DE4314241C2

DE4314241C2 - Vorrichtung zum Löten

Info

Publication number: DE4314241C2
Application number: DE4314241A
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Reel To Reel Produktionssysteme 97892 Kreuzw GmbH
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1993-04-30
Publication date: 1999-12-09
Anticipated expiration: 2013-05-01
Also published as: DE4314241A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Löten mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruches 1.

Aus der US 5 203 489 sind eine Vorrichtung und ein Verfah ren zum Löten von elektrischen und elektronischen Bautei len auf Leiterplatten bekannt und umfasst einen Behälter für flüssiges Lötzinn und mindestens je eine aus dem Be hälter aufragende, das Lötzinn führende Leitung, eine Pum pe zum Hochpumpen des Lötzinns durch die Leitung, einen am oberen Ende der Leitung angeordneten Lötkopf zur Ausbildung einer Lötwelle, eine in dem Behälter oberhalb der Oberfläche des Lötzinns endende Leitung für Schutzgas und eine den Behälter nach oben abdeckende Wand mit einer Öffnung für den Lötkopf und für von der Lötwelle zurückströmendes, überschüssiges Lötzinn sowie für frei ausströmendes Schutz- gas. Die den Behälter über dem flüssigen Lötzinn nach oben abdeckende Wand ist eine Schutzhaube, die nach Art einer Tauchschürze mit freien Rändern in das flüssige Lötzinn eintaucht. Sie dient lediglich als Abdeckung und kann ein verstellbares Leitelement tragen, mit dessen Hilfe die Strömungsrichtung des nach oben ausströmenden Schutzgases zur Lötwelle hin beeinflusst werden soll. Über die Lötwel le ist ein Förderband geführt, welches das Lötgut entwe der leicht steigend oder horizontal über eine oder mehrere Lötwellen transportiert. Diese bekannte Vorrichtung ist für die Massenproduktion geeignet, wenn es darum geht, in großer Zahl gleichartige Lötstellen zu bearbeiten.

Eine weitere Vorrichtung zum Löten für die Massenprodukti on ist aus der DE 37 37 563 C2 bekannt. Hier befinden sich allerdings die Lötköpfe zusammen mit der das Lötgut trans portierenden Fördereinrichtung in einem geschlossenen, Schutzgas enthaltenden Kanal. Der bzw. die Lötköpfe ragen also nicht über eine Abdeckplatte nach oben, die den das flüssige Zinn enthaltenden Behälter bedeckt.

Ferner ist es aus der DE 33 09 839 C2 bekannt, für mehrere Lötdüsen bzw. Lötköpfe nicht nur eine einzige Pumpe vorzu sehen, sondern entsprechend ebenfalls mehrere Pumpen.

Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine einfach gestaltete Vorrichtung zum Löten zu schaffen, mit der sich qualitativ hochwertige Lötstellen wie bei der Massenproduktion auch bei Einzel teilen oder Kleinserien herstellen lassen. Insbesondere die Einzelteilbearbeitung gestattet es bisher nicht oder nur mit sehr großem technischen Aufwand, qualitativ hoch wertige Lötstellen herzustellen.

Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teiles des Anspruches 1 vor, daß eine Vorrichtung der eingangs genannten und für die Massenproduktion bestimmten Art anstelle der den Behälter für das Zinn nach oben lediglich abdeckenden Wand zu sätzlich eine Arbeitsfläche aufweist, wobei der Lötkopf derart angeordnet ist, daß er vom Schutzgas umströmt und gleichzeitig für die vorzunehmenden Lötarbeiten zugänglich ist.

Mit Hilfe dieser Merkmale wurde ein Lötarbeitsplatz ge schaffen, der die Herstellung von Kleinserien und Einzel teilen unter Beachtung höchster Qualitätsanforderungen ge stattet. Erreicht wurde dies mit Hilfe eines permanent von Schutzgas umströmten und für die Einzelteilbearbeitung dennoch frei zugänglichen Lötkopfes. Dazu ist die Obersei te der den Behälter nach oben abdeckenden Wand als Ar beitsfläche ausgebildet, so daß die Wand im Gegensatz zum Stand der Technik eine Doppelfunktion besitzt. Sie dient nicht nur zum Schutz gegen Oxydation des flüssigen Zinn im Behälter, sondern zugleich als Arbeitsfläche und ist entsprechend diesem weiteren Zweck gestaltet. Ferner ver steht es sich, daß unter dem Begriff Schutzgas im weite sten Sinn auch solches Gas zu verstehen ist, das eine sau erstoffreduzierende Wirkung besitzt.

