DE3826724C2 - Entlötvorrichtung und -verfahren zum Entfernen von geschmolzenem Lot - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Entlötvorrichtung zum Entfernen von geschmolzenem Lot von miteinander verbundenen Teilen, mit einem Entlötwerkzeug, einer Saugpumpe, die mit dem Ent­ lötwerkzeug verbunden ist und an dieses zum Entfernen des Lots einen Unterdruck anlegt, einem die Pumpe antreibenden Motor und mit einer mit dem Motor verbundenen Steuerung für den Strom­ versorgungsteil. Sie betrifft ferner ein Entlötverfahren zum Entfernen von geschmolzenem Lot von miteinander verbundenen Teilen unter Verwendung eines Entlötwerkzeugs, an das eine von einem Motor angeschlossene Saugpumpe angeschlossen ist (vgl. z. B. DE 78 21 652 U1).

Geeignete Vorrichtungen, mit denen modulare Elektronikbau­ teile von einem Substrat, beispielsweise einer gedruckten Leiterplatte, entfernt werden können, führen dem zu schmel­ zenden Lot Wärme zu und entfernen es daraufhin durch Unter­ druck. Die Schnelligkeit, mit der dies geschieht, ist für eine erfolgreiche Entfernung der Elektronikbauteile von einer gedruckten Leiterplatte wichtig, da um so mehr Lot entfernt werden kann, je schneller dieser Prozeß abläuft.

Bei einem langsamen Absaugen ist das Entfernen des Lots schwieriger. Darüber hinaus besteht bei langsamen Absaugen die Gefahr, daß sich der Absaugkanal zusetzt.

Als Beispiel für ein Entlötwerkzeug, das dem Stand der Tech­ nik entspricht, ist das in Fig. 1 dargestellte Werkzeug gemäß der US-A-3 392 897 zu nennen. Die Erfindung ist mit einem wie in Fig. 1 gezeigten Entlötwerkzeug, das im folgen­ den kurz beschrieben wird, verwendbar. Das Entlötwerkzeug 10 besteht aus einer abnehmbaren rohrförmigen Spitze 11, die mit einem Steigrohr 12 aus Metall verbunden ist. Dieses Steigrohr 12 führt in das Innere eines Lotfangrohrs 13, das von einem Griff 14 umschlossen ist. Das Lot wird durch Anle­ gen eines Unterdrucks von dem Rohr 17 durch den Durchlaß 16, der sich hinter dem Basisteil 15 befindet, in das Innere des Lotfangrohrs 13 gesaugt. Über ein elektrisches Kabel 18 wird ein Heizelement des Entlötwerkzeugs mit elektrischem Strom versorgt.

Andere Vorrichtungen, die dem Stand der Technik entsprechen, beziehen sich auf den Schnellanlauf von Geräten zur Erzeu­ gung eines Unterdrucks. Die US-A-4 532 670 offenbart bei­ spielsweise ein Gerät, das zwischen eine einen konstanten Unterdruck liefernde Quelle und eine Entlötvorrichtung ge­ schaltet ist. Dieses Gerät dient dazu, den Sog an der Saug­ spitze zu verstärken, sobald der Unterdruckschalter betätigt wird, damit das geschmolzene Lot schnell beseitigt wird. Bei diesem bekannten Gerät wird jedoch der Anfangsimpuls des Unterdrucks mit einem unter Federvorspannung stehenden Kol­ ben an die Lötstelle gebracht. Diesem Anfangsimpuls folgt jedoch keine Daueranlegung des Unterdrucks, die erforderlich ist, um ein Abkühlen der Lötstelle zu bewirken, damit ein erneutes Anlöten und ein Überhitzen benachbarter Bauteile vermieden wird.

In der US-A-4 643 776 ist offenbart, wie ein 12 V-Motor eines batteriebetriebenen Sauggeräts mit zwei 12 V-Batterien in Serie geschaltet wird, um den Motor mit 24 V zu betrei­ ben, damit dadurch die Motordrehzahl zur Erzielung höherer Saugleistungen für stärkere Lasten gesteigert wird. Für ge­ ringere Lasten werden die Batterien zur Schaffung einer Ver­ sorgungsspannungsquelle von 12 V parallelgeschaltet.

Beim Entlöten ist es wichtig, daß die Spitze eine fast rechtwinklige Lage zum Werkstück (z. B. einer gedruckten Leiterplatte) einnimmt, um eine gute Abdichtung zu bewirken (z. B. um ein durchkontaktiertes Loch, das mit einem Löt­ pfropfen gefüllt ist), so daß geschmolzenes Lot vollständig abgesaugt und die Lötstelle von Lot befreit werden kann. Zu diesem Zweck ist zu Beginn ein relativ hoher Unterdruckim­ puls erforderlich, durch den der Lötpfropfen im geschmolze­ nen Zustand im wesentlichen vollständig entfernt wird.

