DE4338092A1

DE4338092A1 - Vorrichtung zum Aus- oder Einlöten von Bauteilen aus einer bzw. auf eine Platte

Info

Publication number: DE4338092A1
Application number: DE4338092A
Authority: DE
Inventors: Helmut W Leicht
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-11-08
Filing date: 1993-11-08
Publication date: 1995-05-11

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aus- oder Einlö ten von Bauteilen aus einer bzw. auf eine Platte.

Das Entlöten von z. B. SMDs (oberflächenmontierten Bauelemen ten) stellt für viele Anwender ein Problem dar. Es stehen heute die verschiedensten Hilfsmittel zur Verfügung, sie sind aber entweder mit vielen Nachteilen behaftet oder rela tiv teuer. Bei der z. B. Reparatur von Bauelementen wird mit mehr oder weniger aufwendigen und qualitativ oft unzurei chenden Vorrichtungen gearbeitet. Dadurch treten hohe Kosten auf, und Schäden an Baugruppen sind nicht zu vermeiden. Die heute zur Anwendung kommenden Reparaturlötverfahren sind im wesentlichen:

- Hand-Entlötkolben,
- Heißluftunterstützte Entlötkolben,
- Heißluft-Reparaturlötstationen mit verschiedenen Düsenein sätzen
- Bügel-Entlöten
- IR-Entlöten und
- Dampfphasen-Entlöten.

Das Dampfphasen-Entlöten birgt gegenüber den anderen Verfah ren erhebliche Vorteile. Doch selbst bei diesem Verfahren sind die zum Abheben der Bauelemente benötigten Vorrichtun gen relativ aufwendig. Das Hauptproblem stellt hier der Zeitpunkt der Entlötung dar. Wenn sichergestellt werden soll, daß keine Leitbahnzüge oder das Bauelement beschädigt werden, darf die Abzugskraft auf das Bauelement erst nach dem Schmelzen des Lotes wirken.

Weiterhin ist aus der JP-62-287307 ein Entlötverfahren be kannt, bei dem eine Flüssigkeit erwärmt wird und der Dampf der Flüssigkeit auf eine mit Bauelementen bestückte Leiter platte auf der Seite mit den Bauelementen geleitet wird. Der heiße Dampf schmilzt das Lot auf, das in einer entsprechen den Vorrichtung aufgefangen und weiter verwendet werden kann. Diese Vorrichtung hat jedoch den Nachteil, daß sie bei dicht bestückten Baugruppen, bei Bauelementen, die in Hin terschneidungen sitzen und bei dicken Multilayerplatten nicht funktioniert. Insbesondere hat die Vorrichtung den Nachteil, daß der Wärmeabfluß zu hoch ist und Verluste des Flüssigkeitsdampfes auftreten können.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die oben genannten Nachteile im Stand der Technik zu vermeiden und ein schonendes Ent- oder Auslöten von Bauteilen zu er möglichen.

Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der Patentansprüche ge löst.

Bei der Lösung geht die Erfindung von folgenden Grundgedan ken aus.

Eine Platte mit Bauteilen wird von der Rückseite durch Dampf aus einem Flüssigkeitsvorrat, der durch eine erste Heizung erwärmt wird, erhitzt. Außerdem ist eine zweite Heizung mit einer Wärmeübertragungsfläche vorgesehen, die die Platte zu sätzlich erwärmt. Die Oberseite der Platte mit der den Bau teilen zugewandten Seite wird durch eine Isolation thermisch isoliert. Zusätzlich kann zwischen der Platte und dem Dampf eine wärmeleitende Membran vorgesehen sein, die den direkten Kontakt des Dampfes mit der Plattenrückseite verhindert und eine Wärmeableitung von der Platte zur Wärmeübertragungsflä che der zweiten Heizung verhindert.

Die Vorteile der Erfindung liegen in einer gleichmäßigen und zuverlässigen Wärmeübertragung auf die Platte und die Bau elemente, einen geringen Energieverbrauch, in der Reduzie rung von Verlust bei der zu verdampfenden Flüssigkeit und in der genauen Temperatureinstellung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1(a) einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Aus führungsform,

Fig. 1(b) einen Querschnitt längs der Linie A-A′ in Fig. 1(a),

Fig. 2(a) einen Querschnitt durch eine weitere erfindungsge mäße Ausführungsform, und

Fig. 2(b) einen Querschnitt längs der Linie B-B′ in Fig. 2(a).

Fig. 1(a) zeigt eine erfindungsgemäße Ausführungsform, die eine erste Heizung 2 aufweist, die einen Flüssigkeitsvorrat 1 zu einem Dampf 3 verdampft, der die Rückseite einer mit einem Bauteil 6 bestückten Platte 5 kontaktiert. Dabei wird der Dampf 3 kondensiert und überträgt Wärme auf die Platte 5, die das Schmelzen des Lotes der Bauteile 6 auf der Vor derseite bewirkt. Danach können die Bauteile durch die Ar beitsöffnung 7 entnommen werden. Der kritische Wärmeabfluß aus der Platte 5 wird durch die Wärmeübertragungsfläche 8, die durch z. B. Strom, eine Flüssigkeit oder Dampf beheizt werden kann, reduziert. Die Wärmeabstrahlung nach oben wird durch die aufgelegte Isolierung 9 stark eingeschränkt. Zu sätzlich kann die Arbeitsöffnung 7 durch z. B. eine Glasab deckung 10 verschlossen werden, um die Erwärmung der Wärme behandlungsstelle zu beschleunigen.

