie über j| die Sicherungen 182 und' 183 und die Lötvorrichtung 30 ver- | bunden. . ' . M

Der Auslöseimpuls am Ausgang 135 veranlaßt den monostabil en 1 Stromkreis 130 einen Ausgangsimpuls zu erzeugen, der die 4 Transistoren 150 bis 152 leitend macht, die ihrerseits die ΐ Leistungstransistoren 160 bis 162 leitend machen. Dies re- .^ sultiert in einem Starkstromimpuls, dessen Zeitdauer durch ,j die Einstellung des Stellwiderstandes 131 bestimmt ist und j

• ■ ■ . ■■■-$

der von der 6V-Batterie 120/121 auf die Lötvorrichtung 30 gegeben wird. Das Ende des Impulses am Ausgang des Stromkreises 130 setzt den monostabilen Schaltkreis 140 in Be-

trieb, der einen Ausgarigsimpul.s auf die Transistoren 170
bis 172 gibt und diese in·den leitenden Zustand versetzt,
welche ihrerseits die parallel geschalteten Leistungstransistoren 180 und 181 leitfähig machen. Hierdurch wird ein
Starkstromimpuls auf die Lötvorrichtung 30 gegeben, und

zwar über die Transistoren 180 bis 182, von der 4V-Batterie
121 und für eine Zeitdauer, die durch die Einstellung des
Stel!Widerstandes 141 bestimmt ist.

Claims

"Patentansprüche:

1. Schnell-Lötverfahren zum Verlöten eines Drahtes mit der Anschlußfläche einer Schaltungsplatte unter Verwendung einer Lötvorrichtung mit vorbestimmter Masse, in dem die genannte Lötvorrichtung in wärmeleitenden Kontakt mit dem mit der Anschlußfläche zu verlötenden Draht gebracht wird und während des Kontaktes von Anschlußfläche und Draht so viel Wärme zugeführt wird, wie zur Herstellung der Lötverbindung erforderlich ist, dadurch gekennz ei c h η e t, daß die effektive Masse der Lötvorrich-

-.;. tung so gewählt wird, daß die zugeführte und in ihr gespei cherte Wärmemenge nur geringfügig größer ist als die Wärme menge., die zur Durchführung des Lötvorgangs erforderlich ist, und im wesentlichen zum Herstellen der Lötverbindung verbraucht wird; und daß die effektive Masse der Lötvorrichtung auf eine zuvor bestimmte Temperatur erwärmt wird, so daß die Lötverbindung in weniger als 500 Millisekunden her-, gestellt wird, die aber unter der Temperatur liegt, durch die die Lötvorrichtung sofort zerstört würde; und daß die

genannte Wärmemenge nicht ausreicht, um über die Anschlußfläche hinaus Wärme in die benachbarten Bereiche der Schaltungsplatte zu leiten.

2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Verlöten eines Drahtes mit einer mit einem Lötmetall überzogenen Anschlußflache einer Schaltungsplatte, wobei der genannte Draht ein isolierter Draht ist, dadurch gekennzeichnet, daß die effektive Masse der Lötvorrichtung so gewählt wird, daß die darin gespeicherte Wärmemenge ausreicht, um bei einer bestimmten Temperatur die Drahtisolierung zu verdampfen und eine brauchbare Lötverbindung zwischen Draht und Anschluß- ' fläche herzustellen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Kontaktzeit weniger als 50 Millisekunden beträgt.

4. Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß die Lötvorrichtung auf eine Temperatur von über 530⁰C gebracht wird.

• 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötvorrichtung auf eine Temperatur zwischen 870⁰C und 1100°C gebracht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötvorrichtung vor dem Kontakt mit dem zu verlötenden Draht auf eine zuvor bestimmte Temperatur gebracht wird.

' . . ' ■

7. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötvorrichtung zunächst mit dem Draht in Kontakt gebracht und erst dann auf die zuvor bestimmte Temperatur erhitzt wird.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfläche vor dem Verlöten mit Lot überzogen wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch'gekennzeichnet, daß die Anschlußfläche durch galvanische Abscheidung mit dem Lotmetall beschichtet wird, und daß diese Metalllegierung nicht eutektisch ist.

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10. Verfahren nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußfläche verzinnt ist.

11. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Draht vor dem Lötvorgang mit Lot

überzogen wird. · ^

.

12. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Lötverbindung verwendete Lot eine vorgeformte Konfiguration aufweist. . |

13. '"" Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Lötverbindung verwendete Lot im flüssigen oder pastenartigen Zustand ist.

.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötvorrichtung so lange in Kontakt mit dem Draht bleibt, bis die Lötstelle vollkommen erhärtet ist. · . . · .' · - .. '

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15. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Volumen der effektiven Masse der Lötvorrichtung 8,4 χ 10~³ mm³ beträgt.

16. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötspitze mit elektrischem Strom mit einer Stärke zwischen 50 und 500 Ampere und für eine Zeit-' dauer von 5 bis 100 Millisekunden auf die vorbestimmte Temperatur gebracht wird.

17. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lötvorrichtung den zu verlötenden Draht

mit der Anschlußfläche mit einer Kraft von 100 bis 800 g in Kontakt hält.

18. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 17, dadurch ge· kennzeichnet, daß die Lötvorrichtung entsprechend der folgenden Temperatur-Charakteristik erwärmt wird:

a) Temperatur der Lötvorrichtung von mindestens 540⁰C;

b) Temperatur zum Verdampfen der Drahtisolierung von mindestens 400⁰C;

c) Temperatur der Anschlußfläche zum Schmelzen des ^: Lots von mindestens 230⁰C; und ' d) Temperatur der Schaltungsplatte in der Umgebung

der Lötstelle von unter 290⁰C.

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19. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die effektive Lötspitzenmasse mit einer größeren Masse verbunden ist, so daß eine Wärmeableitung in diese stattfinden kann, um das Lot nach dem Herstellen der

20 Lötverbindung abzukühlen.

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