Weiterhin verlangt ein erfolgreiches Entlötverfahren, daß im Anschluß an den Anfangsimpuls fortgesetzt ein Dauerunter­ druck angelegt wird, damit sich die Lötstelle unter die Lot­ schmelztemperatur abkühlen kann und die Bildung einer neuen Lötverbindung verhindert wird. Durch die schnelle Entfernung des geschmolzenen Lots ohne Anhalten des Saugpumpenmotors und das sich anschließende Anlegen eines Dauerunterdrucks können unnötige wiederholte Entlötvorgänge vermieden werden.

Bei der aus der DE 78 21 652 U1 bekannten Entlötvorrichtung der eingangs genannten Art sind die Wärmequelle für das Er­ weichen der Lötstelle und die Lötspitze für das Absaugen des geschmolzenen Lotes miteinander vereinigt, so daß nur eine einzige Hand zu ihrer Bedienung erforderlich ist. Damit ist es möglich, mit der zweiten Hand das ausgelötete Bauteil von Anfang an festzuhalten und sofort beim Erweichen der Löt­ stelle von dieser zu entfernen. Die Saugwirkung der Entlöt­ vorrichtung kann beliebig lange aufrechterhalten werden, bis das geschmolzene alte Lot vollständig von der Lötstelle ab­ gesaugt ist. Mit dieser Vorrichtung wird zwar bereits eine gewisse Vereinfachung des Lötvorgangs erreicht. Es besteht jedoch das Bedürfnis nach einer weiteren Optimierung.

Ziel der Erfindung ist es, die Entlötvorrichtung und das Entlötverfahren der eingangs genannten Art im Hinblick auf ein möglichst schnelles, zuverlässiges und problemloses Entfernen des geschmolzenen Lots weiter zu verbessern.

Gemäß der Erfindung wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß der Stromversorgungsteil so steuerbar ist, daß mit einer jeweiligen Inbe­ triebnahme der Saugpumpe zunächst eine Spannung vorbe­ stimmter Zeitdauer mit einem ersten Spannungspegel an den Motor angelegt wird, um über die Pumpe einen Unterdruckim­ puls entsprechender Dauer und Stärke an die miteinander ver­ bundenen Teile anzulegen und über diesen Unterdruckimpuls das geschmolzene Lot zu entfernen und in das Entlötwerkzeug zu befördern sowie ein Abkühlen der Teile einzuleiten, und daß nach Ablauf der vorbestimmten Impulsdauer eine kontinu­ ierliche Spannung an den Motor angelegt wird, die einen zweiten Spannungspegel aufweist, der kleiner als der erste ist, um mit einem entsprechend niedrigeren Unterdruck die Teile weiter abzukühlen.

Das zur Lösung dieser Aufgabe vorgeschlagene erfindungsgemä­ ße Verfahren ist im Anspruch 11 angegeben.

Aufgrund dieser Ausbildung ist dafür gesorgt, daß die Unter­ druckquelle mit der Inbetriebnahme der Entlötvorrichtung sehr schnell anläuft. Indem unmittelbar nach der Inbetrieb­ nahme an den Motor ein Spannungsimpuls hohen Pegels angelegt wird, wird verhindert, daß der Motor wieder zum Stillstand kommt, bevor das geschmolzene Lot entfernt ist. Indem an­ schließend eine kontinuierliche Spannung niedrigeren Pegels an den Motor angelegt bleibt, ist für ein schnelleres Abküh­ len der entlöteten Stelle gesorgt, so daß auch Teile schnel­ ler wieder neu angelötet werden können.

Schließlich können die erfindungsgemäße Lötvorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren mit Vorteil auch in Verbin­ dung mit Lotabsaugern angewendet werden, die dem bekannten Stand der Technik entsprechen.

Die Erfindung kann bei einem Lotabsauger gemäß Fig. 1 ange­ wendet werden, der einen Saugpumpenmotor hat, mit dem die an ihn angeschlossene Unterdruckquelle betrieben wird. Der Motor wird dann zunächst an eine relativ hohe Spannung und nach einem vorherbestimmten Zeitraum an eine relativ niedri­ ge Spannung angeschlossen, so daß er bei niedrigerem Lei­ stungspegel im Dauerbetrieb laufen kann. Bei dem Saugpum­ penmotor handelt es sich zweckmäßigerweise um einen Gleich­ strommotor, obwohl auch andere Motoren, beispielsweise ein Universalmotor, verwendet werden können. Bei der Erfindung treibt der Motor vorzugsweise eine Membranvakuumpumpe an, obwohl auch andere Pumpen, wie z. B. Drehschieberpumpen, ver­ wendbar sind.

