DE4101275A1 - Loet- und positionierwerkzeug fuer smd-bauelemente - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Löt- und Positionierwerkzeug für SMD-Bauelemente nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Es sind Kombinationswerkzeuge bekannt, mit deren Hilfe SMD-Bauelemente von oben her angesaugt und danach positioniert werden. Bei der anschließenden Lötoperation muß das Bauelement weiter vom Werkzeug angesaugt werden.

Ein Nachteil eines derartigen Löt- und Positionierwerkzeuges besteht darin, daß es relativ kompliziert und aufwendig ist, weil sowohl ein Anschluß für Heißluft als auch ein Sauganschluß nötig sind. Wegen dieser erforderlichen beiden Anschlüsse ist ein Werkzeugwechsel relativ kompliziert.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher darin, ein Löt- und Positionierwerkzeug dahingehend zu verbessern, daß es wesentlich einfacher handhabbar ist als die bekannten, vergleichbaren Werkzeuge.

Diese Aufgabe wird durch ein Löt- und Positionierwerkzeug der eingangs genannten Art gelöst, das durch die in dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.

Der wesentliche Vorteil des erfindungsgemäßen Löt- und Positionierwerkzeuges besteht darin, daß es eine Einrichtung zum mechanischen Aufnehmen der SMD-Bauelemente aufweist, so daß nur ein Heißluftanschluß und kein zusätzlicher Sauganschluß erforderlich ist. Die Tatsache, daß nur ein Heißluftanschluß erforderlich ist, führt dazu, daß das erfindungsgemäße Löt- und Positionierwerkzeug auch einfacher aufgebaut und daher billiger herstellbar ist. Da nur ein einziger Anschluß erforderlich ist, ist das vorliegende Werkzeug einfach in ein Heißluft-Gerät einsetzbar. Zur einfachen und schnellen Anpassung an unterschiedliche Formen und Größen von SMD-Bauelementen können daher unterschiedliche Werkzeuge in das Heißluftgerät eingesetzt werden.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Im folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen im Zusammenhang mit den Figuren näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1A, B eine Ansicht und einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Löt- und Positio­ nierwerkzeuges;

Fig. 2A-C verschiedene Ansichten des Gehäusetei­ les;

Fig. 3A-C verschiedene Ansichten des Präzisions- Aufnahmeteiles;

Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung der Wirkungsweise des vorliegenden Lötwerk­ zeuges und

Fig. 5, 6A, B 7A-C 8 bis 14 weitere Ausführungsformen der Erfindung.

Gemäß Fig. 1A besteht das erfindungsgemäße Löt- und Posi­ tionierwerkzeug im wesentlichen aus einem Präzisions-Aufnahmeteil 1, einem Gehäuseteil 2 und einem Heißluft-Stutzen 3. Das Aufnahmeteil 1 ist so beschaffen, daß es ein SMD-Bauelement 4 vorzugweise an allen vier Seiten, rahmenartig übergreifen kann. Zu diesem Zweck weist das Aufnahmeteil 1 die Form eines Kastens mit einer Deckelwand 5 und sich senkrecht zu diesen erstreckenden Seitenwänden 6 auf. Dabei ist das Aufnahmeteil 1 an die Form des aufzunehmenden Bauelementes 4 derart angepaßt, daß die Seitenwände 6 auf das Bauelement 4 derart aufgeschoben werden können, daß zwischen den Innenflächen der Seitenwände 6 und den ihnen zugeordneten Außenflächen des Bauelementes 4 jeweils nur ein kleiner Spalt entsteht. Dieser Spalt ist so klein, daß die freien Stirnflächen der Seitenwände 6 an den ihnen zugewandten oberen frei liegenden Endkanten der Beinchen bzw. Lötfahnen 7 des Bauelementes 4 zur Anlage gelangen. Im dargestellten Beispiel weisen das SMD-Bauelement 4 und daher auch das Aufnahmeteil 1 eine quadratische Form auf.

Vorzugsweise handelt es sich bei dem Aufnahmeteil 1 um ein Frästeil, das durch eine Fräsoperation aus einem Metallblock einer guten Wärmeleitfähigkeit, beispielsweise aus einem Aluminiumblock hergestellt ist. Durch die gute Wärmeleitfähigkeit wird dafür Sorge getragen, daß eine Erwärmung der Deckelwand 5 durch die auf sie an der dem Bauelement 4 abgewandten Seite auftreffende Heißluft entlang der Deckelwand 5 und der Seitenwände 6 gleichmäßig verteilt wird.

