DE60021887T2

DE60021887T2 - Mit geschlossenem regelkreis kontrollsystem der lötenwellenhöhe

Info

Publication number: DE60021887T2
Application number: DE60021887T
Authority: DE
Inventors: Gerald L. Leap
Original assignee: Speedline Technologies Inc
Current assignee: Speedline Technologies Inc
Priority date: 1999-06-02
Filing date: 2000-06-02
Publication date: 2006-06-01
Anticipated expiration: 2020-06-03
Also published as: EP1189721A1; EP1189721B1; AU5180900A; MY124967A; US6415972B1; ATE301525T1; CA2375664A1; US20030057257A1; MY127389A; US6726083B2; DE60021887D1; WO2000073009A1; CA2375664C; TWI247562B

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Allgemein betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Leiterplatten und zur Unterstützung des Prozesses, Metalle an integrierte Leiterplatten zu löten. Insbesondere betrifft die Erfindung ein System zum Messen und Steuern der Höhe einer Lötmittelwelle, das beständigere Lötauftragungen während des Herstellungsprozesses ermöglicht. So ein System ist aus der US-A-5538175 bekannt.
HINTERGRUND
Im Allgemeinen wird in einer Wellenlötmaschine eine Leiterplatte (Printed Circuit Bord; PCB) mittels eines Förderers auf einem schrägen Weg an einer Flussmittelauftragsstation, einer Vorwärmstation und schließlich einer Station vorbei bewegt, an der eine Lötmittelwelle nach oben fließen gelassen wird und verschiedene Teile der zu lötenden PCB berührt. Die Wirksamkeit dieses Wellenlötprozesses wird durch eine Anzahl von wichtigen Punkten beeinflusst, von denen zwei in der Technik als die "Kontaktfläche" und die "Verweilzeit" bekannt sind. Die Verweilzeit stellt die Zeitspanne dar, die eine gegebene Fläche der PCB tatsächlich mit dem Lötmittel Kontakt hat. Im Allgemeinen ist die Verweilzeit mit der Kontaktfläche verknüpft und kann bestimmt werden, indem einfach die Länge der Kontaktfläche in der Bewegungsrichtung durch die Geschwindigkeit des Förderbands geteilt wird.
Die Kontaktfläche stellt den Teil der PCB dar, die tatsächlich mit der Lötmittelwelle Kontakt hat, d.h. die Fläche der PCB, die gegenwärtig von der Lötmittelwelle bedeckt ist. Vorzugsweise hat man eine Kontaktfläche, die gleichmäßig ist, d.h. nicht uneben. Eine gleichmäßige Kontaktfläche ist eine, bei der die Verweilzeit für alle Teile der PCB dieselbe ist. Zum Beispiel, für eine Rechteckform treten alle zur Bewegungsrichtung senkrechten Teile der PCB ungefähr im selben Zeitpunkt in die Lötmittelwelle ein und verlassen sie ungefähr im selben Zeitpunkt. Wenn aber die Kontaktfläche nicht gleichmäßig ist, sind einige Teile der PCB länger als andere Teile im Lötmittelbad, d.h. die Verweilzeit ändert sich quer über die PCB. Zum Beispiel, wenn die Kontaktfläche trapezförmig ist (mit den parallelen Seiten in der Bewegungsrichtung), hält eine Seite der PCB länger als die entgegengesetzte Seite mit dem Lötmittel Kontakt. Wenn die Verweilzeit zu kurz ist, wird der Lötprozess möglicherweise nicht beendet. Wenn andererseits die Verweilzeit zu lang ist, kann die PCB zu weich werden und sich zu biegen beginnen, oder Lötmittel kann aufgrund starker Kapillarwirkung durch die Öffnungen der PCB hochsteigen, was in der Ausbildung von Lötmittelbrücken auf der Bauteileseite der Platte resultieren könnte.