Gemäß der Erfindung kann eine Schaltung vorgesehen sein, durch die die relativ hohe Spannung von 24 V während einer bestimmten Zeitspanne an den Saugpumpenmotor angelegt wird. Die höhere Anfangsspannung sorgt für ein relativ hohes Anfangsdrehmoment des Motors, was zur Erzeugung eines relativ hohen Anfangsunterdrucks vorteilhaft ist, um den geschmolzenen Lötpfropfen aus einem durchkontaktierten Loch, beispielsweise in einer gedruckten Leiterplatte, zu entfer­ nen. Nach dem Entfernen des geschmolzenen Lötpfropfens kann für den weiteren Betrieb der Unterdruckpumpe eine niedrigere Spannung angelegt werden. Der fortgesetzte Betrieb der Un­ terdruckpumpe ist für das Abkühlen einer entlöteten Lötstel­ le vorteilhaft, um ein erneutes Anlöten von ausgelöteten Teilen zu verhindern. Eine solche Wiederverbindung kann sich ergeben, wenn auch nur geringe Lotreste, die während des Entlötvorgangs nicht entfernt worden sind, zurückbleiben. Nach Beseitigung des Lötpfropfens und Freilegen des durch­ kontaktierten Lochs ist ein hohes Drehmoment nicht länger erforderlich.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die in der Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 die Schnittansicht eines dem Stand der Technik ent­ sprechenden Lotabsaugers, der in Verbindung mit der erfindungsgemäßen Entlötvorrichtung verwendbar ist,

Fig. 2 eine schematische Darstellung der Hauptelemente der erfindungsgemäßen Entlötvorrichtung,

Fig. 3 eine Seitenschnittansicht, die das Anwenden einer Entlötspitze an einer Lötstelle einer gedruckten Leiterplatte veranschaulicht, und

Fig. 4 ein elektrisches Schaltbild einer Steuerung der er­ findungsgemäßen Entlötvorrichtung.

Ein dem Stand der Technik entsprechendes Entlötwerkzeug, wie in Fig. 1 dargestellt, ist in Verbindung mit der Erfindung verwendbar. Eine Spitze 11 kann gegen eine gedruckte Leiter­ platte gepreßt werden, um von dieser Lot zu entfernen. Das Lot fließt, wie oben beschrieben, zu einem Lotfangrohr 13, das an eine Unterdruckquelle angeschlossen ist (nicht abgebildet in Fig. 1).

In Fig. 2 ist schematisch dargestellt, wie Hauptelemente der Erfindung in Bezug zueinander stehen. Wie daraus zu ersehen ist, bewirkt ein Zeitschalter 100 das Umschalten eines Schal­ ters 105 zwischen einer ersten Gleichspannungsquelle 103 von 24 V über einen Kontakt 101 und einer zweiten Gleichspannungs­ quelle 104 von 12 V über einen Kontakt 102. Ein externer Schalter 20 (abgebildet in Fig. 4) ermöglicht, daß Strom aus den Gleichspannungsquellen 103 und 104 fließen und der Zeit­ schalter 100 betätigt werden kann.

Ist der Schalter 20 geschlossen, wird ein Motor 106, bei­ spielsweise ein 12 V-Gleichspannungsmotor, entweder von der Gleichspannungsquelle 103 oder der Gleichspannungsquelle 104, versorgt. Ist der Schalter 20 geöffnet, wird die Stromversor­ gung zu dem Motor 106 unterbrochen. Der Zeitschalter legt zu­ erst über den Kontakt 101, wie in Fig. 2 dargestellt, eine Spannung von +24 V an den Motor 106 an. Nach einer relativ kurzen Zeit wird der Schalter 105 so gestellt, daß die dem Mo­ tor 106 zugeführte Spannung über den Kontakt 102 angelegt wird, so daß nun die +12 V-Spannung als Versorgungsquelle für den Motor 106 dient. Somit wird über einen relativ kurzen Zeitraum eine relativ hohe Spannung von +24 V an den Motor 106 angelegt, die ein relativ hohes Anfangsdrehmoment bewirkt. Die damit verbundene erheblich verkürzte Anlaufzeit überwindet je­ den Anfangswiderstand eines Lotpfropfens gegen ein Fließen und damit einen Stillstand des Motors. Nach seiner Anlaufzeit läuft der Motor kontinuierlich mit einer Versorgungsspannung von 12 V. Dadurch wird vermieden, daß die Saugpumpe 107 über einen längeren Zeitraum mit zu hoher Drehzahl läuft, was ihre Lebensdauer verkürzen und außerdem ein Zerfasern herbeiführen wird, wodurch ihre Pumpwirkung beeinträchtigt wird.