Das Aufnahmeteil 1 weist in seinen Ecken vorzugsweise pfostenartige Haltestäbe 8 auf, die jeweils an der dem Bauteil 4 abgewandten Seite über die Deckelwand 5 hinausragen. Vorzugsweise sind die Stäbe 8 einstückig mit der Deckelwand 5 und den Seitenwänden 6 ausgebildet. Dies bedeutet, daß im Falle eines durch eine Fräsoperation hergestellten Aufnahmeteiles 1 auch die Stäbe 8 durch eine Fräsoperation hergestellt werden. Es ist auch denkbar, das Aufnahmeteil 1 mit der Deckelwand 5, den Seitenwänden 6 und den Stäben 8 einstückig durch eine Kunststoff-Spritzoperation aus einem hitzebeständigen Kunststoffmaterial herzustellen.

Das Gehäuseteil 2 besteht aus einer Deckelwand 8 und sich von dieser aus senkrecht in Richtung auf das Bauelement 4 erstreckenden Seitenwänden 10, wobei in der insbesondere aus den Fig. 2A-C ersichtlichen Weise die Eckbereiche ausgespart bzw. ausgeschnitten sind, so daß beim Aufsetzen des Gehäuseteiles 2 auf dem Aufnahmeteil 1 die Endkanten 11 der Seitenwände 10 jeweils an den ihnen zugewandten Seitenkanten 11 der Stäbe 8 zur Anlage gelangen. In der aus den Fig. 3A-C ersichtlichen Weise weisen die Stäbe 8 jeweils eine der Mitte der Deckelwand 5 zugewandte Schulter 13 auf, auf der die Randbereiche der Endkanten 11 der Ecken der Deckelwand 9 aufliegen. Der Abstand zwischen der Fläche des freien Endes der Stäbe 8 und der Auflagefläche der Schulter 13 entspricht etwa der Dicke der Deckelwand 9. Auf diese Weise wird die Deckelwand 9 parallel zur Deckelwand 5 und von dieser beabstandet gehalten. Die Schultern 13 ragen jeweils eine vorgegebene Strecke über die Außenflächen der Seitenwände 6 in Richtung senkrecht zu den Seitenwänden 6 hinaus, wobei diese Strecke der Dicke des zwischen den Außenflächen der Seitenwände 6 und den Innenflächen der Seitenwände 10 zu bildenden Spaltes 15 entspricht. In der Richtung der Längsachse der Stäbe 8 bilden die Enden der Schultern 13 Anlageflächen 14 für die seitlichen Randbereiche der Seitenwände 10.

Beim Aufsetzen der Deckelwand 9 auf die Endflächen 14 der Stäbe 8 gelangen die mit der Deckelwand 9 verbundenen Seitenwände 10 derart zwischen zwei entsprechende Stäbe 8, daß ihre freien Seitenkanten an den ihnen jeweils zugewandten Seitenkanten 11′ der Stäbe 8 neben den Anlageflächen 14 zur Anlage gelangen. Auf diese Weise werden die Seitenwände 10 zwischen den Stäben 8 sicher festgehalten.

Bei dem Gehäuseteil 2 handelt es sich vorzugsweise um ein Blechbiegeteil, das durch Deformieren von Teilbereichen der Stäbe 8 an diesen festgehalten wird. Dabei erfolgt das Deformieren derart, daß die Seitenwände 10 in der Richtung der Pfeile 17 von dem Material der Stäbe 8 überlappt werden und daß außerdem auch das Material der Stäbe 8 über die in der Ebene der Außenseite der Deckelwand 9 liegenden oberen Kanten der Seitenwände 10 und/oder über die Deckelwand 9 verformt wird. Diese Befestigungsart ist besonders einfach und billig.

In der Deckelwand 9 des Gehäuseteiles 2 befindet sich eine Öffnung 18 in die der Heißluft-Stutzen 3 dicht eingesetzt ist. Dies erfolgt beispielsweise durch eine Nietoperation, oder dergleichen.

Im folgenden wird die Arbeitsweise mit dem erfindungsgemäßen Löt- und Positionierwerkzeug näher erläutert. Zunächst wird das Aufnahmeteil 1 von oben über ein seiner Form entsprechendes Bauelement 4 soweit geschoben, bis die freien Enden der Seitenwände 6 auf den oberen Endkanten der Lötbeinchen 7 aufliegen. Durch später näher erläuterte Halteeinrichtungen wird das Bauelement 4 in dieser Lage am Aufnahmeteil 1 festgehalten, so daß Positionieroperationen ausgeführt werden können. Die durch den Stutzen 3 eingebrachte Heißluft strömt in der Richtung der Pfeile 19 (Fig. 1) in den zwischen den Deckelwänden 5 und 9 befindlichen Raum und von dort in die Spalte 15 zwischen den Seitenwänden 6 und 10. Diese Spalte 15 weisen eine Breite von etwa 0,5 mm auf. Durch die aus den Spalten 15 düsenförmig ausströmende Heißluft werden die Lötbeinchen 7 erhitzt. Aufgrund der großen Wärmeleitfähigkeit des Alumuniummaterials des Aufnahmeteiles 1 wird die der Deckelwand 5 des Aufnahmeteiles 1 zugeführte Wärme gleichmäßig über das Material des Aufnahmeteiles 1, d. h. also auch über die Seitenwände 6 verteilt, so daß das gesamte Aufnahmeteil 1 etwa dieselbe Temperatur besitzt. Dies hat zur Folge, daß ein im Aufnahmeteil aufgenommenes Bauelement 4 vor einer Überhitzung insbesondere unterhalb des Stutzens 3 geschützt wird. Dadurch, daß die Seitenwände 6 an den Lötbeinchen 7 in der beschriebenen Weise anliegen, wird eine zusätzlich Wärmeübertragung auf die Lötbeinchen 7 erzielt. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Wärmeübertragung auf die Lötbeinchen 7 verbessert.