Ein Verfahren, die Lötmittelwelle-Kontaktfläche und die Verweilzeit zu messen, ist, eine Hartglasplatte zu verwenden, die während eines "Testdurchlaufs" über die Lötmittelwelle hinweggehen gelassen wird. Diese Glasplatte hat einen Satz von Gitterlinien mit bekannten Abmessungen. Wenn die Glasplatte über die Lötmittelwelle hinweggeht, wird die Kontaktfläche von einem Bediener der Lötmittelwellenmaschine visuell beobachtet und mittels der Gitterlinien ungefähr vermessen. Aus der beobachteten Kontaktfläche wird die Verweilzeit bestimmt, indem die Länge der Kontaktfläche, d.h. deren Abmessung in der Bewegungsrichtung des Förderbands, durch die Geschwindigkeit des Förderbands geteilt wird.
Leider ist dieses Verfahren zum Messen der Höhe der Lötmittelwelle rein subjektiv und liefert nur eine Näherung der Kontaktfläche. Und um die Kontaktfläche auf der Glasplatte zu beobachten, muss die Fördergeschwindigkeit der Wellenlötmaschine herabgesetzt werden, damit der Bediener Zeit hat, die Glasplatte zu beobachten.
Weitere Probleme treten auf, wenn die Höhe der Lötmittelwelle, die mit der PCB in Kontakt kommt, nicht auf einem optimalen Niveau liegt. Wenn die Wellenhöhe zu hoch ist, fließt Lötmittel auf die Oberseite der PCB und zerstört die Platte oder lässt zumindest die PCB versagen. Wenn die Höhe der Lötmittelwelle zu niedrig ist, werden einige der Bauteile möglicherweise nicht richtig gelötet, und die PCB kann versagen oder zumindest mit der Zeit vorzeitig versagen.
Mitarbeiter werden häufig zurechtgewiesen, wenn sie die Höhe der Welle zu hoch einstellen, wodurch der Lötmittelfluss auf die Oberweite der PCB gelangt. Daher stellen viele Beschäftigte die Wellenhöhe tendenziell zu niedrig ein, wodurch die Unterseite der PCB unzureichend mit Lötmittel versehen wird.
Daher besteht ungelöster Bedarf nach einer Vorrichtung und einem Verfahren zur Verarbeitung von PCBs und zur Unterstützung des Prozesses, Metalle an PCBs zu löten, die die Beschränkungen und Nachteile des Stands der Technik überwinden.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung einer Vorrichtung und eines Verfahrens zur Verarbeitung von Leiterplatten und zur Unterstützung des Prozesses, Metalle an integrierte Leiterplatten zu löten.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung eines Systems zum Messen und Steuern der Höhe einer Lötmittelwelle, das beständigere Lötauftragungen während des Leiterplatten-Herstellungsprozesses ermöglicht.
In Übereinstimmung mit den Prinzipien der vorliegenden Erfindung wird eine Vorrichtung zur Verarbeitung von Leiterplatten bereitgestellt, die ein System zum Messen und Steuern der Höhe einer Lötmittelwelle aufweist, die von einem Lötmittelbad erzeugt wird, das zu dem Leiterplatten-Herstellungsprozess gehört. Die Vorrichtung zur Verarbeitung von Leiterplatten enthält ein Fördersystem zum Transportieren von Leiterplatten durch eine Anzahl von Verarbeitungsstationen. Das Fördersystem enthält ein Paar langgestreckte Förderschienen, die in Bezug aufeinander parallel ausgerichtet sind. Der Förderer enthält außerdem mehrere Paare Leiterplatten-Greiffinger, die auf einem Antriebsriemen angebracht sind, der auf jeder der Schienen definiert ist. Jedes Paar Greiffinger sind so ausgerichtet, dass sie einander gegenüberliegen, damit die Greiffinger entgegengesetzte Randbereiche einer Leiterplatte sicher greifen können, um die Leiterplatte durch eine Anzahl von Verarbeitungsstufen zu transportieren, die den Wellenlötprozess umfassen. Das im Wellenlötprozess definierte System zum Messen und Steuern der Lötmittel-Wellenhöhe umfasst einen Wirbelstrom-Verschiebungssensor, der in enger Nachbarschaft zu der Oberseite der Lötmittelwelle angebracht ist. Der Sensor ist über Sensorelektronik mit einem Mikrocontroller gekoppelt, und der Mikrocontroller ist mit einem Pumpenmotor gekoppelt. Der Pumpenmotor ist mit dem Lötmittelbad gekoppelt und erzeugt die Lötmittelwelle, indem der Pumpenmotor so gesteuert wird, dass er mit einer vorbestimmten Drehzahl arbeitet, um während des Prozesses des Wellenlötens von Leiterplatten eine vorbestimmte Lötmittel-Wellenhöhe aufrechtzuerhalten.