In Weiterbildung der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß ein Ringspalt den Lötkopf umgibt, so daß er allseitig von Schutzgas umströmt wird und daß der Lötkopf derart ange ordnet ist, daß er unmittelbar für von Hand vorzunehmende Lötarbeiten zugänglich ist.

Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus Unteransprüchen hervor.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbei spielen, die in der Zeichnung dargestellt sind, näher be schrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1: im Schnitt eine schematische Darstellung der Vorrichtung zum Löten.

Fig. 2a bis Fig. 2h schematisch verschiedene Ausfüh rungsformen mit jeweils einem oder mehreren Lötköp fen und Pumpen für das Lötzinn.

Eine Vorrichtung 1 zum Löten, insbesondere zum Herstellen von Lötstellen auf einzelnen, von Hand bear beiteten Teilen, wie z. B. Leiterplatten umfaßt minde stens einen Behälter 2 für flüssiges Lötzinn 3 und minde stens einen, mit dem Behälter 2 verbundenen Lötkopf 4 für strömendes, aus ihm austretendes Lötzinn 3. Der Austritt des Lötzinns 3 aus dem Lötkopf 4 erfolgt bei spielsweise in Form einer Lötwelle 5, wobei überschüs siges Lötzinn 6 wieder in das Lötbad 7 im Inneren 8 des Behälters 2 zurückströmt, wie dies in Fig. 1 dargestellt ist.

Das Innere 8 des das flüssige Lötzinn 3 enthaltenen Behälters 2 ist über der Oberfläche 9 des Lötzinns 3 mit nachströmendem Schutzgas 10 gefüllt.

Als Schutzgas 10 dient beispielsweise Stickstoff und gelangt über eine Leitung 11 in das Innere 8 des Behäl ters. Dort strömt das Schutzgas 10 an mindestens einer zweckmäßigen Stelle 12 aus, so daß es in der Lage ist, das Innere 8 des Behälters 2 sicher und vollständig aus zufüllen.

Zu dem Behälter 2 gehören gemäß der Darstellung in Fig. 1 auch eine Dichtung 13 und der gesamte Raum 14 über der Oberfläche 9 des Lötzinns 3.

Der Raum 14 umfaßt auch einen Schutzgasführungs kanal 15, der vom Inneren 8 bzw. dem Raum 14 ins Freie 16 oberhalb einer Arbeitsfläche 17 der Vorrichtung 1 führt. Dieser Schutzgasführungskanal 15 ist ein Auslaß für das Schutzgas 10.

Der Lötkopf 4 der Vorrichtung 1 ist derart angeord net, daß er von austretendem Schutzgas umströmt ist und daß er dennoch gleichzeitig für von Hand vor zu nehmende Lötarbeiten zugänglich ist. Hierzu ist der Lötkopf 4 am freien Ende 18 des schutzgasdurchström tes Raumes 14 bzw. des Schutzgasführungskanals 15 angeordnet. Dieses freie Ende 18 definiert zugleich eine Öffnung 19, durch die das Schutzgas 10 aus dem Inneren 8 des Behälters 2 ins Freie 16 strömt. Die Öffnung 19 erstreckt sich vom Inneren 8 des Behälters 2 nach oben durch eine Wand 20, welche den Behälter 2 nach oben hin abdeckt.

Der Lötkopf 4 ist mit Abstand zu der bzw. den Wän den 21 des Schutzgasführungskanals 15 angeordnet. Dieser Schutzgasführungskanal 15 erstreckt sich eben falls von unten nach oben und ist oben offen und nach unten mit dem Inneren 8 des über dem Lötzinn 3 Schutzgas 10 aufweisenden Behälters 2 verbunden.