Die Heißluft wird dem Stutzen 3 aus einem Heißluftgerät zugeführt, wobei der Stutzen 3 in ein in der Fig. 1A schematisch dargestelltes Aufnahmeteil 20 einschiebbar und in diesem lösbar arretierbar ist. Dadurch wird erreicht, daß zur Anpassung an die individuell beschaffenen Formen der Bauelemente 4 in das Heißluftgerät verschiedene Löt- und Positionierwerkzeuge einfach und schnell eingesetzt werden können.

Um eine Wärmeabstrahlung von dem Löt- und Positionierwerkzeug zu verhindern und daher den Wirkungsgrad dieses Werkzeuges beträchtlich zu erhöhen, können die Wärmeabstrahlung verhindernde Isolierschichten vorgesehen werden, die beispielsweise aus Glimmer oder dergleichen bestehen. Beispielsweise sind derartige Isolierschichten 22 auf den Außenseiten der Deckelwand 9 und der Seitenwände 10 des Gehäuseteiles 2 und/oder an der dem Bauelement 4 zugewandten Fläche der Deckelwand 5 des Aufnahmeteiles 1 vorgesehen (Fig. 5).

Im folgenden werden nun die bereits genannten Halteeinrichtungen, die das Bauelement 4 am Aufnahmeteil 1 festhalten näher erläutert. Gemäß den Fig. 1 bis 5 können diese Halteeinrichtungen einfach aus Abwinkelungen 23 der freien Endbereiche der Seitenwände 10 des Gehäuseteiles 2 bestehen, wobei diese Abwinkelungen 23 federnd schräg in Richtung auf das Bauelement 4 verlaufen, derart, daß zwischen den einwärts federnden Abwinkelungen 23 die Lötbeinchen 7 des Bauelementes 4 festgeklemmt werden. In der aus der Fig. 4 ersichtlichen Weise lassen diese Abwinkelungen 23 einen Sichtbereich frei, dessen Winkel zwischen der Oberfläche einer Leiterplatte oder dergleichen, auf der das Bauelement 4 zu befestigen ist und der Schräge der Abwinkelungen 23 beispielsweise 45 beträgt. Bei den Positionieroperationen mit dem erfindungsgemäßen Werkzeug können daher immer von der Bedienungsperson die freiliegenden unteren Enden der Lötbeinchen 7 betrachtet werden. Dadurch werden die Positionieroperationen wesentlich erleichtert.

Es wird darauf hingewiesen, daß die federnden Abwinkelungen 23 nach unten über die Stäbe 8 hinausragen und daher in der Richtung senkrecht zur Längsachse des Stutzens 3 (Pfeilrichtung 24 in Fig. 4) frei bewegbar sind. Auf der rechten Seite der Fig. 4 ist beispielhaft dargestellt, daß die Enden der Abwinkelungen 23 so verbogen sein können, daß sie eine Auffahrschräge 35 bilden, die beim Aufschieben des Aufnahmeteiles 1 auf ein Bauelement 4 an den Beinchen 7 angreift und ein automatisches Ausfedern der Abwinkelungen 23 bewirkt.

In den Fig. 7A-C ist.eine weitere Ausführungsform dargestellt, bei der die genannten Halteeinrichtungen aus stiftförmigen Stäben oder Drähten 25 bestehen, die jeweils einen unteren Bereich 26, der in der Richtung des Pfeiles 27 unter ein aufzunehmendes Bauelement 4 verschwenkbar ist (Fig. 7A), einen Mittelbereich 28, der durch eine Bohrung 29 eines Stabes 8 verläuft, und einen oberen Bereich 30 aufweisen, der oberhalb der Deckelwand 9 des Gehäuseteiles 2 verschwenkbar ist (Fig. 7C). Der untere Bereich 26 und der obere Bereich 30 verlaufen jeweils unter einem Winkel von etwa 90° zum mittleren Bereich 28. Vorzugsweise verlaufen der obere Bereich 30 und der untere Bereich 26 deckungsgleich zueinander. Es wird vorzugsweise dafür Sorge getragen sein, daß an der Oberfläche der Deckelwand 9 zwei Einrastpositionen (nicht dargestellt) für den oberen Bereich 30 vorgesehen sind, von denen eine der Verriegelungsstellung und die andere der Freigabestellung des unteren Bereiches 26 entspricht. Vorzugsweise ist jeweils eine dieser Halteeinrichtungen an sich diagonal gegenüberliegenden Ecken des Gehäuseteiles 2 angeordnet.