Der Sensor kann in einer vorgeformten Öffnung angebracht sein, die auf einer der Schienen ausgebildet ist, welche in enger Nachbarschaft zu der Oberseite der Lötmittelwelle definiert ist. In dieser Orientierung kann der Sensor mit der Oberseite des Lötmittels kommunizieren und einen Analogspannungs-Abtastwert erzeugen, der die Distanz zwischen dem Sensor und der Oberseite der Lötmittelwelle darstellt. Der Analogspannungs-Abtastwert wird dem Mikrocontroller mitgeteilt und in einen vorbestimmten Wert umgewandelt, der auf die Distanz zwischen der Oberseite der Lötmittelwelle und der Unterseite der Leiterplatte bezogen ist. Der Mikrocontroller enthält einen Vergleicher, der den Wert empfängt und den Wert mit einem vorbestimmten Einstellpunkt vergleicht. Wenn der Wert zu hoch ist, steuert der Mikrocontroller die Pumpe, um die Drehzahl des Motors zu vermindern, und wenn der Wert zu niedrig ist, steuert der Mikrocontroller die Pumpe, um die Drehzahl des Motors zu erhöhen.
In einer Ausführungsform enthält der Mikrocontroller weiterhin ein Register. Das Register ist dafür eingerichtet, mehrere Werte zu empfangen. Die Werte stellen mehrere Distanzabtastwerte dar, die jeweils auf eine Distanz bezogen sind, die zwischen der Oberseite der Lötmittelwelle und der Unterseite der Leiterplatte definiert ist. Die im Register enthaltenen Werte können gemittelt werden, um ein mittlere Distanz zu liefern, die zwischen Oberseite der Lötmittelwelle und der Unterseite der Leiterplatte definiert ist. Der Vergleicher empfängt den Mittelwert und vergleicht den Mittelwert mit dem vorbestimmten Einstellpunkt, um zu bestimmen, ob die Lötmittel-Wellenhöhe zu hoch oder zu niedrig ist, und um die Geschwindigkeit des Pumpenmotors ähnlich dem vorher Beschriebenen zu vermindern bzw. zu erhöhen. Das Register kann ein Linearschieberegister sein.
Vorzugsweise ist der Mikrocontroller weiterhin programmiert, einen aktualisierten Mittelwert zu bestimmen und den aktualisierten Mittelwert mit dem vorbestimmten Einstellpunkt zu vergleichen.
Ein Verfahren zur Verwendung der Vorrichtung zur Verarbeitung von Leiterplatten, die das System zum Messen und Steuern der Wellenhöhe von Lötmittel enthält, umfasst die Schritte, dass man die Vorrichtung einschaltet, um Leiterplatten zu verarbeiten, und den Pumpenmotor vorübergehend aussetzen lässt, um eine Lötmittelwelle mit einer vorbestimmten Lötmittel-Wellenhöhe auszubilden, unter Verwendung eines Wirbel strom-Verschiebungssensors mehrere Analogspannungs-Abtastwerte abtastet, die Analogspannungs-Abtastwerte einem Mikrocontroller zuführt, um den Mikrocontroller in die Lage zu versetzen, die Analogspannungs-Abtastwerte in mehrere Werte umzuwandeln, die Werte einem Register zuführt, aus den im Register definierten mehreren Werten einen Mittelwert bestimmt, den Mittelwert mit einem vorbestimmten Einstellpunkt vergleicht, um zu bestimmen, ob der Mittelwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des Einstellpunkts liegt, sodann, wenn der Mittelwert innerhalb des vorbestimmten Toleranzbereichs des Einstellpunkts liegt, die Schritte, einen Mittelwert zu bestimmen und den Mittelwert mit einem vorbestimmten Einstellpunkt zu vergleichen, wiederholt, und wenn der Mittelwert nicht innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des Einstellpunkts liegt, sodann bestimmt, ob der Mittelwert zu hoch oder zu niedrig ist, und die Geschwindigkeit des Pumpenmotors steuert, um die Höhe der Lötmittelwelle einzustellen, die mit dem Pumpenmotor verknüpft ist.