Der Lötkopf 4 kann unterschiedlich gestaltet sein und dient z. B. gemäß Fig. 1 zur Bildung von mindestens einer Lötwelle 5, wobei flüssiges Lötzinn 3 über eine Leitung 22 mit Hilfe einer Pumpe 23 aus einer Heizkam mer 24 zum Lötkopf 4 strömt. Als Antrieb für die Pumpe 23 ist z. B. ein Elektromotor 25 vorgesehen und treibt über ein Getriebe z. B. in Gestalt eines Riementriebes 26 eine Pumpenwelle 27, die ein Pumpenrad 28 antreibt. Diese Teile sind ebensowenig Gegenstand der Erfin dung, wie geregelte Heizkörper 29 zum Erwärmen des Lötzinns 3.

Die Wände 21 zur Bildung des Schutzgasführungska nals 15 bilden einen Ringspalt um den Lötkopf 4. Der Schutzgasführungskanal 15 ist hülsenförmig und weist innen einen sich nach oben verjüngenden Querschnitt 30 und außen eine vom freien Ende 31 zur Arbeitsfläche 17 hin abfallende Kontur 32 auf. Wie Fig. 1 zeigt, ragen der Lötkopf 4 mit seiner Lötwelle 5 und das freie, obere Ende 31 des Schutzgasführungskanals 15 etwas über die Arbeitsfläche 17. Dadurch wird erreicht, daß der Löt kopf 4 mit seiner Lötwelle 5 beim Arbeiten vollständig mit Schutzgas 10 umströmt wird.

Alle Teile sind im Inneren eines Gehäuses 33 ange ordnet, das eine Bodenplatte 34 und Seitenwände 35, 36 sowie die bereits oben erwähnte, als Abdeckung dienen de Wand 20 umfaßt.

Die Fig. 2a bis 2h zeigen verschiedene Ausführungs formen mit einem oder mehreren Lötköpfen 4 sowie mit einer oder mehreren Pumpen 23 und mit einer oder mehreren Heizkammern 24, wobei die Darstellungen der Fig. 2a bis 2h als schematische Wiedergaben des Lötbades 7 mit der oder den Pumpen 23 und der oder den, zu dem oder den Lötköpfen 4 führenden Leitungen 22 und der oder den Heizkammern 24 gedacht sind.

Fig. 2a gibt den Fall gemäß Fig. 1 mit einer Leitung 22, einer Pumpe 23 und einer Heizkammer 24 wieder. Gemäß Fig. 2b sind eine Pumpe 23 und zwei Leitungen 22 für zwei Lötköpfe 4 vorgesehen. Die Heizkammer 24 gemäß Fig. 2b ist größer als die Heizkammer 24 gemäß Fig. 2a.

Gemäß Fig. 2c sind eine Pumpe 23 und eine Heizkam mer 24 sowie eine Leitung 22 vorgesehen, doch deren Querschnitt ist nicht kreisförmig wie bei den zuerst dis kutierten Fällen, sondern im Querschnitt rechteckig.

Gemäß Fig. 2d sind eine Pumpe 23 und eine Heiz kammer 24 zusammen mit drei Leitungen 22 für drei Lötköpfe 4 vorgesehen.

Gemäß der Ausführungsform nach Fig. 2e weist die Vorrichtung zwei Pumpen 23 und zwei Heizkammern 24 für jeweils eine Leitung 22 auf.

Fig. 2f zeigt eine Ausführungsform, gemäß der eine Pumpe 23 mit einer Heizkammer 24 für zwei Leitungen 22 und eine weitere Pumpe 23 mit einer Heizkammer 24 für eine weitere Leitung 22 und dem jeweils zugehöri gen Lötkopf 4 vorgesehen sind.

Die Fig. 2g betrifft den Fall, daß parallel zueinander drei Pumpen 23 mit zugehörigen Heizkammern 24 für jeweils eine Leitung 22 und jeweils zugehörige Lötköp fe 4 vorgesehen sind.