Aus den Fig. 6A und B geht eine Weiterbildung der Erfindung hervor, bei der an der Stelle der Abwinkelungen 23 vorzugsweise in der Mitte jeder Seitenwand 10 eine Halteeinrichtung vorgesehen ist, die die Form eines Federteiles 40 aufweist, das an der Außenseite der Seitenwand 10 und/oder an der Oberfläche der Deckelwand 9 befestigt ist und einen über die untere Endkante der Seitenwand 10 sich hinauserstreckenden federnden Bereich 41 aufweist, der einwärts federt, um an der Außenseite wenigstens eines Lötbeinchens 7 eines in dem Aufnahmeteil 1 enthaltenen Bauelementes 4 anzugreifen. In der ersichtlichen Weise kann der freie Endbereich des Bereiches 41 so gebogen sein, daß er eine Auffahrschräge 42 bildet, die ein automatisches Auswärtsfedern des Bereiches 41 bewirkt, wenn sie beim Einschieben eines Bauelementes 4 in das Aufnahmeteil 1 an einem Lötbeinchen 7 angreift. Vorzugsweise besteht das Teil 40 aus Federstahl.

Allgemein ausgedrückt weist das vorliegende Werkzeug ein Aufnahmeteil 1 für ein Bauelement 4 auf, wobei das Aufnahmeteil 1 von oben her teilweise über das Bauelement 4 geschoben wird. Das Aufnahmeteil 1 weist eine Deckelwand 5 und Seitenwände 6 auf, die das Bauelement rahmenartig umgeben. Über dem Aufnahmeteil 1 ist ein Gehäuseteil 2 derart angeordnet, daß zwischen der Deckelwand 5 und einer Deckelwand 9 des Gehäuseteiles 2 ein Raum besteht, in den ein Heißluft-Stutzen 3 mündet, der die Deckelwand 9 durchsetzt. Mit der Deckelwand 9 verbundene Seitenwände 10 sind von den Seitenwänden 6 derart beabstandet, daß zwischen ihnen jeweils ein Spalt 15 entsteht, über den die Heißluft aus dem genannten Raum düsenartig zu den Lötbeinchen 7 des Bauelementes 4 ausströmt, um diese zu erhitzen. Eine Halteeinrichtung sorgt dafür, daß das im Aufnahmeteil 1 aufgenommene Bauelement 4 vom Werkzeug festgehalten wird.

Es ist denkbar in dem Raum zwischen den Deckelteilen 5 und 9 den Strömungswiderstand zur Steuerung der Luftströmung durch Erhöhungen an der dem Bauelement 4 abgewandten Seite der Deckelwand 5 (oder an der dem Bauelement 4 zugewandten Seite der Deckelwand 9) gezielt zu beeinflussen. Auf diese Weise läßt sich erreichen, daß entlang der Spalte 15 zwischen den Seitenwänden 6 und 10 die gleiche Luftströmung vorliegt. Beispielsweise weisen die Erhöhungen die Form von Hindernissen auf, die ausgehend von den Enden zur Mitte der Seitenwände hin einen sich stetig vergrößernden Strömungswiderstand bewirken.

Es wird darauf hingewiesen, daß das beschriebene Werkzeug insbesondere für Bauelemente geeignet ist, die sich gegenüberliegend zwei oder vier Lötbeinchen-Reihen aufweisen. Im Falle, daß nur zwei sich gegenüberliegende Lötbeinchen-Reihen vorgesehen sind, kann das Werkzeug so beschaffen sein, daß die Spalte 15 und die Halteeinrichtungen, nur an den den Lötbeinchen entsprechenden beiden Seiten vorgesehen sind. Der zwischen den Deckelwänden 5 und 9 bestehende Raum ist in diesem Fall an den anderen beiden Seiten durch Wandteile verschlossen, die beispielsweise durch nach oben ragende Wandbereiche der entsprechenden beiden Seitenwände 5 gebildet sein können.

Das vorzugsweise aus Metallblech bestehende Gehäuseteil 2 überträgt ebenfalls Wärme zu dem Bereich der Lötbeinchen 7. Es muß nicht formgenau sein.

