EP1796863A1 - Vorrichtung zum wellenl\ten - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to a device for wave soldering of workpieces according to the preamble of claim 1.
- the workpiece to be soldered is moved via at least one solder wave generated via a solder reservoir, wherein a protective gas atmosphere is formed over the solder reservoir with a substantial exclusion of oxygen and at least one Part of the workpiece is brought into contact with the solder wave.
- soldering devices are known from DE 195 41 445 A1 or DE 298 23 860 U1.
- the solder wave is washed only below the workpiece with inert gas.
- inert gas inputs above and below the workpiece, this means that only relatively little inert gas is consumed.
- the disadvantage here is that with strongly fluctuating, far beyond the normal soldering settings wave parameters is to one
- the device of DE 298 23 860 U1 uses for feeding nitrogen porous tubes with a defined pore size. Often, these tubes break due to thermal or mechanical stresses, so that the shielding gas can flow out uncontrollably. The uniformity of the distribution of the gas is hardly secured in a porous tube.
- the object of the invention is to improve a soldering device for wave soldering in that it is safe against flooding and at the same time always provides the desired, preset amount of inert gas.
- Embodiments of the invention are objects of dependent claims. According to the invention, instead of large cover plates below the workpieces, two or more tubes are now provided which have upwardly directed holes or slots and which are surrounded by U-shaped shielding housings which are essentially open at the bottom. Flooding caused by incorrect placement of the solder waves are thereby avoided. These two, three, four or five
- inertization screen Gas supplies result in a so-called inertization screen, which can be mounted relatively freely within the entire cover below the workpieces.
- the slots or holes provide a defined gas supply since their cross section is always predictably large and remains.
- the u-shaped shielding prevent clogging of the slots with solder or dirt, so that also by the desired gas flow is always possible.
- the gas is blown down towards the solder bath, rendering the entire space above the solder path and below the workpiece inert. Dripping solder can no longer clog the access openings, but pearls down from the shielding housings.
- the space located in the direct flow area of the waves is effectively activated by an inertizing screen, but also permeable to the flowing solder.
- the shielding are made of titanium sheet or coated, which has the advantage that solder splashes do not adhere but bead.
- the distance of the individual shielding to each other > than 3 mm. This has the advantage that solder balls can always run off and clog passages for the solder, even if the operator sets too much solder or solder waves.
- 1 denotes a covering hood which houses the soldering bath 2, including the regions of the soldering waves 3, 4.
- a gas diffuser 9 is mounted, which can also be replaced by a pipe 13 according to the invention if necessary.
- tubes 13 according to the invention are provided, which are slotted or punched upwards and which are surrounded by shielding housings 14.
- the Abschrimgepuruse 14 have a substantially U-shaped cross section, wherein the ends may be parallel to each other, may be shown to each other or - as shown in the figure - have something away from each other.
- the shield housings 14 are directed downwardly substantially, protecting the tubes 13 and their exit slits or holes and directing the nitrogen or other shielding gas down into the space from where it extends all the way inertizing space - up to the workpiece 15 - spread.
- the tubes 13 and their shielding 14 are arranged in this embodiment in a row (dash-dotted line), but can also be arranged differently.
- the gas is supplied via the pipes 9 and 13, whereby a very uniform gas distribution is achieved with a small gas flow over the entire wave width.
- the Gasleitbleche 14 lead to an approximately parallel flow to the shaft surfaces.
- the gas consumption is comparatively low and, depending on the structural design, is between 3 and 10 m 3 / h. The low flow velocity allows virtually no congestion from scabies. Between the waves 3, 4, a residual oxygen content of 500 ppm, is reached at the moment of the workpiece 15 passing over of 150 ppm.
- each tube 9 is shown, wherein three tubes are relatively close to each other and the fourth tube fumigates the space left of the shaft 6.
- fewer tubes such as two, or more tubes, such as 5 or 6.
- the inertization rakes can be easily adapted to the present device and the number of wave crests 5, 6.
- According to the invention results in a very flexible arrangement of gas diffusers, which have a long life and reliably dusts the desired amount of gas.
- a distance of more than 3 mm is always maintained at the lower edge, so that solder spatters and solder drops can run off the shield housings 14 and form no blockages, since solder drops are generally smaller than 3 mm. Tin accumulation during flooding is prevented, since the soldering droplets always run back into the bath 2.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wellentöten von Werkstücken (15), welche Mittel zum Bewegen des der Lötbehandlung zu unterziehenden Werkstücks (15) entlang einer bestimmten Bahn über mindestens eine über einem Lotreservoir (2) erzeugte Lötwelle (3, 4, 5, 6) aufweist, wobei sich über dem Lotreservoir (2) eine Schutzgasatmosphäre unter weitgehendem Ausschluss von Sauerstoff befindet, wobei die Bahn so verläuft, dass zumindest ein Teil des Werkstücks (15) mit der Lötwelle (3, 4, 5, 6) in Berührung kommt, wobei eine Abdeckhaube (1) und Rohre (9, 13) zur Zuführung des Schutzgases unterhalb des Werkstücks (15) vorgesehen sind. Zum Vermeiden von Überschwemmungen sind zwei oder mehr Rohre (13) mit nach oben gerichteten Löchern oder Schlitzen versehen, die von u-förmigen Abschirmgehäusen (14) abgedeckt sind, die im Wesentlichen nach unten offen sind.