In einem bevorzugten Verfahren befindet sich der Wirbelstrom-Verschiebungssensor in enger Nachbarschaft zu der Oberseite der Lötmittelwelle. Das Verfahren umfasst vorzugsweise den Schritt, die Geschwindigkeit des Pumpenmotors herabzusetzen, um die Höhe der Lötmittelwelle zu vermindern, wenn der Mittelwert zu hoch ist, und umfasst außerdem vorzugsweise einen Schritt, die Geschwindigkeit des Pumpenmotors zu vergrößern, um die Höhe der Lötmittelwelle zu vergrößern, wenn der Mittelwert zu niedrig ist.
Die vorhergehenden und weitere Aufgaben der Erfindung, ihre verschiedenen Merkmale wie auch die Erfindung selbst sind noch besser verständlich aus der nachfolgenden Beschreibung, gelesen zusammen mit den beigefügten Zeichnungen, in denen:
1 eine isometrische Teilansicht einer Vorrichtung zur Verarbeitung von Leiterplatten nach den Prinzipien der vorliegenden Erfindung ist;
2 eine Teilquerschnittsansicht der in 1 gezeigten Vorrichtung zur Verarbeitung von Leiterplatten ist; und
3 ein Flussdiagramm ist, dass Verfahrensschritte zeigt, die an der in 1 gezeigten Vorrichtung zur Verarbeitung von Leiterplatten ausführbar sind.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung liefert eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Verarbeitung von Leiterplatten, die ein System zum Messen und Steuern einer Lötmittel-Wellenhöhe enthalten, die mittel eines Lötmittelbads erzeugt wird, das während der Verarbeitung auf die Leiterplatte angewandt wird.
Unter Bezugnahme auf 1 enthält in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung 10 zur Verarbeitung von Leiterplatten, die ein System 50 zum Messen und Steuern einer Lötmittel-Wellenhöhe enthält, ein Fördersystem 12 zum Transportieren einer Leiterplatte 14 durch eine Anzahl von Verarbeitungsstationen. Das Fördersystem 12 enthält typischerweise ein Paar langgestreckte Förderschienen 16, die in Bezug aufeinander parallel ausgerichtet sind. Die Förderschienen 16 enthalten jeweils eine Anzahl von darauf angebrachten Riemenscheiben 18, wobei mindestens eine der Riemenscheiben 18 motorisiert ist, zum Beispiel mittels eines oder mehrerer Elektromotoren (nicht gezeigt). Auf den zu jeder Schiene 16 gehörenden Riemenscheiben 18 sind Antriebsriemen 20 angebracht, so dass sich die Antriebsriemen 20 linear bewegen, wenn mittels des Motors eine Drehbewegung auf die Riemenscheiben 18 übertragen wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf 2 enthält die Vorrichtung 10 zur Verarbeitung von Leiterplatten weiterhin mehrere Paare Leiterplatten-Greiffinger 22, die auf entgegengesetzten Antriebsriemen angebracht sind, so dass jedes Paar Greiffinger 22 einander gegenüberliegen. Die Greiffinger 22 sind dafür eingerichtet, die entgegengesetzten Randbereiche einer Leiterplatte 14 sicher zu greifen, um die Leiterplatte 14 durch eine Anzahl von Verarbeitungsstufen zu transportieren, die den Wellenlötprozess umfassen. Im Wellenlötprozess wird die Leiterplatte 14 durch eine mittels eines Lötmittelbads 26 erzeugte Lötmittelwelle 24 bewegt, so dass ein unterer Teil der Leiterplatte 14 über die Oberseite der Lötmittelwelle 24 gleitet. Kapillarwirkung ermöglicht es einem vorbestimmten Teil der Unterseite der Platte 14, das Lötmittel zu empfangen und festzuhalten.