Im Zusammenhang mit den Fig. 8 und 9 wird nun eine Weiterbildung der Erfindung erläutert. Beim Positionie­ ren und Verlöten von SMD-Bauelementen 4 kann zweck­ mäßigerweise so vorgegangen werden, daß zunächst ein SMD-Bauelement in einer vorgegebenen Lage positioniert und mit der Hilfe eines Klebstofftropfens fixiert wird und daß anschließend mit dem vorliegenden Werkzeug die Lötoperation vorgenommen wird. In diesem Fall braucht das Werkzeug keine Halteeinrichtungen zum mechanischen Festhalten des Bauelementes aufzuweisen. Diese Vorgehens­ weise hat den Vorteil, daß das Positionieren völlig frei, ohne jegliche Beeinträchtigung der Sicht vorgenom­ men werden kann. Um zu verhindern, daß nach dem Positio­ nieren und Fixieren eines SMD-Bauelementes mit einem Klebstofftropfen auf einer Unterlage bei der nachfolgen­ den Lötoperation mit dem vorliegenden Werkzeug das fi­ xierte Bauelement (4) aus seiner Positionierung bzw. La­ ge gebracht wird, weist das vorliegende Werkzeug gemäß Fig. 8 einen Energiespeicher 50 auf, der eine das Bauele­ ment 4 gegen die Unterlage, auf der es positioniert und fixiert ist, drückende Kraft aufbringt. Vorzugsweise weist der Energiespeicher 50 die Form einer Schraubenfe­ der auf, deren eines Ende sich an der Deckelwand 5 (oder, falls vorhanden, gemäß Fig. 5 an der Isolier­ schicht 22) abstützt und deren anderes Ende sich bei der Lötoperation an der dem Werkzeug zugewandten Oberfläche des SMD-Bauelementes 4 abstützt. Die Länge der Feder 50 ist dabei vorzugsweise so bemessen, daß das dem Bauele­ ment 4 zugewandte Ende der Feder 50 am Bauelement 4 an­ greift, bevor die freien Enden der Seitenwände 6 und 10 bzw. die durch diese gebildete Düse in die Ebene der obe­ ren Fläche des Bauelementes 4 gelangen. Dabei wird er­ reicht, daß die Feder 50 eine das Bauelement 4 gegen die Unterlage drückende Kraft aufbringt, wenn die freien En­ den bzw. die Düse in die genannte Ebene des Bauelementes 4 gelangen. Dies bedeutet, daß ein unbeabsichtigtes seit­ liches Verschieben des Bauelementes 4 in diesem Zustand vermieden wird.

Prinzipiell wird der Energiespeicher bzw. die Schrauben­ feder 50 durch eine schematisch dargestellte Halteein­ richtung 51 (Fig. 8) an der Deckelwand 5 (bzw. an der Isolierschicht 22) gehalten. Es ist jedoch auch denkbar die Feder 50 vom Werkzeug getrennt zu handhaben und nach dem Positionieren und Fixieren des SMD-Bauelementes 4 und vor der Lötoperation einfach auf die obere Oberflä­ che des Bauelementes 4 zu setzen. In diesem Fall wird die Feder 50 beim Anbringen des Werkzeuges ebenfalls kom­ primiert, wobei ihre Enden an der Deckelwand 5 (bzw. der Isolierschicht 22) und der Oberfläche des Bauelementes 4 angreifen. Die gewünschte Andrückkraft auf das Bauele­ ment 4 wird beim Komprimieren der Feder 50 erzeugt. In diesem Fall wird die Länge der Feder 4 ebenfalls in der bereits beschriebenen Weise bemessen. Der Durchmesser der Schraubenfeder 50 wird in diesem Falle so bemessen, daß die Feder einfach von Hand auf die Oberfläche des Bauelementes 4 gesetzt werden kann, ohne daß die Gefahr des Umfallens besteht.

An der Stelle der beschriebenen Schraubenfeder kann auch eine an der Deckelwand 5 (und/oder an der Isolierschicht 22) befestigte Blattfeder (nicht dargestellt) zweckmäßig verwendet werden. Im Prinzip ist jeder Energiespeicher geeignet, der dazu in der Lage ist, beim Ansetzen des Werkzeuges eine das Bauelement 4 fest gegen die Unter­ lage drückende Kraft aufzubringen, durch die verhindert wird, daß bei der Lötoperation das Bauelement 4 durch das Werkzeug unbeabsichtigt aus der Positionierung ver­ schoben wird.

Der Fig. 9 ist eine Ausführungsform entnehmbar, bei der die Halteeinrichtung 51 die Form einer Einsatzscheibe 53 aufweist, die an der Deckelwand 5 (oder an der Isolier­ schicht 22) gehalten wird. Vorzugsweise wird sie durch eine nicht näher dargestellte Federeinrichtung an der Seitenwand 6 gehalten. Die Scheibe 53 besitzt eine Öff­ nung 52, die zweckmäßigerweise mittig angeordnet ist und in der das eine Ende der Schraubenfeder 50 befestigt ist.