Description
Beschreibung
Vorrichtung zum Wellenlöten
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wellenlöten von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dabei wird das der Lötbehandlung zu unterziehende Werkstück über mindestens eine über einem Lotreservoir erzeugte Lotwelle bewegt, wobei über dem Lotreservoir eine Schutzgasatmosphäre unter weitgehendem Ausschluss von Sauerstoff ausgebildet wird und zumindest ein Teil des Werkstücks mit der Lötwelle in Berührung gebracht wird.
Solche Lötvorrichtungen sind aus der DE 195 41 445 A1 oder der DE 298 23 860 U1 bekannt. Bei diesen Verfahren ist die Lötwelle nur unterhalb des Werkstückes mit Schutzgas umspült. Im Gegensatz zu anderen Schutzgaseinbringungen oberhalb und unterhalb des Werkstückes führt das dazu, dass nur relativ wenig Schutzgas verbraucht wird. Nachteilig dabei ist jedoch, dass bei stark schwankendem, weit über die normalen Löteinstellungen hinausgehenden Wellenparametern ist zu einer
"Überschwemmung" des unteren Teils der Abdeckhaube mit Lötzinn kommen kann, was zur Folge haben kann, dass das Lot erstarrt und bei mehrmaliger Überflutung dann so hoch aufbaut, dass die zu lötenden Leiterplatten gestoppt werden müssen.
Die Vorrichtung der DE 298 23 860 U1 verwendet zur Stickstoffzufuhr poröse Rohre mit definierter Porengröße. Oftmals zerbrechen diese Rohre infolge thermischer oder mechanischer Spannungen, so daß das Schutzgas unkontrolliert ausströmen kann. Auch die Gleichmäßigkeit der Verteilung des Gases ist bei einem porösen Rohr kaum gesichert.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lötvorrichtung zum Wellenlöten dahingehend zu verbessern, dass sie sicher gegen Überschwemmungen ist und gleichzeitig stets die gewünschte, voreingestellte Menge an Schutzgas bietet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß sind statt großer Abdeckbleche unterhalb der Werkstücke nun zwei oder mehrere Rohre vorgesehen, die nach oben gerichtete Löcher oder Schlitze aufweisen und die von u-förmigen Abschirmgehäusen umgeben sind, die im Wesentlichen nach unten offen sind. Überschwemmungen durch Falscheinstellung der Lotwellen sind dadurch sicher vermieden. Diese zwei, drei, vier oder fünf
Gaszuführungen ergeben einen sog. Inertisierungsrechen, der relativ frei innerhalb der gesamten Abdeckhaube unterhalb der Werkstücke montiert werden kann. Die Schlitze oder Löcher sorgen für eine definierte Gaszufuhr, da ihr Querschnitt stets vorberechenbar groß ist und bleibt. Die u-förmigen Abschirmgehäuse verhindern ein Zusetzen der Schlitze mit Lot oder Verschmutzungen, so dass auch dadurch der gewünschte Gaszufluss stets ermöglicht wird. Das Gas wird nach unten Richtung Lötbad geblasen und inertisiert den gesamten Raum oberhalb des Lötpfads und unterhalb des Werkstücks. Abtropfendes Lot kann nicht mehr die Zutrittsöffnungen verstopfen, sondern perlt von den Abschirmgehäusen nach unten ab. Der in direktem Strömungsbereich der Wellen befindliche Raum wird durch einen Inertisierungsrechen großflächig wirksam, aber auch für das strömende Lot durchlässig, geschützt.
In einer Ausführung der Erfindung sind die Abschirmgehäuse aus Titanblech gefertigt oder beschichtet, was den Vorteil hat, dass Lotspritzer nicht haften sondern abperlen.
In einer bevorzugten Ausführung ist der Abstand der einzelnen Abschirmgehäuse zueinander > als 3 mm. Dies hat den Vorteil, dass Lotperlen stets ablaufen können und die Durchgänge für das Lot nicht verstopfen, auch wenn der Betreiber zuviel Lot oder Lotwellen einstellt.
Für den Kunden ergibt sich der Vorteil, dass über die erhöhte Variabilität praktisch alle Lotbadformen und Betriebsparameter abgedeckt werden können. Bei der Umstellung auf bleifreie Lote ist die Vorrichtung ohne Umrüstung nutzbar. Atmosphärische ■ Lötmaschinen, die bisher noch nicht auf Stickstoff umgerüstet werden konnten, können somit einfach umgerüstet werden.
