DE4131818C2 - Verfahren zum Aufsprühen eines Flußmittels auf die Lötseite von Leiterplatten - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Aufsprühen eines Flußmittels auf die Lötseite von Leiterplatten mittels einer Vorrichtung mit einem teilweise mit dem Flußmittel ge­ füllten Behälter, einem perforierten, im Behälter drehbaren Schirm, der teilweise in das Flußmittel eintaucht, und einer linienförmigen Düse, aus der Luft durch den jeweils aufge­ tauchten Bereich des drehbaren Schirms durch eine obere Öff­ nung im Behälter in Richtung auf die jeweils zu besprühende Leiterplatte geblasen wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art (R. J. Klein Wassig "Weichlöten in der Elektronik" 1986, Seiten 307 und 308) be­ steht der drehbare Schirm aus einer Drehtrommel, deren Dreh­ achse etwas unterhalb des Spiegels des Flußmittels in dem Behälter waagerecht angeordnet ist. Innerhalb der Drehtrommel ist komprimierte Luft, die durch den jeweils aufgetauchten Bereich der Drehtrommel nach außen geblasen wird und dabei das in den Löchern der Drehtrommel befindliche Flußmittel mit­ reißt. Oberhalb der Drehtrommel ist in dem das Flußmittel aufnehmenden Behälter eine Abdeckplatte vorhanden, die mit einer Öffnung versehen ist. Durch diese Öffnung wird ein Teil des aus der Drehtrommel mit der ausgeblasenen Luft transpor­ tierten Flußmittels in einen Bereich oberhalb der Abdeckplatte transportiert. Durch diesen Bereich wird die jeweils auf ihrer Lötseite mit Flußmittel zu besprühende Leiterplatte in waage­ rechter Richtung geführt, wobei ein Benetzen der Lötseite durch das Flußmittel erfolgt. Nachteilig ist dieses bekannte Verfahren vor allem insofern, als erhebliche Flußmittelver­ luste auftreten, weil die an der jeweils zu besprühenden Leiterplatte vorbeigesprühten Anteile des Flußmittels ver­ loren sind. Durch diese vorbeigesprühten Anteile ergibt sich auch eine starke Verschmutzung der Vorrichtung zur Durchführung des bekannten Verfahrens, wodurch eine häufige Reinigung erforderlich ist.

Es ist ferner bekannt (DE 40 21 621 A1), eine gedruckte Schaltung mit seiner im wesentlichen waagerecht gehalterten, nach unten weisenden Oberfläche relativ zu einem nach oben austretenden Lackschwall zu bewegen, um ohne Lackverluste an die Umgebung eine Lackschicht auf die gedruckte Schaltung aufzutragen.

Es ist auch eine Vorrichtung zum Lackieren von technischen Gegenständen bekannt (DE 31 30 730 A1), bei der Spritzdüsen für den Lack, eine Lackierhilfe und die zu lackierenden Teile in einer Kammer untergebracht sind, die beim Lackierbeginn evakuiert wird. Das Innere der Lackierhilfe ist ständig an einen Unterdruck angeschlossen; beim Lackieren eines Oberflächenteils bis zu einer Kante wird dem nicht zu lackierenden Oberflächenteil Treibgas zugeführt. Dadurch wird eine Lack-Wulstbildung an der Kante vermieden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufsprühen eines Flußmittels auf die Lötseite von Leiterplatten vorzuschlagen, das ohne nennenswerte Verluste an Flußmittel durchgeführt werden kann.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art erfindungsgemäß die jeweilige Leiterplatte zum Aufsprühen des Flußmittels auf die etwa entsprechend der Außenkontur der jeweiligen Leiterplatte gestaltete obere Öffnung so aufgelegt, daß die Öffnung allseitig verschlossen wird, und es wird die um die Drehachse des Schirmes schwenkbare linienförmige Düse um einen derartigen Winkel geschwenkt, daß der gesamte Bereich der Öffnung mit Flußmittel besprühbar ist.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das Aufsprühen des Flußmittels auf die Lötseite der jeweiligen Leiterplatte erfolgt, wenn diese auf der oberen Öffnung aufgelegt ist, so daß wegen des allseitigen Verschlusses der Öffnung durch die aufgelegte Leiterplatte ein Verlust an Flußmittel nicht auftreten kann. Mittels der aufgelegten Leiterplatte ist zusammen mit dem das Flußmittel und den drehbaren Schirm aufnehmenden Behälter ein geschlossenes System gebildet, aus dem Flußmittel nicht austreten kann. Dies bedeutet ferner, daß die Umgebung der Vorrichtung zum Aufsprühen des Flußmittels nicht mit dem Flußmittel verunreinigt wird, vielmehr davon frei bleibt, so daß ein häufiges Reinigen entfällt. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß das hinsichtlich des Flußmittels geschlossene System mit verhältnismäßig einfachem konstruktiven Aufwand gebildet ist, indem die Geschlossenheit des Systems durch die jeweils zu besprühende Leiterplatte erreicht wird. Dabei bringt die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hinsichtlich des Zuführens der jeweils zu besprühenden Leiterplatte zu der Vorrichtung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren keine beson­ deren Schwierigkeiten mit sich, weil beispielsweise durch handelsübliche Greifvorrichtungen die Leiterplatten ohne wesentlichen Aufwand genau auf die obere Öffnung des Behälters aufsetzbar sind.

