DE3907681A1 - Verfahren und vorrichtung zum dosieren von lotmengen - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum gleichmäßigen Dosieren
von Lotmengen auf zu verlötende Einzelteile und eine
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Auf Leiterplatten, die mit Bauelementen belegt sind, werden
außerdem Stifte in verschiedener Anzahl befestigt, um bestimmte
Kontaktierungen für weitere Montagezwecke durchzuführen.
Aufgrund der zunehmenden Packungsdichte der Leiterplatten mit
Bauelementen werden diese Stifte heute nicht mehr in vorher
angebrachte Bohrungen gerammt, sondern direkt auf sogenannte
Anschluß-Pads gelötet. Dazu werden sogenannte Kopfdrähte, d.h.
Stifte mit angeprägten, meist flachen Köpfen verwendet. Das für
das Lötverfahren benötigte Lot, meistens ein SnPb-Lot, muß auf
die Leiterplatte und den Kopfdraht entweder galvanisch oder
mittels Siebdruck oder durch ein Dosiergerät aufgebracht
werden. Bei Leiterplatten mit blanker Kupferoberfläche kann das
Lot nur über den Kopfdraht an die Lötstelle gebracht werden.
Eine galvanisch abgeschiedene Lotmenge ist insofern nachteilig,
als sie in der Menge durch ihre Abscheidungsrate begrenzt ist.
Zudem erfordert eine partielle Beschichtung, im speziellen nur
eine Fläche am Kopf eines Kopfdrahtes, einen entsprechend
hohen Aufwand, da der Rest abgedeckt werden muß und es ist
keine besondere Lotauswahl möglich, da Mehrstofflegierungen
galvanisch schlecht abgeschieden werden können, was zu
Ungleichmäßigkeiten in der Sn-Pb-Zusammensetzung führt.
Galvanisch abgeschiedene Schichtdicke und Lotmenge sind direkt
voneinander abhängig und sind schlecht reproduzierbar, da die
Streuungen sehr groß sind. Somit ist die neue Verfahrensweise,
auf Leiterplatten zu befestigende Stifte nicht mehr in
Bohrungen zu rammen, sondern diese in Form von Kopfdrähten
direkt auf die Anschluß-Pads zu löten, mit Schwierigkeiten
verbunden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereit
zustellen, mit dem auf Leiterplatten zu lötende Einzelteile
mit einer genau dosierten und mechanisch gut haltenden Lotmenge
versehen werden können, um die Einzelteile anschließend
problemlos auf der Leiterplatte zu verlöten. Weiterhin ist eine
Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens bereitzustellen.
Die Lösung dieser Aufgabe wird durch das Auflegen von Lotform
teilen auf zu verlötende Einzelteile erbracht, wobei in An
schluß an das Auflegen eine Beheizungseinrichtung das Lotform
teil umschmilzt.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des
Verfahrens besteht aus einem Gurt mit Einzelteilen, einem
verfahrbaren Lotband, einem Stanzwerkzeug mit Stanzstempel und
einer dem Stanzwerkzeug nachgeschalteten Beheizungseinrichtung.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine genaue
Dosierung der Lotmenge bei sehr kleinen Mengen, durch die Ab
messungen von einem Stanzstempel und der Dicke eines Lotbandes
exakt vorgenommen werden kann. Das Lotformteil wird durch das
Auflegen auf die zu verlötenden Einzelteile mit ausreichender
Haftung an den Einzelteilen plaziert und anschließend durch die
Beheizungseinrichtung umgeschmolzen, wobei eine einseitige
Lotverbindung mit der entsprechenden Festigkeit entsteht.
Derartig vorbereitete Kopfdrähte können problemlos auf
Leiterplatten gelötet werden.
In einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen,
daß ein harzhaltiges Flußmittel vor dem Auflegen des Lotform
teiles auf die entsprechende Fläche der Einzelteile aufgetragen
wird. Dies hat den Vorteil, daß flußmittelfreies Lot verwendet
werden kann und bietet insbesondere durch die Konsistenz des
harzhaltigen Flußmittels eine verstärkte Haftung der
Lotformteile auf den zu verlötenden Einzelteilen vom Zeitpunkt
des Auflegens bis zum Zeitpunkt des Umschmelzens. Hierbei
werden die klebstoffspezifischen Eigenschaften des harzhaltigen
Flußmittels ausgenutzt.
Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden
Vorrichtung auch flußmittelhaltiges Lot verarbeitet werden
kann, kann für den Fall, daß die durch das Auflegen der
Lotformteile auf die zu verlötenden Einzelteile erzielte
Haftung bis zum Umschmelzen des Lotes ausreichend ist, auf
einen Arbeitsschritt, nämlich das Auftragen eines Klebers oder
eines Flußmittels mit Klebstoffeigenschaften verzichtet werden.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht eine bestimmte
Ausformung der Fläche des zu verlötenden Einzelteiles vor, auf
die das Lotformteil in diesem Fall aufgeprägt wird. Diese
Ausformung soll für eine bessere mechanische Halterung des
Lotformteiles sorgen, zumindest bis das Lot umgeschmolzen wird.
Ein weit wichtigerer Vorteil ist aber mit einer derartigen Aus
formung bei der später stattfindenden Verlötung mit nach der
Erfindung vorbereiteten Einzelteilen zu erzielen. Die
Ausformung sorgt für eine definierte Distanz zwischen zwei mit
einander zu verlötenden Teilen, in der das Lot Platz findet.
Wären beide Lötflächen eben und parallel, so würde beim Verlö
ten eine minimale Lotmenge zwischen beiden Teilen verbleiben,
was zu einer geringeren mechanischen Haltbarkeit führt.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der zugehörigen
Vorrichtung können beliebige zu verlötende Einzelteile in der
erfindungsgemäßen Weise vorbereitet werden, wobei die
besonderen Vorteile daraus jedoch erst bei Einzelteilen
kleinerer Abmessungen, beispielsweise im Bereich von 1×1 mm
und darunter, zum Tragen kommen. Eine besondere
Anpassungsfähigkeit des Verfahrens ist durch den Einsatz von
Kopfdrähten gegeben, die aus Drähten bestehen, deren Kopf
angeprägt wurde und der im wesentlichen eine flache
verbreiterte Stirnseite beinhaltet.
Im folgenden wird anhand der Figur ein Ausführungsbeispiel be
schrieben.
In der Figur werden mehrere Kopfdrähte 2 in einem Gurt 3
gehalten und entsprechend dem Verfahren von links nach rechts
schrittweise bewegt. Dies ist durch einen Pfeil gekennzeichnet.
über dem Gurt 3 ist ein Stanzwerkzeug 6 mit einem Stanzstempel
7 angeordnet, das aus dem Lotband 4 Lotformteile 1 ausstanzt
und gleichzeitig auf die Stirnfläche der Kopfdrähte 2 auflegt.
Die Haftung der Lotformteile 1 an der polierten Stirnfläche des
Stanzstempels 7 ist immer geringer, als die an der relativ
rauhen Oberfläche der Kopfdrähte 2, so daß die Lotformteile 1
auf die Kopfdrähte 2 aufgelegt werden können.
Das Lotband 4 wird mittels Transportrollen 5 taktweise bewegt.
Die Bewegungsrichtung des Stanzstempels 6 ist ebenfalls durch
Pfeile gekennzeichnet. Entsprechend der Bewegungsrichtung des
Gurtes 3 ist hinter dem Stanzwerkzeug 6 eine Beheizungsein
richtung 8 angeordnet, mittels der die Lotformteile 1 umge
schmolzen werden und umgeschmolzenes Lot 10 vorliegt. Auf einem
der Kopfdrähte ist eine Ausformung 9 angedeutet, mittels derer
eine bessere Haftung der Lotformteile 1 nach dem Aufprägen
durch den Stanzstempel auf dem Kopfdraht 2 erzielt werden soll.