Es wird darauf hingewiesen, daß das rahmenartige Aufnahmeteil das Bauelement nicht an allen vier Seiten übergreifen muß. In der Fig. 10 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der das Gehäuseteil 2′ und das Aufnahmeteil 1′ so ausgestaltet sind, daß zwei düsenartige Spalte 15′ an sich gegenüberliegenden Seiten gebildet sind. Die entsprechenden Bauteile weisen Beinchen bzw. Lötfahnen an zwei sich gegenüberliegenden Seiten auf. Praktisch wird dies dadurch erreicht, daß sowohl das Aufnahmeteil 1′ als auch das Gehäuseteil 2′ U-förmig ausgebildet sind, wobei die Seiten der U-Teile durch ebenfalls U-förmige Seitenwandteile 10′ verschlossen sind.

Die Halteeinrichtungen können die Form von Federteilen 40′ aufweisen, die an sich gegenüberliegenden Seitenwänden 10′ derart befestigt sind, daß sie so nach unten ragen, daß ihre Endbereiche federnd an dem Gehäuse eines Bauelementes anliegen.

Auch die bisher beschriebenen Ausführungsformen der Federteile 40 können so beschaffen sein, daß ihre Endbereiche oberhalb der Lötbeinchen an dem Gehäuse der Bauelemente angreifen. Zu diesem Zweck können in den entsprechenden Seitenwänden 10 und 6 die federnden Endbereiche der Federteile 40 aufnehmende Aussparungen 61 (Fig. 11) vorgesehen sein. Die federnden Endbereiche werden dabei vorzugsweise in den Aussparungen 61 geführt und gegen seitliche Verschiebungen gesichert.

Gemäß Fig. 12, die eine Ansicht auf eine Ecke des vorliegenden Werkzeuges zeigt, können sich die Federteile 40 auch in den Eckbereichen der aneinandergrenzenden Wandteile 6 und 10 der Seitenwände des Aufnahmeteiles 1 und des Gehäuseteiles 2 befinden. Genauer gesagt sind die unteren Endbereiche in den Ecken aneinandergrenzender Seitenwände 6, 10 des Aufnahmeteiles und des Gehäuseteiles mit unteren Aussparungen 61 versehen, in denen die federnden Endbereiche der außen am Gehäuseteil 2 befestigten Federteile 40 eingreifen, so daß sie an den Eckbereichen der Bauelemente angreifen können. Die Endbereiche der Federteile 40 werden vorzugsweise in den Aussparungen 61 geführt, so daß keine seitlichen Verschiebungen auftreten können.

Gemäß Fig. 13 können die Spalte 15 so gebildet sein, daß die Enden der Seitenwände 6 des Aufnahmeteiles 1 auf den Lötbeinchen 7 der Bauelemente 4 aufliegen und daß die Endbereiche der Seitenwände 10 des Gehäuseteiles 1 die Außenseiten der Lötbeinchen 7 übergreifen. Dies hat den Vorteil, daß im Spaltbereich die Wärmeverteilung besonders gut ist und daß durch Aufliegen der Seitenwände 6 auf den Lötbeinchen 7 ein besonders guter Wärmeübergang auf die Lötbeinchen erfolgt. Durch die Überlappungen der Seitenwände 10 und der Lötbeinchen 7 wird erreicht, daß die aus den Spalten 15 austretende heiße Luft möglichst lange an den Lötbeinchen 7 nach unten geführt wird. Zudem wird dadurch eine besonderes gute Führung des Bauelementes 4 in der Vorrichtung erzielt.

Fig. 14 zeigt eine bevorzugte Ausgestaltung der Federteile 40, bei denen die oberen Endbereiche 63 unter einem rechten Winkel abgebogen sind, so daß sie an der Deckelwand 9 befestigbar, z. B. vernietbar, sind und bei denen die unteren Endbereiche zu einer Aufsatzschräge 64 gebogen sind, derart, daß sie beim Aufsetzen auf ein Bauelement durch Angreifen eines schrägen Bereiches 65 automatisch nach außen ausfedern.

Claims (32)

1. Löt- und Positionierwerkzeug, insbesondere für SMD-Bauelemente, mit einem in einem Gehäuseteil (2) vorgesehenen Aufnahmeteil (1) für ein Bauelement (4) und einer Einrichtung (3) zum Zuführen von Heißluft zu den Lötbeinchen (7) des Bauelementes (4) über wenigstens einen düsenartigen Spalt (15), dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (1) die Form eines das Bauteil (4) rahmenartig umgebenden Teiles aufweist und daß Halteeinrichtungen (23) zum mechanischen Festhalten des Bauelementes (4) vorgesehen sind.

2. Werkzeug nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (1) eine der Form des Bauelementes (4) angepaßte Wandung (6) aufweist, die das Bauelement (4) rahmenartig umgibt und an ihrer einen Seite durch ein Deckelteil (5) verschlossen ist.