Fig. 1(b) zeigt einen Schnitt durch die zur Wärmebehand lungsfläche 8 gehörende Platte und die Öffnung 4 für den Dampfstrom 3.

Die erste Heizung 1 arbeitet ohne Temperaturregelung, da die Dampftemperatur aufgrund des physikalisch definierten Siede punktes nicht überschritten werden kann. Da es sich um ein offenes System handelt, kann keine nennenswerte Druckerhö hung und somit auch keine relevante Siedepunktsverschiebung erfolgen. Die Temperatur, die an der Baugruppe anliegt, ist deshalb genau bekannt.

Die Temperatur der Wärmeübertragungsfläche 8 kann durch ab kondensierenden Dampfgleichfalls ohne Regelung eingestellt werden. Dadurch wird ein Höchstmaß an Gleichförmigkeit der Wärmeübertragung zur Platte erreicht. Alternativ kann ein beheiztes Flüssigkeitsbett oder eine Heizplatte zur Heizung der Platte 5 verwendet werden. In Abhängigkeit vom Siede punkt der Flüssigkeit kann der Dampf 3 eine Temperatur von z. B. 215 oder 230°C besitzen. Durch die permanente Dampfzu fuhr wird an die Arbeitsstelle in kurzer Zeit rasch Wärme abgegeben. Mittels der Wärmeübertragungsfläche 8 wird die Platte 5 auf eine Temperatur, z. B. 150°C erwärmt, die eine Beschädigung der Platte 5 vermeidet. Eine Überhitzung singu lärer Punkte kann bei der Erwärmung der Wärmeübertragungs fläche 8 durch Flüssigkeit oder Dampf ausgeschlossen werden.

Fig. 2(a) zeigt einen Querschnitt durch eine weitere erfin dungsgemäße Ausführungsform. Dabei ist zwischen der Platte 5 und dem Dampf 3 eine Membran 11 angeordnet, die den direkten Zugang des Dampfes zur Platte 5 verhindert, und somit Dampf verluste durch undichte Stellen in der Platte 5 verhindert. Die Membran 11 besteht aus einem gut wärmeleitenden Material z. B. Metall oder dünnem Kunststoff, so daß eine gute Wärme übertragung gewährleistet ist. Außerdem dichtet die Membran die Platte 5 seitlich ab. Dabei ist ein durchgehender Spalt zwischen der Membran 11 und der Wärmeübertragungsfläche 8 ausgebildet, der verhindert, daß bei einer höheren Tempera tur der Platte 5 als die der Wärmeübertragungsfläche 8 Wärme zur Wärmeübertragungsfläche 8 abgeleitet wird.

Fig. 2(b) zeigt einen Querschnitt durch die Membran 11 und die Wärmeübertragungsfläche 8. Vorzugsweise wird die erfin dungsgemäße Vorrichtung zum Aus- oder Einlöten von elektro nischen Bauelementen aus einer bzw. in eine Leiterplatte verwendet. Ihr Einsatzgebiet ist besonders vorteilhaft bei Labor- oder Kleinfertigungen, wo keine aufwendigen Geräte oder Dampfphasenlötanlagen im Einsatz sind.

Claims

1. Vorrichtung zum Aus- oder Einlöten von Bauteilen (6) aus einer bzw. auf eine Platte (5) mit einem Flüssigkeits vorrat (l) und einer ersten Heizung (2), wobei die Flüs sigkeit (1) zu Dampf (3) verdampft wird, der Wärme zu der Platte (5) mit den Bauteilen (6) transportiert, da durch gekennzeichnet, daß

(a) der Dampf (3) Wärme auf die Rückseite der Platte (5) überträgt,
(b) eine zweite Heizung mit einer Wärmeübertragungsflä che (8) vorgesehen ist, die die Platte (5) zusätz lich erwärmt, und
(c) auf der den Bauteilen (6) zugewandten Seiten der Platte (5) eine thermische Isolierung (9) mit einer Arbeitsöffnung (7) vorgesehen ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsöffnung (7) eine Glasabdeckung (10) aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, daß zwischen der Platte (5) und dem Dampf (3) eine Membran (11) angeordnet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (11) die Platte (5) seitlich gegen die Wär meübertragungsfläche (8) abdichtet.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (11) einen Spalt zwischen der Platte (5) und der Wärmeübertragungsfläche (8) ausbildet, so daß eine Wärmeleitung zwischen der Platte (5) und der Wärmeüber tragungsfläche (8) verhindert wird.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (11) ein guter Wärmelei ter ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (11) aus dünnem Kunst stoff oder Metall besteht.

8. Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7 zum Aus- oder Einlöten von elektronischen Bauele menten (6) aus einer bzw. auf eine Leiterplatte (5)