Die Ausformung 9 kann in einfacher Form wie in der Figur ange
deutet ein knopfähnliches, rundes oder eckiges erhabenes
Gebilde sein, daß zum Kopfdraht 2 gehört. Genausogut sind Ver
tiefungen oder Schlitze entsprechender Art anwendbar, wobei das
Lotformteil 1 beim Prägevorgang entsprechend der Ausformung 9
verformt werden soll, d.h. sich der Oberfläche der Ausformung 9
anpassen soll, und damit eine gute mechanische Halterung
erfährt. Bei der Gestaltung der Ausformung 9 kann die
mechanische Haltefähigkeit entsprechend berücksichtigt werden.
Werden Kopfdrähte 2 mit Ausformungen 9 verarbeitet, so ist es
sinnvoll, die Stirnfläche des Stanzstempels 7 in etwa wie die
Ausformung 9, aber in negativer Form, zu gestalten.
Als Lotmaterial wird in der Regel ein SnPb-Lot verwendet. Das
Lotband 4 wird durch Walzen hergestellt und ist auf Transport
rollen 5 bevorratet. Ein großer Vorteil ergibt sich aus der
Vielseitigkeit der Vorrichtung insofern, als die
verschiedensten Abmessungen von Kopfdrähten 2 bearbeitet werden
können. Der Austausch der entsprechenden Teile ist schnell und
einfach zu bewerkstelligen. Über die Dicke des Lotbandes 4 kann
die Menge des Lotes, also die Masse des Lotformteiles 1
bestimmt werden. Da für spezielle Anwendungsfälle jedes
handelsübliche Weichlot verwendet werden kann, ist es möglich,
für jeden Lötprozeß oder jede geforderte Löttemperatur, sowie
für bestimmte Anforderungen bezüglich der Festigkeit und der
Benetzbarkeit die passenden Lotmaterialien zu verwenden. Als
Beheizungseinrichtung können beispielsweise elektrische
Heizungen oder Heißluftheizungen verwendet werden. Beim
Aufschmelzen des Lotformteiles 1 durch die
Beheizungseinrichtung 8 muß lediglich auf einen geringen Härte
verlust des Drahtmateriales geachtet werden. Als Drahtmaterial
finden Kupfer oder Kupferlegierungen Verwendung. Deren
Oberfläche ist in der Regel vergoldet oder verzinnt.
Claims (6)
1. Verfahren zum Dosieren von Lotmengen, wobei Lotformteile (1)
auf zu verlötende Einzelteile aufgelegt werden und
anschließend durch eine Beheizungseinrichtung (8) umgeschmolzen
werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
die Aufbringung eines Flußmittels auf das zu verlötende Einzel
teil bevor das Lotformteil (1) aufgelegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
die Verwendung flußmittelhaltigen Lotes.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
eine bestimmte Ausformung der Fläche des zu verlötenden Einzel
teiles auf die das Lotformteil (1) aufgeprägt wird, um eine
mechanische Halterung des Lotformteiles (1) auf dem Einzelteil
zu erzielen.
5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
bestehend aus
- - einem Gurt (3) mit Einzelteilen,
- - einem verfahrbarem Lotband (4),
- - einem Stanzwerkzeug (6) mit Stanzstempel (7) und
- - einer dem Stanzwerkzeug (6) nachgeschalteten Beheizungs einrichtung (8) zum Umschmelzen der Lotformteile (1),
- - wobei mittels des Stanzstempels (6) ein Lotformteil (1) aus dem Lotband (4) ausgestanzt und gleichzeitig auf ein Einzelteil aufgelegt wird.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die gegurteten Einzelteile Kopfdrähte (2) sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3907681A DE3907681A1 (de) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | Verfahren und vorrichtung zum dosieren von lotmengen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3907681A DE3907681A1 (de) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | Verfahren und vorrichtung zum dosieren von lotmengen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3907681A1 true DE3907681A1 (de) | 1990-09-27 |
Family
ID=6375947
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE3907681A Withdrawn DE3907681A1 (de) | 1989-03-09 | 1989-03-09 | Verfahren und vorrichtung zum dosieren von lotmengen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE3907681A1 (de) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1989
- 1989-03-09 DE DE3907681A patent/DE3907681A1/de not_active Withdrawn
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