3. Werkzeug nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (2) eine Wandung (10) aufweist, die zur Bildung des düsenartigen Spaltes (15) von der Wandung (6) des Aufnahmeteiles (1) beabstandet ist, daß die Wandung (10) des Gehäuseteiles (2) an ihrer einen Seite eine Deckelwand (9) derart aufweisen, daß zwischen den Deckelwänden (5, 9) ein mit dem Spalt (15) in Verbindung stehender Raum besteht, in den die Einrichtung (3) zum Zuführen von Heißluft mündet.

4. Werkzeug nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) zum Zuführen der Heißluft die Form eines das Deckelteil (9) des Gehäuseteiles (2) durchsetzenden Stutzens aufweist.

5. Werkzeug nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (6) des Aufnahmeteiles (1) aus vier rechtwinklig zueinander verlaufenden Seitenwänden gebildet ist.

6. Werkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung (10) des Gehäuseteiles (2) aus vier rechtwinklig zueinander verlaufenden Seitenwänden gebildet ist (oder zwei beabstandete parallel zueinander verlaufende Seitenwände aufweist), von denen jeweils eine zur Bildung von vier (oder zwei) Spalten (15) parallel zu einer entsprechenden Seitenwand (5) des Aufnahmeteiles (1) verläuft (und daß der zwischen den Deckelwänden (5, 9) gebildete Raum an den senkrecht zu den Seitenwänden verlaufenden Seiten verschlossen ist).

7. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (1) die Form eines aus einem Materialblock einer hohen Wärmeleitfähigkeit gefrästen Präzisionsteiles aufweist.

8. Werkzeug nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeteil (1) aus Aluminium besteht.

9. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuseteil (2) ein Blechbiegeteil ist.

10. Werkzeug nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ecken des Aufnahmeteiles (1) stabartige Teile (8) derart angeordnet sind, daß sie an der den Seitenwänden (6) abgewandten Seite über die Oberfläche der Deckelwand (5) des Aufnahmeteiles (1) hinausragen und Schultern (13) zur Anlage der Deckelwand (9) des Gehäuseteiles (2) bilden.

11. Werkzeug nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckbereiche der Deckelwand (9) des Gehäuseteiles (2) und der Seitenwände (10) des Gehäuseteiles (2) Aussparungen aufweisen, daß die Randbereiche der Kanten (11) dieser Aussparungen auf jeweils komplementar ausgebildeten Schultern (13) der Stäbe (8) aufliegen, die gegenüber der Endfläche der Stäbe (8) etwa um die Dicke der Deckelwand (9) des Gehäuseteiles (2) versetzt sind, daß die Stäbe (8) über die Seitenwände (6) des Aufnahmeteiles (1) jeweils hinausragende Flächen (11′) aufweisen, an denen die Endkanten der Seitenwände (9) des Gehäuseteiles (2) anliegen und daß das Material der Stäbe (8) zur Befestigung des Gehäuseteiles (2) an dem Aufnahmeteil (1) derart verformt ist, daß es die Außenflächen der Seitenwände (10) des Gehäuseteiles (2) und/oder die Randbereiche der Aussparung der Deckelwand (9) des Gehäuseteiles (2) wenigstens teilweise übergreift.

12. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen aus Abwinkelungen (23) der Seitenwände (10) des Gehäuseteiles (2) bestehen, die federnd an den Außenkanten der Lötbeinchen (7) eines in das Aufnahmeteil (1) eingesetzten Bauelementes (4) anliegen können.

13. Werkzeug nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Abwinkelungen (23) über die Stäbe (8) hinausragen.

14. Werkzeug nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Enden der Abwinkelungen (23) zu Auffahrschrägen (35) gebogen sind, die ein automatisches Auffedern der Abwinkelungen (23) bewirken, wenn sie an den Lötbeinchen (7) des Bauelementes (4) beim Aufsetzen des Aufnahmeteiles (1) auf das Bauelement (4) angreifen.

15. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen die Form von an den Außenseiten der Seitenwände (10) des Gehäuseteiles (2) verlaufenden Federteilen (40) aufweisen, die sich über die dem Bauelement (4) zugewandte Endkante der Seitenwand (10) des Gehäuseteiles (2) jeweils hinauserstrecken und dort einen Bereich (41) aufweisen, der derart einwärts federt, daß er an wenigstens einer Außenkante eines Lötbeinchens (7) des Bauelementes (4) angreift.

16. Werkzeug nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der freie Endbereich des Bereiches (41) so abgebogen ist, daß er eine Auffahrschräge (42) bildet die ein Ausfedern des Bereiches (41) bewirkt, wenn sie an den Lötbeinchen (7) beim Aufschieben des Aufnahmeteiles (1) auf das Bauelement (4) angreifen.