Der Motor 106 treibt eine in Fig. 2 schematisch dargestellte Saugpumpe 107 an, bei der es sich um eine Membranpumpe handeln kann. Solche Membranpumpen entsprechen dem Stand der Technik, wobei jedoch jede andere Pumpe, z. B. Drehschieberpum­ pen, im Zusammenhang mit der Erfindung verwendet werden könn­ ten. Solche Pumpen würden von jedem Fachmann, in dessen Fach­ gebiet diese Erfindung fällt, gewählt und dimensioniert.

Die Saugpumpe 107 bildet für das Entlötgerät 108, bei dem es sich um jeden bekannten Typ handeln kann und das in Fig. 2 schematisch dargestellt ist, eine Unterdruckquelle.

Fig. 3 ist eine Seitenschnittansicht, in der das Anlegen einer Entlötspitze 111 an eine Lötstelle 220 einer gedruckten Lei­ terplatte 200 dargestellt ist. Die Teile sind in Fig. 3 nicht maßstabsgetreu abgebildet, sondern dienen lediglich dem Ver­ ständnis und veranschaulichen den Verfahrensablauf.

In Fig. 3 ist ein Schaltungselement 240 durch eine Leitung 230 an eine gedruckte Leiterplatte 200 angeschlossen. Die Leitung 230 ist durch einen Lötpfropfen 220 mit einem durchkontaktier­ ten Loch 210 elektrisch verbunden. Wie in Fig. 3 gezeigt, be­ findet sich der Lötpfropfen in festem Aggregatzustand und kann durch Anlegen der erwärmten Entlötspitze 111 des Entlötwerk­ zeugs 108 geschmolzen werden. Die in der Abbildung gezeigte gedruckte Leiterplatte 200 besteht aus einem nichtleitenden Material, das in der Leiterplattentechnik normalerweise Anwen­ dung findet. Das durchkontaktierte Loch 210 besteht vorzugs­ weise aus einem leitfähigen Material, beispielsweise Metall, damit ein guter elektrischer Kontakt hergestellt wird. Das durchkontaktierte Loch 210 kann nach dem Stand der Technik mit anderen Bauteilen oder anderen elektrisch leitenden Bereichen der gedruckten Leiterplatte elektrisch verbunden werden.

Nach ausreichender Wärmezufuhr zum Lotpfropfen 220 mit Hilfe der Entlötspitze 111 beginnt das Lot zu schmelzen. Dieser Vor­ gang kann vom Anwender durch Beobachten des Lotpfropfens 220 leicht festgestellt werden, worauf er dann den beispielsweise von einem Fußpedal, einem Handauslöser oder dgl. gebildeten Schalter 20 (abgebildet in Fig. 4) betätigt, um den Betrieb der Unterdruckquelle mit einer relativ hohen Anfangsspannung zu starten. Nach dem Anlauf der Unterdruckquelle wird der ge­ schmolzene Lotpfropfen 220 durch die Entlötspitze 111 in das Entlötwerkzeug 108 gesaugt.

Der Anfangs-Unterdruckimpuls entfernt in sehr kurzer Zeit das Lot von der Lötstelle, wodurch eine Verstopfung der Steigrohrs 12 mit Lot verhindert wird. Der Unterdruck wird erst dann an­ gelegt, wenn der Heizkörper das zu entfernende Lot über seine Schmelztemperatur erwärmt hat.

Darüber hinaus erfolgt während des Anfangs-Unterdruckimpulses ein Abkühlen der Verbindung, so daß die Gefahr einer Leiter­ plattenbeschädigung verringert wird. Weiterhin verringert die­ ser Abkühleffekt, der nach Beendigung des Anfangsimpulses be­ stehen bleibt, die Gefahr, daß der elektrische Anschlußleiter 230 beispielsweise erneut an das durchkontaktierte Loch ange­ lötet wird. Da es unmöglich ist, das gesamte Lot von einer Lötstelle zu entfernen, besteht daher die Gefahr, daß, falls der Anschlußleiter 230 und das durchkontaktierte Loch 210 wei­ terhin auf einer Temperatur oberhalb der Entlöttemperatur bleiben, der elektrische Anschlußleiter 230 erneut festgelötet und mit dem durchkontaktierten Loch 210 verbunden wird.