Als Schutzgase können Stickstoff, Kohlendioxid, Argon, Helium, Schwefelhexafluorid oder Gemische von diesen, auch unter Beimengung von Wasserstoff, eingesetzt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in einer Figur gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert:
In der Figur ist mit 1 eine Abdeckhaube bezeichnet, die das Lötbad 2 einschließlich der Bereiche der Lötwellen 3, 4 einhaust. Ausgespart bleiben die für den Lötprozess notwendigen Wellenscheitel 5, 6. Unterhalb des rechten Teils 7 der Abdeckhaube 1 ist ein Gasdiffusor 9 angebracht, der bei Bedarf ebenfalls durch ein erfindungsgemäßes Rohr 13 ersetzt werden kann. Am linken Teil 8 und im Mittelteil 11 sind dagegen erfindungsgemäße Rohre 13 vorgesehen, die nach oben hin geschlitzt oder gelocht sind und die von Abschirmgehäusen 14 umgeben sind. Die Abschrimgehäuse 14 haben im Wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt, wobei die Enden zueinander parallel stehen können, zueinander gezeigt sein können oder - wie in der Figur gezeigt - etwas voneinander weg weisen. Wie in der Figur gut zu erkennen ist, sind die Abschirmgehäuse 14 im Wesentlichen nach unten gerichtet, schützen die Rohre 13 und deren Austrittsschlitze oder Löcher und leiten den Stickstoff oder das andere Schutzgas in den Raum nach unten, von wo es sich über den ganzen zu inertisierenden Raum - bis hinauf zum Werkstück 15 - verbreitet. Die Rohre 13 und ihre Abschirmgehäuse 14 sind in dieser Ausführung in einer Reihe (strichpunktierte Linie) angeordnet, können aber auch anders angeordnet sein. Die Gaseinspeisung erfolgt über die Rohre 9 und 13, wodurch eine sehr gleichmäßige Gasverteilung mit einer geringen Gasströmung über die gesamte Wellenbreite erreicht wird. Die Gasleitbleche 14 führen zu einer annähernd parallelen Strömung zu den Wellenoberflächen. Der Gasverbrauch ist vergleichsweise niedrig und liegt je nach konstruktiver Ausführung zwischen 3 und 10 m3 / h .Die geringe Strömungsgeschwindigkeit lässt praktisch keine Staubildung aus Krätze zu. Zwischen den Wellen 3, 4 wird ein Restsauerstoffgehalt von 500 ppm, im Augenblick des überfahrenden Werkstücks 15 von 150 ppm erreicht.
In der Figur sind vier Rohre 9 gezeigt, wobei drei Rohre relativ nahe beieinander stehen und das vierte Rohr den Raum links der Welle 6 begast. Möglich sind selbstverständlich auch die Verwendung von weniger Rohren, wie zwei, oder von mehr Rohren, wie 5 oder 6. Die Inertisierungsrechen können sehr einfach dem vorliegenden Gerät und der Anzahl der Wellenberge 5, 6 angepasst werden. Erfindungsgemäß ergibt sich so eine sehr flexible Anordnung von Gasdiffusoren, die eine lange Lebensdauer haben und zuverlässig die gewünschte Menge Gas eindüst.
Zwischen den Gehäusen 14 ist am unteren Rand stets ein Abstand von mehr als 3 mm eingehalten, so dass Lötspritzer und Löttropfen von den Abschirmgehäusen 14 ablaufen können und keine Verstopfungen bilden, da Löttropfen in der Regel kleiner als 3 mm sind. Zinnstau beim Überschwemmen wird so verhindert, da die Löttröpfchen stets in das Bad 2 zurücklaufen.
Claims
1. Vorrichtung zum Wellenlöten von Werkstücken (15), welche Mittel zum Bewegen des der Lötbehandlung zu unterziehenden Werkstücks (15) entlang einer bestimmten Bahn über mindestens eine über einem Lotreservoir (2) erzeugte Lötwelle (3, 4, 5, 6) aufweist, wobei sich über dem Lotreservoir (2) eine
Schutzgasatmosphäre unter weitgehendem Ausschluss von Sauerstoff befindet, wobei die Bahn so verläuft, dass zumindest ein Teil des Werkstücks (15) mit der Lötwelle (3, 4, 5, 6) in Berührung kommt, wobei eine Abdeckhaube (1 ) und Rohre (9, 13) zur Zuführung des Schutzgases unterhalb des Werkstücks (15) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass zwei oder mehr der Rohre (13) nach oben gerichtete Löcher oder Schlitze haben und von u-förmigen Abschirmgehäusen (14) abgedeckt sind, die im Wesentlichen nach unten offen sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmgehäuse (14) zumindest auf ihrer Außenseite aus Titan bestehen.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abschirmgehäuse (14) Abstände > ais 3 mm haben.
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Effective date: 20090401 |