17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen die Form eines stiftartigen Teiles (25) aufweisen, das einen mittleren Bereich (28), einen oberen Bereich (30) und einen unteren Bereich (26) besitzt, daß der mittlere Bereich (28) durch eine Bohrung (29) eines Stabes (8) geführt ist, die in der Längsrichtung des Stabes (8) verläuft, daß der obere Bereich (30) gegenüber dem mittleren Bereich (28) derart verbogen ist, daß er auf der dem Bauelement (4) abgewandten Oberfläche der Deckelwand (9) des Gehäuseteiles (2) verschwenkbar ist, und daß der untere Bereich (26) in Bezug auf den mittleren Bereich (28) so verbogen ist, daß er beim Verschwenken des oberen Bereiches (30) unter das im Aufnahmeteil (1) aufgenommene Bauelement (4) verschwenkbar ist, um dieses festzuhalten.

18. Werkzeug nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckelwand (9) Rastpositionen für den oberen Bereich (30) derart aufweist, daß der untere Bereich (26) in der einen Rastposition das Bauelement (4) freigibt und in der anderen Rastposition das Bauelement (4) untergreift.

19. Werkzeug insbesondere zum Verlöten von Baueleme­ nten, mit einer Einrichtung (3) zum Zuführen von Heiß­ luft zu den Lötbeinchen (7) des Bauelementes (4) über wenigstens einen düsenartigen Spalt (15), insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 11, gekennzeichnet durch einen Energiespeicher (50), der bei einer Lötoperation eine auf die dem Werkzeug zugewandte Oberfläche des Bau­ elementes (4) einwirkende Kraft ausübt, durch die das Bauelement (4) gegen die Unterlagen gedrückt wird, auf der es positioniert ist.

20. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Energiespeicher die Form einer Feder (50) aufweist, die zur Druckausübung betätigt wird, be­ vor das Werkzeug sich in der Lage für die Lötoperation befindet.

21. Werkzeug nach Anspruch 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Energiespeicher die Form einer Feder (50) aufweist, die zur Druckausübung betätigt wird, be­ vor das freie Ende des Spaltes (15) in die Ebene der dem Werkzeug zugewandten Oberfläche des Bauelementes (4) ge­ langt.

22. Werkzeug nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß als Feder (50) eine Schraubenfeder vorgesehen ist, deren eines Ende sich an der Deckelwand (5) (und/oder der Isolierschicht (22)) abstützt und de­ ren anderes Ende an dem Bauelement (4) angreift.

23. Werkzeug nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder durch eine Halte­ einrichtung (51) am Werkzeug befestigt ist.

24. Werkzeug nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß der Energiespeicher eine am Werkzeug befestigte Blattfeder ist.

25. Werkzeug nach Anspruch 23, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteeinrichtung (51) die Form einer Einsatzscheibe (53) aufweist, die an der Deckelwand (5) gehalten ist und eine Öffnung (52) aufweist, in der die Feder (50) befestigt ist.

26. Werkzeug nach einem der Ansprüche 22 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der nicht kompri­ mierten Schraubenfeder (50) größer ist als der Abstand zwischen der dem Bauelement (4) zugewandten Seite der Deckelwand (5) (oder der Isolierschicht (22) und dem freien Ende des Spaltes (15).

27. Werkzeug nach einem der Ansprüche 3 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Seitenwände (6) des Aufnahmeteiles (1) auf den entsprechenden Lötbeinchen (7) ei­ nes Bauelementes (4) aufsitzen.

28. Werkzeug nach Anspruch 27, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der Seitenwände (10; 10′) des Gehäuse­ teiles (2) außenseitig die Lötbeinchen (7) eines Bauelementes (4) überragen.

29. Werkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinrichtungen durch Federteile (40; 40′) gebildet sind, deren freie Endbereiche Aussparungen (61) derart durchgreifen, daß sie federnd an dem Gehäuse ei­ nes Bauelementes (4) angreifen können, die sich in den Sei­ tenwänden (6, 10) des Aufnahmeteiles (1) und des Gehäusetei­ les (2) befinden.

30. Werkzeug nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Endbereiche der Federteile (40; 40′) derart gebogen sind, daß ein schräger Bereich (65) gebildet ist, der beim Aufsetzen des Werkzeuges auf ein Bauelement (4) an die­ sem derart angreift, daß der Endbereich nach außen federt.

31. Werkzeug nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Federteile (40) streifenförmig ausgebildet sind und daß der andere Endbereich der Federteile (40) derart abgewinkelt ist, daß er an der Außenseite der Deckelwand (9) des Gehäuseteiles (2) befestigbar ist.

32. Werkzeug nach einem der Ansprüche 29 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß Federteile (40) in Eckbereichen des Ge­ häuseteiles (2) und des Aufnahmeteiles (1) angeordnet sind und daß die Aussparungen (61) in diesen Eckbereichen in den Seitenwänden (6, 10) des Aufnahmeteiles (1) und des Gehäuse­ teiles (2) angeordnet sind.