Das System 50 zum Messen und Steuern der Lötmittelwelle 24 enthält einen Sensor, 52 der in enger Nachbarschaft zu der Oberseite der Lötmittelwelle 24 angebracht ist. Der Sensor 52 ist über Sensorelektronik 56 mit einem Mikrocontroller 54 gekoppelt, und der Mikrocontroller 54 ist mit einem Pumpenmotor 58 gekoppelt. Der Pumpenmotor 58 ist mit dem Lötmittelbad 26 gekoppelt, das die Lötmittelwelle 24 erzeugt, und wird so gesteuert, dass er mit einer vorbestimmten Drehzahl (Umdrehungen pro Minute) arbeitet, um während des Prozesses des Wellenlötens der Leiterplatten 14 eine vorbestimmte Höhe der Lötmittelwelle 24 aufrechtzuerhalten.
In einer Ausführungsform ist der Sensor 52 als ein Wirbelstrom-Verschiebungssensor 52 definiert, der von Micro-Epsilon in Raleigh, North Carolina, geliefert werden kann. Der Sensor 52 kann in einer vorgeformten Öffnung (nicht gezeigt) angebracht sein, die an einer der Schienen 16 ausgebildet ist, welche den Sensor 52 in enger Nachbarschaft zu der Oberseite der Lötmittelwelle 24 positioniert. In dieser Orientierung kann der Sensor 52 mit der Oberseite der Lötmittelwelle 24 kommunizieren und einen Analogspannungs-Abtastwert erzeugen, der die Distanz zwischen dem Sensor 52 und der Oberseite der Lötmittelwelle 24 darstellt. Der Analogspannungs-Abtastwert wird über Sensorelektronik 56 dem Mikrocontroller 54 mitgeteilt und wird in einen vorbestimmten Wert umgewandelt, der auf die Distanz zwischen der Oberseite der Lötmittelwelle 24 und der Unterseite der Leiterplatte 14 bezogen ist. Der Mikrocontroller 54 enthält einen Vergleicher 54a, der den Wert empfängt und den Wert mit einem vorbestimmten Einstellpunkt vergleicht.
Wenn der verglichene Wert größer als der Einstellpunkt ist und einen vorbestimmten Toleranzbereich übersteigt, was anzeigt, dass die Höhe der Lötmittelwelle 24 in Bezug auf die Unterseite der Leiterplatte 14 zu hoch ist, steuert der Mikrocontroller 54 den Pumpenmotor 58, um dessen Drehzahl oder Geschwindigkeit zu vermindern. Vermindern der Geschwindigkeit des Pumpenmotors 58 vermindert dann proportional die Höhe der Lötmittelwelle 24 relativ zur Unterseite der Leiterplatte 14. Wenn der verglichene Wert kleiner als der Einstellpunkt ist und unter einem vorbestimmten Toleranzbereich liegt, was anzeigt, dass die Höhe der Lötmittelwelle 24 in Bezug auf die Unterseite der Leiterplatte 14 zu niedrig ist, steuert der Mikrocontroller 54 den Pumpenmotor 58, um die Geschwindigkeit des Pumpenmotors 58 zu erhöhen. Erhöhen der Geschwindigkeit des Pumpenmotors 58 erhöht dann proportional die Höhe der Lötmittelwelle 24 relativ zur Unterseite der Leiterplatte 14
In einer Ausführungsform enthält der Mikrocontroller 54 weiterhin ein Register 54b, wie z.B. ein Linearschieberegister ("LSR") 54b. Das LSR 54b ist dafür eingerichtet, mehrere Werte vom Mikrocontroller 54 zu empfangen. Die Werte stellen mehrere abgetastete Distanzen dar, die jeweils auf eine Distanz bezogen sind, die zwischen der Oberseite der Lötmittelwelle 24 und der Unterseite der Leiterplatte 14 definiert ist. Werden aktualisierte Werte an den dem LSR 54b geliefert, werden ältere Werte fallen gelassen, was das LSR 54b in die Lage versetzt, relativ aktuelle Werte zu bewahren. Die im LSR 54b enthaltenden Werte können gemittelt werden, um eine mittlere Distanz zu liefern, die zwischen Oberseite der Lötmittelwelle 24 und der Unterseite der Leiterplatte 14 definiert ist. Der Vergleicher 54a empfängt den Mittelwert und vergleicht den Mittelwert mit dem vorbestimmten Einstellpunkt, um zu bestimmen, ob die Höhe der Lötmittelwelle 24 zu hoch oder zu niedrig ist, und um den Pumpenmotor 58 ähnlich dem vorher Beschriebenen zu vermindern bzw. zu erhöhen.