Fig. 2h zeigt eine letzte Ausführungsform. Hier sind eine Pumpe 23 mit einer Heizkammer 24 und eine Lei tung 22 vorgesehen, wobei die Leitung 22 wiederum einen länglichen, rechteckigen Querschnitt besitzt und quer zur Längsachse der Heizeinrichtung 24 angeordnet ist. Die Heizeinrichtung 24 besitzt daher eine größere Breite als die Heizeinrichtung 24 gemäß Fig. 2c.

Die verschiedenen, in den Fig. 2a bis 2h dargestellten Ausführungsformen zeigen, daß die Erfindung nicht auf bestimmte Einzelmerkmale beschränkt ist, vielmehr können mannigfache Abwandlungen vorgenommen werden, ohne daß dadurch von dem grundsätzlichen Erfindungsgedanken abgewichen wird. Dabei versteht es sich, daß dafür gesorgt wird, daß der nach oben offe ne Schutzgasführungskanal 15 nach unten luftdicht mit dem Inneren 8 des Behälters 2 bzw. mit dem Raum 14, der sich über der Oberfläche 9 des Lötbades 7 befindet, verbunden ist.

Der Schutzgasführungskanal 15 stellt eine Ringdüse für das Schutzgas 10 dar. Die Form dieser Ringdüse ist an die Form des Lötkopfes 4 angepaßt, an dem die Lötwelle 5 entsteht. Es können also auch verschiedenar tige Lötköpfe 4 und verschiedenartige Schutzgasfüh rungskanäle 15 in Verbindung mit der Erfindung zum Einsatz kommen.

Claims

1. Vorrichtung zum Löten mit einem Behälter (2) für flüssiges Lötzinn (3), mit mindestens je einer aus dem Behälter (2) aufragenden Leitung (22) für Lötzinn (3), einer Pumpe (23) zum Hochpumpen des Lötzinns (3) durch die Leitung (22), einem am oberen Ende der Lei tung (22) angeordneten Lötkopf (4) zur Ausbildung einer Lötwelle (5), einer in dem Behälter (2) oberhalb der Oberfläche (9) des Lötzinns (3) endenden Leitung (11) für Schutzgas (10) und mit einer den Behälter (2) nach oben abdeckenden Wand (20) mit einer Öffnung (19) für den Lötkopf (4) und für von der Lötwelle (5) zu rückströmendes, überschüssiges Lötzinn (6) und für frei auströmendes Schutzgas (10), dadurch gekennzeich net,

a) daß die den Behälter (2) nach oben abdeckende Wand (20) eine Arbeitsfläche (17) bildet und
b) daß der Lötkopf (4) derart angeordnet ist,
c) daß er vom Schutzgas (10) umströmt und gleich zeitig für die vorzunehmenden Lötarbeiten zu gänglich ist.

2. Vorrichtung zum Löten nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Ringspalt den Lötkopf (4) umgibt.

3. Vorrichtung nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Lötkopf (4) derart angeordnet ist, daß er für von Hand vorzuneh mende Lötarbeiten zugänglich ist.

4. Vorrichtung nach einem und/oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekenzeichnet, daß der Löt kopf (4) mit seiner Lötwelle (5) und das freie, obere Ende (31) des Schutzgasführungskanals (15) über die Arbeitsfläche (17) ragen.

5. Vorrichtung nach einem und/oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzgasführungskanal (15) hülsenförmig ist.

6. Vorrichtung nach einem und/oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schutzgasführungskanal (15) innen einen sich nach oben verjüngenden Querschnitt (30) und außen eine vom freien Ende (31) zur Arbeitsfläche (17) hin abfallende Kontur (32) besitzt.

7. Vorrichtung nach einem und/oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein Lötkopf (4) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem und/oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als eine Pumpe (23) für flüssiges Lötzinn (3) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach einem und/oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Quer schnitt der Leitung (22) rechteckig ist.

10. Vorrichtung nach einem und/oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pumpe (23) für jede Leitung (22) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach einem und/oder mehreren der vorherge henden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Pumpe (23) für mehr als eine Leitung (22) vorgesehen ist.