Häufig sind Leiterplatten so gestaltet, daß einzelne Bereiche der Lötseite nicht mit Lot beim Lötvorgang in Berührung kommen sollen, weil dort beispielsweise Stecker-Kontakteinrichtungen angebracht sind. Derartige Leiterplatten dürfen an diesen Bereichen ihrer Lötseite dann auch nicht mit Flußmittel be­ sprüht werden. Diesbezüglich ist es aus dem Buch von Howard H. Manko "Soldering Handbook for Printed Circuits and Surface Mounting", 1986, Seiten 127 und 128 bekannt, flache Masken vorzusehen, die zwischen der Drehtrommel und der Leiterplatte eingebracht werden, um den Verbrauch an Flußmittel zu ver­ ringern. In diesem Falle wird die jeweils mit einem Flußmittel zu besprühende Leiterplatte zusammen mit der Maske waagerecht über das durch eine linienförmige Öffnung eines Deckels ober­ halb der Drehtrommel austretende Flußmittel geführt. Dies hat aber den Nachteil, daß auch bei zu besprühenden Leiterplatten ein und desselben Typs mehrere (relativ teure) Masken vor­ handen sein müssen, da beim Besprühvorgang jede zu besprühende Leiterplatte mit einer Maske zu verbinden ist und die so gebildeten Anordnungen nacheinander durch das aussprühende Flußmittel geführt werden. Darüber hinaus hat die bekannte Vorrichtung den Nachteil, daß sie hinsichtlich des Flußmittels ebenfalls kein geschlossenes System bildet, wodurch Flußmit­ telverluste und Verunreinigungen auftreten können.

Diesbezüglich vorteilhaft ist eine Ausführungsform des er­ findungsgemäßen Verfahrens, bei dem am Rand der oberen Öffnung eine Maske dichtend befestigt wird und die jeweilige Leiter­ platte zum Aufsprühen des Flußmittels auf die Maske aufgesetzt wird. Die Maske ist unter Berücksichtigung der Bereiche ge­ staltet, die auf der Lötseite der jeweiligen Leiterplatte nicht mit Lot in Berührung kommen sollen und demzufolge auch nicht mit Flußmittel besprüht werden müssen, so daß die auf die Maske aufgelegte Leiterplatte infolge der Maske nur dort mit Flußmittel benetzt wird, wo dies erforderlich ist. Da die jeweilige Leiterplatte zumindest in ihrem Randbereich überall auf der Maske aufliegt, ist ein Verlust an Flußmittel nicht möglich, weil auch hier ein geschlossenes System gebildet ist. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsform des erfindungsge­ mäßen Verfahrens besteht darin, daß für einen Typ von Leiter­ platten nur eine einzige Maske erforderlich ist.

Um ein gleichmäßiges Besprühen der Lötseite der jeweiligen Leiterplatte mit dem erfindungsgemäßen Verfahren zu erreichen, wird vorteilhafter Weise als drehbarer Schirm eine Trennwand verwendet, die sich entgegengesetzt zur Schwenkbewegung der linienförmigen Düse beim Durchblasen der Luft dreht.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in der Figur ein Ausfüh­ rungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens wiedergegeben.