In einer Ausführungsform kann das LSR 54b gemittelt werden, wenn die Zahl der darin enthaltenen Werte einen vorbestimmten LSR-Schwellenwert erreicht. Zum Beispiel, wenn die Vorrichtung 10 zur Verarbeitung von Leiterplatten startet und der Pumpenmotor 58 anfänglich eingeschaltet wird, kann die Höhe der Lötmittelwelle 24 stark schwanken. Daher kann der LSR-Schwellenwert relativ niedrig eingestellt werden, z.B. auf 15 Werte. Ein relativ niedriger LSR-Schwellenwert wie z.B. 15 Werte bewirkt eine Mittelung des LSR 54b, nachdem 15 Werte vom Mikrocontroller 54 empfangen worden sind. In dieser Hinsicht wird eine relativ kurze Zeit verstreichen, ehe die Geschwindigkeit des Pumpenmotors 58 als Folge davon, dass die Höhe der Lötmittelwelle 24 zu hoch oder zu niedrig ist, korrigiert wird. Während des anfänglichen Einschaltens der Vorrichtung 10 zur Verarbeitung von Leiterplatten können die Geschwindigkeit des Pumpenmotors 58 und die zugehörige Höhe der Lötmittelwelle 24 daher schnell eingestellt werden, um die Höhe der Lötmittelwelle 24 innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs eines vorbestimmten Einstellpunkts zu halten.
Anderseits, nachdem sich die Vorrichtung 10 zur Verarbeitung von Leiterplatten mit dem Pumpenmotor 58 und der zugehörigen Höhe der Lötmittelwelle 24 auf einen Betriebszustand eingeschwungen haben, kann der LSR-Schwellenwert relativ hoch eingestellt werden, z.B. auf 100 Werte. Den LSR-Schwellenwert relativ hoch zu setzen, wie z.B. einen Wert 100, bewirkt eine Mittelung des LSR 54b, nachdem 100 Werte vom Mikrocontroller 54 empfangen worden sind. In dieser Hinsicht wird eine relativ lange Zeit verstreichen, ehe die Geschwindigkeit des Pumpenmotors 58 als Folge davon, dass die Höhe der Lötmittelwelle 24 zu hoch oder zu niedrig ist, korrigiert wird. Das Erhöhen des LSR-Schwellenwerts erhöht außerdem die Genauigkeit des daraus gewonnenen Mittelwerts. Beim Erhöhen des LSR-Schwellenwerts können daher die Geschwindigkeit des Pumpenmotors 58 und die zugehörige Höhe der Lötmittelwelle 24 langsam und genau eingestellt oder feinabgestimmt werden, um die Höhe der Lötmittelwelle 24 innerhalb vorbestimmter Toleranzen des vorbestimmten Einstellpunkts zu halten.
Unter Bezugnahme auf 3 umfasst ein Verfahren 100 zur Verwendung der Vorrichtung 10 zur Verarbeitung von Leiterplatten, die ein System 50 zum Messen und Steuern der Höhe der Lötmittelwelle 24 enthält, die Schritte eines Benutzers, im Schritt 110 die Vorrichtung einzuschalten und den Pumpenmotor 58 vorübergehend aussetzen zu lassen, um die Lötmittelwelle 24 auszubilden, damit der Wellenlötprozess an der Leiterplatte 14 beginnen kann. Im Schritt 120 kann der Benutzer den LSR-Schwellenwert auf einen relativ niedrigen Wert während des anfänglichen Einschaltprozesses einstellen, um die Zahl der Male zu erhöhen, die die Geschwindigkeit des Pumpenmotors 58 eingestellt wird, damit die Höhe der Lötmittelwelle 24 schnell eingestellt werden kann. Nachdem die Vorrichtung den Betriebszustand erreicht hat, kann der Benutzer den LSR-Schwellenwert auf einen relativ hohen Wert einstellen, um die Zahl der Male zu vermindern, die die Geschwindigkeit des Pumpenmotors 58 eingestellt wird, damit die Höhe der Lötmittelwelle 24 langsam eingestellt oder feinabgestimmt werden kann.