Außerdem wird der Anwender, nachdem der Anfangs-Unterdruckim­ puls wirksam geworden ist und der Motor 106 und die Saugpumpe 107 in Betrieb sind, die Spitze 111 wahrscheinlich gegen die Verbindung drücken, auch wenn ein Großteil des Lötzinns be­ reits entfernt ist. Es ist daher wünschenswert, daß der Unter­ druck auch nach der Einwirkung des Unterdruckimpulses weiter­ hin für eine gewisse Zeit angelegt bleibt, damit die durch ihn eingeleitete Abkühlung des Anschlußleiters und des durchkon­ taktierten Lochs aufrechterhalten wird. Auf diese Weise wird das Abkühlen der Lötstelle so lange aufrechterhalten, bis die Bedienungsperson die Entlötspitze von ihr entfernt. Dieses Merkmal ist Teil der Erfindung, d. h. der Anfangs-Unterdruckim­ puls wird durch Anlegen der Gleichspannungsquelle 103 von 24 V an den Motor 106 bewirkt, und die Kühlung wird aufrechterhal­ ten, wenn der Motor 106 auf die Gleichspannungsquelle von 12 V umgeschaltet wird. Hierin liegt der Unterschied zu den dem Stand der Technik entsprechenden mechanischen Vorrichtungen, bei denen der Unterdruckimpuls von einem Kolbenmechanismus oder einer ähnlichen Vorrichtung ausgelöst wird. Das heißt, daß bei dem Stand der Technik der Abkühleffekt nur während der sehr kurzen Phase der Impulsanlegung erfolgt. Wird dann die Spitze weiterhin an die Lötstelle angelegt, erhöht dies die Wahrscheinlichkeit, daß der Anschlußleiter erneut angelötet und eine neue Verbindung hergestellt wird, obwohl ein Großteil oder der größte Teil des Lots entfernt worden ist. Daraus läßt sich ableiten, daß ein Entlöten mit Hilfe elektrischer Mittel, wie es bei dieser Erfindung mit seinen Momentan-und Dauerbe­ triebsarten der Fall ist, gegenüber den mechanischen Ausfüh­ rungen, die nur eine Momentanbetriebsart aufweisen, besondere Vorteile bietet.

Der Anfangs-Unterdruckimpuls erzeugt an der Spitze des Entlöt­ geräts einen Unterdruck, der sich von 0 mm Quecksilbersäule (atmosphärischer Druck) auf wenigstens 254 mm Quecksilbersäu­ le in einer Zeitperiode (Anstiegszeit) aufbaut, die vorzugs­ weise unter 140 Millisekunden liegt, obwohl sie bei maximal 200 ms liegen kann. Bei der Erfindung sind Anstiegszeiten von etwa 110 bis 120 ms erreicht worden, und je nach Motor, Saug­ pumpe, abzusaugendem Rauminhalt (einschließlich Rohr 17, Lot­ fangrohr 13, Steigrohr 12, usw.) und, wie bei der Erfindung, der Höhe der an den Motor angelegten Anfangsspannung, kann die Anstiegszeit zum Beispiel erheblich unter 50 ms reduziert wer­ den. Das Vorhergehende wird nach einer Erörterung der Zeit­ steuer- und der Schaltanordnung von Fig. 4 weiter ausgeführt.

Fig. 4 zeigt ein elektrisches Schaltbild, das zur Verwirkli­ chung der Zeitsteuerfunktionen des Zeitschalters 100 in Fig. 2 verwendet werden kann. Der Schaltungsaufbau in Fig. 4 enthält eine Gleichspannungsquelle 103 von 24 V und eine Gleichspan­ nungsquelle 104 von 12 V, wie in Fig. 2 dargestellt. Der Schaltungsaufbau enthält weiterhin einen Schalter 20, der beim Schließen den Zeitsteuerzyklus des Zeitschalters 100 auslöst. Der Schalter 20 ist durch einen 10K Widerstand 21 an eine Gleichspannungsquelle 42 von 12 V angeschlossen, wobei diese wiederum an ein RC-Zeitglied angeschlossen ist, das einen 10K Widerstand 22 und einen 22 µF Kondensator aufweist. Selbstver­ ständlich dienen alle Werte und Kennzeichnungen nur der Veran­ schaulichung, andere geeignete Werte können für spezielle An­ wendungsfälle verwendet werden.

Der Kondensator ist an die Eingänge 24 und 25 eines CD4001A-NOR-Glieds 26 angeschlossen, wobei dieses die Funktion eines Negators hat. Der Ausgang des Negators ist durch eine Verbin­ dung 27 an einen Eingang 281 eines CD4001A NOR-Glieds ange­ legt, wobei der Ausgang des Negators 26 über einen 10K Wider­ stand 29 auch an die Basis eines 2N2222 Transistors 30 ange­ legt ist.

Während der Emitter des Transistors 30 an Masse angelegt ist, ist sein Kollektor über einen 10K Widerstand 31 an die Gleich­ spannungsquelle 103 von 24 V und ebenso an den Gate-Anschluß eines RFP8P08-JFET 32 angeschlossen. Der Source-Anschluß des JFET ist ebenso an die Gleichspannungsquelle 103 von 24 V an­ geschlossen, während sein Drain-Anschluß an den Motor 106 an­ geschlossen ist, bei dem es sich vorzugsweise um einen 12 V-Membranmotor handelt.