Die dargestellte Vorrichtung enthält einen Behälter 1, der teilweise mit einem Flußmittel 2 gefüllt ist. Innerhalb des Behälters 1 ist eine Drehtrommel 3 als perforierter drehbarer Schirm mit waagerecht verlaufender Drehachse 4 angeordnet. Die Drehtrommel 3 ist dabei so in dem Behälter 1 angeordnet, daß sie bei einer Drehbewegung in Richtung des Pfeiles 5 jeweils teilweise in das Flußmittel 2 eintaucht, das sich während des Eintauchens in die Löcher der Drehtrommel setzt und so nach oben transportiert wird. Innerhalb der Dreh­ trommel 3 ist eine linienförmige Düse 6 in Richtung des Pfeiles 7 schwenkbar angeordnet. Aus der linienförmigen Düse 6 tritt in Richtung des Pfeiles 8 Luft aus, die an­ schließend durch die Drehtrommel 3 geblasen wird und dabei in Form eines Sprühnebels das Flußmittel nach oben transportiert.

Der Behälter 1 ist mit einer trichterförmigen Erweiterung 9 versehen, die an ihrem oberen Ende eine obere Öffnung 10 des Behälters 1 bildet. An einem äußeren Rand 11 im Bereich der Öffnung 10 ist über einen Dichtungsring 12 eine Maske 13 dichtend gehalten, beispielsweise angeschraubt. Die Maske 13 ist so gestaltet, daß sie Bereiche 14 und 15 einer Leiter­ platte 16 abdeckt, die auf der Lötseite 17 der Leiterplatte 16 nicht mit Flußmittel benetzt werden soll, da dort auch kein Löten erfolgen soll. Die Leiterplatte 16 ist in der Regel beim Aufbringen des Flußmittels auf die Lötseite 17 schon bestückt; einfachheithalber sind die elektronischen Bauelemente auf der Leiterplatte 16 in der Figur nicht gezeigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren läuft in der Weise ab, daß von oben auf die Maske 13 die zu besprühende Leiterplatte 16 auf­ gesetzt wird. Damit ist der Behälter 1 allseitig abgeschlos­ sen. Anschließend wird die linienförmige Düse 6 um einen Winkel α geschwenkt, wodurch die von der Maske 13 frei gegebenen Bereiche der Lötseite 17 der Leiterplatte 16 mit Flußmittel besprüht werden. Danach wird die Leiterplatte 16 von einer nicht dargestellten Greifeinrichtung von der Maske 13 abgehoben. Die linienförmige Düse 6 wird wieder in ihre gezeigte Ausgangsstellung zurückgeschwenkt, allerdings ohne dabei Luft auszublasen, so daß im geöffneten Zustand des Be­ hälters Flußmittel nicht versprüht wird. Anschließend wird eine neue zu besprühende Leiterplatte auf die Maske 13 aufgesetzt, und der geschilderte Vorgang wiederholt sich.

Soll in Abweichung von dem obengeschilderten Verfahren eine Leiterplatte mit Flußmittel besprüht werden, die über nahezu ihre gesamte Lötseite mit Flußmittel benetzt werden soll, dann kann gegebenenfalls auf die Maske überhaupt verzichtet werden; die jeweilige Leiterplatte wird dann unmittelbar auf den Rand 11 der trichterförmigen Erweiterung 9 abgesenkt, um anschließend mit Flußmitteln besprüht zu werden.

Claims (3)

1. Verfahren zum Aufsprühen eines Flußmittels (2) auf die Löt­ seite (17) von Leiterplatten (16) mittels einer Vorrichtung mit einem teilweise mit dem Flußmittel (2) gefüllten Behälter (1), einem perforierten, im Behälter (1) drehbaren Schirm (3), der teilweise in das Flußmittel (2) eintaucht, und einer linienförmigen Düse (6), aus der Luft durch den jeweils aufgetauchten Bereich des drehbaren Schirms (3) durch eine obere Öffnung (10) im Behälter (1) in Richtung auf die jeweils zu besprühende Leiterplatte (16) geblasen wird, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweilige Leiterplatte (16) zum Aufsprühen des Flußmittels (2) auf die etwa entsprechend der Außenkontur der jeweiligen Leiterplatte (16) gestaltete obere Öffnung (10) so aufgelegt wird, daß die Öffnung (10) allseitig verschlossen wird, und die um die Drehachse (4) des Schirmes (3) schwenkbare, linien­ förmige Düse (6) um einen derartigen Winkel (α) geschwenkt wird, daß der gesamte Bereich der Öffnung (10) mit Flußmittel (2) besprühbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Rand (11) der oberen Öffnung (10) eine Maske (13) dichtend befestigt wird und die jeweilige Leiterplatte (16) zum Aufsprühen des Flußmittels (2) auf die Maske (13) aufgesetzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß als drehbarer Schirm eine Trommel (3) verwendet wird, die sich entgegengesetzt zur Schwenkbewegung der linienförmigen Düse (6) beim Durchblasen der Luft dreht.