Im Schritt 130 kann der Sensor Analogspannungs-Abtastwerte an den Mikrocontroller 54 liefern, die im Schritt 140 in mehrere Werte umgewandelt werden können. Die Werte werden im Schritt 150 an das LSR 54b geliefert, und im Schritt 160 wird ein Mittelwert bestimmt. Der Mittelwert wird im Schritt 170 mit einem vorbestimmten Einstellpunkt verglichen, um zu bestimmen, ob der Mittelwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des Einstellpunkts liegt. Wenn im Schritt 180 der Mittelwert innerhalb des vorbestimmten Toleranzbereichs des Einstellpunkts liegt, wird der obige Prozess, Werte an das LSR 54b zu liefern, einen Mittelwert zu bestimmen und den Mittelwert mit dem Einstellpunkt zu vergleichen, wiederholt. Wenn im Schritt 180 der Mittelwert nicht innerhalb des vorbestimmten Toleranzbereichs des Einstellpunkts liegt, erfolgt im Schritt 190 eine Bestimmung, ob der Mittelwert zu hoch oder zu niedrig ist. Wenn der Mittelwert zu hoch ist, was anzeigt, dass die Höhe der Lötmittelwelle 24 zu hoch ist, wird die Geschwindigkeit des Pumpenmotors 58 im Schritt 200 herabgesetzt, um die Höhe der Lötmittelwelle 24 zu vermindern. Umgekehrt, wenn der Mittelwert zu niedrig ist, was anzeigt, dass die Höhe der Lötmittelwelle 24 zu niedrig ist, wird die Geschwindigkeit des Pumpenmotors 58 im Schritt 210 vergrößert, um die Höhe der Lötmittelwelle 24 zu erhöhen. Die obigen Prozessschritte können zyklisch wiederholt werden, während die Vorrichtung zur Verarbeitung von Leiterplatten in Betrieb ist.
Was beansprucht wird, ist:

Claims

Vorrichtung (50) zur Verarbeitung von Leiterplatten, die ein System zum Messen und Steuern einer durch ein Lötmittelbad (26) erzeugten Lötmittel-Wellenhöhe aufweist, mit einem Fördersystem (12) zum Transportieren von Leiterplatten (14) durch eine Anzahl von Verarbeitungsstationen, einem Pumpenmotor (58), der mit dem Lötmittelbad (26) gekoppelt ist, und einem Mikrocontroller (54), der mit dem Pumpenmotor (58) gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Fördersystem ein Paar langgestreckte Förderschienen (16), die in Bezug aufeinander parallel ausgerichtet sind, und mehrere Paare Leiterplatten-Greiffinger (22) enthält, die auf einem Antriebsriemen (20) angebracht sind, der auf jeder der Schienen (16) definiert ist, wobei jedes Paar Greiffinger (22) so ausgerichtet sind, dass sie einander gegenüberliegen, damit die Greiffinger (22) entgegengesetzte Randbereiche einer Leiterplatte (14) sicher greifen können, um die Leiterplatte (14) durch eine Anzahl von Verarbeitungsstufen zu transportieren, und gekennzeichnet durch einen Wirbelstrom-Verschiebungssensor, der in enger Nachbarschaft zu der Oberseite der vom Lötmittelbad (26) erzeugten Lötmittelwelle (24) angebracht ist, wobei der Sensor (52) dem Mikrocontroller (54) mehrere Analogspannungs-Abtastwerte zuführt, die in mehrere Werte umgewandelt werden, welche Werte die Distanz zwischen der Oberseite der Lötmittelwelle (24) und der Unterseite der Leiterplatte (14) darstellen.
Vorrichtung (50) zur Verarbeitung von Leiterplatten (14), nach Anspruch 1, bei der der Mikrocontroller (54) weiterhin einen Vergleicher (54a) enthält, welcher Vergleicher (54a) die Werte empfängt und die Werte mit dem vorbestimmten Einstellpunkt vergleicht.