Der Schalter 20 ist auch an den Eingang 282 des NOR-Glieds 28 angeschlossen, und der Ausgang des NOR-Glieds ist über einen 10K Widerstand 33 an einen 2N2222-Transistor 34 angeschlossen, wobei der Emitter des Transistors an Masse und sein Kollektor durch einen 10K Widerstand 35 (a) an die Gleichspannungsquelle 104 von 12 V und (b) an den Gate-Anschluß des RFP8P08-JFET 36 angeschlossen ist. Der Source-Anschluß des JFET ist an die Gleichspannungsquelle von 12 V angeschlossen, und der Drain-Anschluß ist auch an den Motor 106 angeschlossen.

Das RC-Zeitglied ist unwirksam, bis der Schalter 20 gedrückt wird. Vor dem Drücken des Schalters 20 wird die 12 V-Gleich­ spannungsquelle 42 über den Widerstand 21 an den Eingang 282 des NOR-Glieds 28 angelegt, um dieses abzuschalten. Somit stellt sich der Ausgangspegel auf einen niedrigen Wert ein, wodurch der Transistor 34 abgeschaltet wird. Demgemäß wird die Spannung von 12 V der Gleichspannungsquelle 104 an den Source-Anschluß und an den Gate-Anschluß des JFET 36 angelegt, um diesen JFET abzuschalten. Folglich fließt kein Strom von der 12 V-Gleichspannungsquelle zum Motor 106.

Darüber hinaus wird die Ausgangsspannung der 12 V-Gleichspan­ nungsquelle 42 durch den Negator 26 in eine niedrige Spannung umgewandelt, die an die Basis des Transistors 30 angelegt wird, um diesen auszuschalten, wobei kein Strom von der 24 V-Gleichspannungsquelle 103 zu dem Motor 106 fließt und der JFET 32 ebenso wie der oben beschriebene JFET 36 abgeschaltet wird.

Nach Schließen des Schalters 20 werden der Eingang des Nega­ tors 26 und der Eingang 282 des NOR-Glieds 28 an Masse (oder logisch niedrig) gelegt. Der Negator 26 wandelt die an ihn an­ gelegte Massenspannung in ein logisch hohes Signal um, das dann an den Eingang 281 des NOR-Glieds 28 und an die Basis des Transistors 30 angelegt wird. Durch Anlegen des hohen Signals an das NOR-Glied 28 wird dieses unwirksam gemacht, so daß der Stromfluß von der 12 V-Gleichspannungsquelle 104 weiterhin un­ terbrochen bleibt. Durch Anlegen der hohen Spannung an den Transistor 30, wird dieser so betätigt, daß eine Massenspan­ nung an den Gate-Anschluß des JFET 32 angelegt, dieser dadurch eingeschaltet und eine Verbindung zwischen der 24 V-Gleich­ spannungsquelle 103 und dem Motor 106 herstellt wird. Dement­ sprechend ist der Motor 106 nun eingeschaltet und wird, je nachdem, welche Zeitkonstanten für das RC-Zeitglied 22, 23 ge­ wählt werden, weiterhin eingeschaltet bleiben.

Zu Beginn ist die Spannung nach Schließen des Schalters 20, wie oben beschrieben, an beiden Belägen des Kondensators 23 gleich Null. Das Laden des Kondensators 23 beginnt jedoch un­ mittelbar nach Schließen des Schalters, wobei der Kondensator über den Widerstand 22 von der 12 V-Gleichspannungsquelle 42 geladen wird. Während der Kondensator sich auflädt, steigt die Spannung an seinem positiven Belag so weit an, bis die Aus­ gangsspannung des Negators 26 von einem logisch hohen zu einem logisch niedrigen Wert umschaltet. Diese Ausgangsspannung, bei der das Umschalten von hoch auf niedrig stattfindet, hängt von dem hier verwendeten besonderen Schaltungsaufbau ab; ihre Wer­ te können typischerweise in einem Bereich von 5 bis 7 V lie­ gen. Sobald der Ausgang des Negators 26 von logisch hoch auf logisch niedrig schaltet, wird der Transistor 30 gesperrt und kehrt in seinen Ausgangszustand zurück, in dem der Schalter 20 geöffnet war. Dementsprechend wird die 24 V-Gleichspannungs­ quelle von dem Motor 106 getrennt.

Gleichzeitig wird mit dem Anlegen einer niedrigen Spannung durch den Negator 26 an den Eingang 281 des NOR-Glieds 28 die­ ses jedoch in einen solchen Zustand versetzt, daß eine logisch hohe Spannung an die Basis des Transistors 34 angelegt wird. Das heißt, wenn der Ausgang des Negators 26 von logisch hoch auf logisch niedrig umschaltet, sind beide Eingänge des NOR-Glieds 28 bei einem logisch niedrigen Wert (da der Schalter 20 gedrückt bleibt, um ein logisch niedriges Signal an Eingang 282 anzulegen), und der Ausgang des NOR-Glieds bleibt damit auf einem logisch hohen Wert. Durch Anlegen der logisch hohen Spannung an den Transistor 34, wird dieser eingeschaltet, um den Gate-Anschluß des JFET 36 an Masse zu legen. Demgemäß wird die mit 12 V-Gleichspannungsquelle nun an den Motor 106 ange­ schlossen, um diesen mit Strom zu versorgen, wobei das Schal­ ten des JFET 36 auf gleiche Weise erfolgt wie das oben erläu­ terte Schalten des JFET 32.

Daraus folgt, daß, abhängig von der Zeitkonstanten des RC-Zeitglieds 22, 23, der Motor 106 anfänglich für eine bestimmte Zeitperiode, die mit der Zeitkonstanten in Beziehung steht, von der 24 V-Gleichspannungsquelle 103 und anschließend von der 12 V-Gleichspannungsquelle 104 mit Strom versorgt wird. Der Motor wird so lange von der 12 V-Gleichspannungsquelle 104 versorgt, wie der Schalter 20 gedrückt bleibt. Wird der Schal­ ter 20 freigegeben, entlädt sich der Kondensator 23 über die Widerstände 22 und 21, wodurch die in Fig. 4 gezeigte Schal­ tung in den oben beschriebenen Zustand vor Betätigung des Schalters 20 zurückversetzt wird. Demgemäß ist der Motor 106 nicht mehr eingeschaltet.

Wie oben angegeben, sollte der Unterdruck an der Spitze des Entlötwerkzeugs von 0 mm Quecksilbersäule auf wenigstens 254 mm Quecksilbersäule in vorzugsweise weniger als 140 ms (Anstiegszeit) ansteigen. Die Zeitkonstante des RC-Zeitglieds 22, 23 sollte vorzugsweise wenigstens genauso lang sein wie die Anstiegszeit. In der Schaltung von Fig. 4 beträgt die An­ stiegszeit also 150 ms, was die Anstiegszeit von 140 ms über­ schreitet. Das heißt, daß keine Notwendigkeit besteht, den Mo­ tor weiterhin mit der höheren Spannung zu betreiben, sobald der gewünschte Unterdruck erreicht ist, und zwar schon deshalb nicht, weil bei einem längeren Lauf mit hoher Spannung der Pumpenbetrieb, wie oben beschrieben, beeinträchtigt werden kann. Bei der Erfindung wird der gewünschte Unterdruck (vor­ zugsweise von wenigstens 254 mm Quecksilbersäule) in kurzer Zeit aufgrund der höheren Spannung, die in der Anfangsphase an den Motor angelegt wird, erreicht. Darüber hinaus wird im we­ sentlichen das gesamte Lot von der Lötstelle deshalb wirkungs­ voll entfernt, weil der gewünschte Unterdruck in so kurzer Zeit aufgebaut wird. Wenn natürlich der gewünschte Unterdruck in bestimmten Anwendungsfällen unter 254 mm Quecksilbersäule liegt, kann dieser Unterdruckwert als der Wert dienen, der in­ nerhalb der gewünschten Anstiegszeit zu erreichen ist.

Der gewünschte Unterdruckpegel von wenigstens 254 mm Quecksil­ bersäule wird nach den bisherigen Ausführungen dadurch schnell erreicht, daß in der Anfangsphase eine höhere Spannung an den Motor angelegt wird. Wie oben ebenso erläutert wurde, kann die Anstiegszeit auch abhängig davon reduziert werden, welcher Mo­ tor und welche Pumpe verwendet werden und wie groß der abzu­ saugende Rauminhalt ist. Unter der Voraussetzung, daß der ab­ zusaugende Raum auf den praktisch kleinstmöglichen Wert redu­ ziert wird oder zumindest konstant bleibt, hängt die Anstiegs­ zeit im wesentlichen von der Motor- und Pumpenausführung und, entsprechend der Erfindung, von der Höhe der an den Motor an­ gelegten Anfangsspannung ab.