Vorrichtung (50) zur Verarbeitung von Leiterplatten (14), nach Anspruch 2, bei der der Mikrocontroller (54) weiterhin ein Register (54b) für Empfang der Werte enthält, welches Register (54b) mit dem Mikrocontroller (54) zusammenarbeitet, um die im Register (54b) enthaltenen Werte zu mitteln, um einen Mittelwert zu liefern, welcher Mittelwert mit dem Einstellpunkt verglichen wird.
Vorrichtung (50) zur Verarbeitung von Leiterplatten, nach Anspruch 3, bei der das Register (54b) ein Linearschieberegister ist.
Vorrichtung (50) zur Verarbeitung von Leiterplatten (14), nach Anspruch 4, bei der der Sensor (52) in einer vorgeformten Öffnung angebracht ist, die auf einer der Schienen (16) ausgebildet ist, wobei der Sensor (52) in enger Nachbarschaft zu der Oberseite der Lötmittelwelle (24) definiert ist.
Vorrichtung (50) zur Verarbeitung von Leiterplatten (14), nach einem der Ansprüche 3 bis 5, bei der der Mikrocontroller (54) weiterhin programmiert ist, einen aktualisierten Mittelwert zu bestimmen und den aktualisierten Mittelwert mit dem vorbestimmten Einstellpunkt zu vergleichen.
Verfahren zur Verwendung einer Vorrichtung (50) zur Verarbeitung von Leiterplatten (14), die ein System zum Messen und Steuern einer durch ein Lötmittelbad (26) erzeugten Lötmittelwelle (24) enthält, mit den Schritten, die Vorrichtung einzuschalten, um Leiterplatten (14) zu verarbeiten, und den Pumpenmotor (58) vorübergehend aussetzen zu lassen, um eine Lötmittelwelle (24) mit einer vorbestimmten Lötmittel-Wellenhöhe auszubilden, dadurch gekennzeichnet, dass man unter Verwendung eines Wirbelstrom-Verschiebungssensors (52) mehrere Analogspannungs-Abtastwerte abtastet, die Analogspannungs-Abtastwerte einem Mikrocontroller (54) zuführt, um den Mikrocontroller (54) in die Lage zu versetzen, die Analogspannungs-Abtastwerte in mehrere Werte umzuwandeln, die Werte einem Register (54b) zuführt, aus den im Register (54b) definierten mehreren Werten einen Mittelwert bestimmt, den Mittelwert mit einem vorbestimmten Einstellpunkt vergleicht, um zu bestimmen, ob der Mittelwert innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des Einstellpunkts liegt, sodann, wenn der Mittelwert innerhalb des vorbestimmten Toleranzbereichs des Einstellpunkts liegt, die Schritte wiederholt, einen Mittelwert zu bilden und den Mittelwert mit einem vorbestimmten Einstellpunkt zu vergleichen, und wenn der Mittelwert nicht innerhalb eines vorbestimmten Toleranzbereichs des Einstellpunkts liegt, sodann zu bestimmen, ob der Mittelwert zu hoch oder zu niedrig ist, und die Geschwindigkeit des Pumpenmotors (58) zu steuern, um die Höhe der Lötmittelwelle (24) einzustellen, die mit dem Pumpenmotor (58) verknüpft ist.
Verfahren nach Anspruch 7, das weiterhin umfasst, den Wirbelstrom-Verschiebungssensor (52) in enger Nachbarschaft zu der Oberseite der Lötmittelwelle (24) anzuord nen.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, das weiterhin umfasst, die Geschwindigkeit des Pumpenmotors (58) herabzusetzen, um die Höhe der Lötmittelwelle (24) zu vermindern, wenn der Mittelwert zu hoch ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 9, das weiterhin umfasst, die Geschwindigkeit des Pumpenmotors (58) zu vergrößern, um die Höhe der Lötmittelwelle (24) zu vergrößern, wenn der Mittelwert zu niedrig ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 10, bei dem das Register (54b) ein Linearschieberegister ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 11, das weiterhin umfasst, während eines Leiterplatten-Druckprozesses Lötmittelpaste von der Lötmittelwelle (24) auf einer Leiterplatte (14) abzulagern.
Verfahren nach Anspruch 12, das weiterhin umfasst, den unteren Abschnitt der Leiterplatte (14) über die Oberseite der Lötmittelwelle (24) gleiten zu lassen, um Lötmittel auf der Leiterplatte (14) abzulagern.