Wenn eine relativ große Drehschieberpumpe mit einem Synchron­ motor verwendet wird, ohne dabei die Prinzipien der Erfindung zu berücksichtigen, kann ein Wert von wenigstens 254 mm Queck­ silbersäule in einer Anstiegszeit von 150 ms erreicht werden. Eine solche Kombination von Pumpe und Motor ist jedoch relativ teuer. Die Drehschieber der Pumpe tendieren außerdem dazu, aufgrund der freiwerdenden Flußmitteldämpfe und dergleichen, die bei längeren Entlötarbeiten von der Pumpe angesaugt werden, zu verkleben. Eine wesentlich kostengünstigere Kombination von Motor und Pumpe wäre eine Membranvakuumpumpe wie die von Pace mit der Bezeichnung 1336-0020 verkaufte Pumpe sowie ein klei­ ner 12 V-Gleichstrommotor wie der von Mabuchi mit der Bezeich­ nung RS-555SH verkaufte Motor. Darüber hinaus ist die obener­ wähnte Pumpe weniger anfällig für Verunreinigungen und weist, was hierfür typisch ist, eine geringere Geräuschentwicklung auf als eine Drehschieberpumpe. Bei dieser Motor-Pumpen-Kombi­ nation wird jedoch, wenn die Prinzipien der Erfindung nicht angewendet werden, nur eine Anstiegszeit von 220 ms für 254 mm Quecksilbersäule erreicht. Wie bereits oben erörtert, ist eine solche Anstiegszeit zu langsam, um das Lot wirksam von einer Lötstelle zu entfernen. Wenn jedoch kurzzeitig eine Spannung von 24 V an den 12 V-Motor angelegt wird, verringert sich die Anstiegszeit auf etwa 140 ms, wobei sich die Kombination von Membranpumpe und Gleichstrommotor für diesen Zweck als sehr wirkungsvoll erweist. Dementsprechend wird aus den oben er­ wähnten Gründen die letztere Kombination von Motor und Pumpe bei der Erfindung bevorzugt, obwohl, wie bereits erwähnt, an­ dere Kombinationen je nach Anwendung eingesetzt werden können.

Claims (11)

1. Entlötvorrichtung zum Entfernen von geschmolzenem Lot von miteinander verbundenen Teilen, mit einem Entlötwerkzeug, einer Saugpumpe, die mit dem Entlötwerkzeug verbunden ist und an dieses zum Entfernen des Lots einen Unterdruck an­ legt, einem die Pumpe antreibenden Motor und mit einer mit dem Motor verbundenen Steuerung für den Stromversorgungs­ teil, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromversorgungsteil so steuerbar ist, daß mit einer jeweiligen Inbetriebnahme der Saugpumpe zunächst eine Spannung vorbestimmter Zeitdauer mit einem ersten Spannungspegel an den Motor angelegt wird, um über die Pumpe einen Unterdruckimpuls entsprechender Dauer und Stärke an die miteinander verbundenen Teile anzulegen und über diesen Unterdruckimpuls das geschmolzene Lot zu entfernen und in das Entlötwerkzeug zu befördern sowie ein Abkühlen der Teile einzuleiten, und daß nach Ablauf der vorbestimmten Impulsdauer eine kontinuierliche Spannung an den Motor angelegt wird, die einen zweiten Spannungspegel aufweist, der kleiner als der erste ist, um mit einem entsprechend niedrigeren Unterdruck die Teile weiter abzukühlen.

2. Entlötvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugpumpe eine Membranpumpe ist.

3. Entlötvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Saugpumpe eine Drehschieberpumpe ist.

4. Entlötvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Gleichspannungsmotor ist.

5. Entlötvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Motor ein Universalmotor ist.

6. Entlötvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Spannungspegel so gewählt ist, daß der entspre­ chende, an die miteinander verbundenen Teile angelegte Unter­ druck in einer vorbestimmten Zeitperiode von etwa 0 mm Queck­ silbersäule auf einen vorbestimmten Wert in mm Quecksilber­ säule ansteigt.

7. Entlötvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der vorbestimmte Wert wenigstens 254 mm Quecksilbersäule beträgt.

8. Entlötvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeitperiode unter 200 ms liegt.

9. Entlötvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Zeitperiode unter 140 ms liegt.

10. Entlötvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß die vorbestimmte Zeitperiode kürzer als die Unter­ druckimpulsdauer ist.

11. Entlötverfahren zum Entfernen von geschmolzenem Lot von miteinander verbundenen Teilen unter Verwendung eines Ent­ lötwerkzeugs, an das eine von einem Motor angetriebene Saug­ pumpe angeschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer jeweiligen Inbetriebnahme der Saugpumpe zunächst eine Spannung vorbestimmter Zeitdauer mit einem ersten Spannungs­ pegel an den Motor angelegt wird, um über die Pumpe einen Unterdruckimpuls entsprechender Dauer und Stärke an die mit­ einander verbundenen Teile anzulegen und über diesen Unter­ druckimpuls das geschmolzene Lot zu entfernen und in das Entlötwerkzeug zu befördern sowie ein Abkühlen der Teile einzuleiten, und daß nach Ablauf der vorbestimmten Impuls­ zeitdauer eine kontinuierliche Spannung an den Motor ange­ legt wird, die einen zweiten Spannungspegel aufweist, der kleiner als der erste ist, um mit einem entsprechend nied­ rigeren Unterdruck die Teile weiter zu kühlen.