EP3433045A1 - Diagnose-lötrahmen und verfahren zur erkennung von verunreinigungen in einem lotbad einer lötanlage - Google Patents

Diagnose-lötrahmen und verfahren zur erkennung von verunreinigungen in einem lotbad einer lötanlage

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Publication number
EP3433045A1
EP3433045A1 EP17710885.9A EP17710885A EP3433045A1 EP 3433045 A1 EP3433045 A1 EP 3433045A1 EP 17710885 A EP17710885 A EP 17710885A EP 3433045 A1 EP3433045 A1 EP 3433045A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
solder
soldering
diagnostic
container
temperature
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP17710885.9A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dietmar Birgel
Thomas Striegel
Michael Feucht
Siegfried Schmierer
Dieter SENN
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Endress and Hauser SE and Co KG
Original Assignee
Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Endress and Hauser SE and Co KG filed Critical Endress and Hauser SE and Co KG
Publication of EP3433045A1 publication Critical patent/EP3433045A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B23K1/08—Soldering by means of dipping in molten solder
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    • B23K31/125—Weld quality monitoring
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/02—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering
    • G01N25/04—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating changes of state or changes of phase; by investigating sintering of melting point; of freezing point; of softening point
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    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/42—Printed circuits

Definitions

  • the invention relates to a diagnostic soldering frame for detecting impurities in a solder bath of a soldering machine, which can accumulate in the solder during operation of the soldering machine. Furthermore, the present invention relates to a soldering machine with a diagnostic soldering frame according to the invention, a method for detecting the
  • Soldering is a thermal process for the cohesive joining of two components, usually to produce a surface alloy.
  • Lötverbdingung is usually made by means of a connecting material or solder, usually in the form of an easily meltable metal alloy, which is melted. Furthermore, the use of so-called fluxes is common, which serve to reduce the respective surface during the soldering process, and thus lead to an improvement of the flow and wetting properties of the solder and a reduction in the surface tension of the liquid solder on the respective surface.
  • Soldering methods which are widely used in electronics and electrical engineering in particular and are known in principle from a large number of publications, include, for example, reflow soldering, wave soldering or wave soldering, or else selective soldering, which in principle represents a variant of wave soldering. While so-called solder pastes are used in reflow soldering, a solder bath is used in wave soldering or wave soldering.
  • the present invention relates to soldering and soldering processes in which a solder bath is used.
  • wave soldering for example, electronic assemblies such as e.g. Printed circuit boards, equipped with electronic components and driven over a solder wave.
  • the solder wave is produced by pumping a perforated plate through a gap or through one or more holes in a solder bath ready liquid solder.
  • selective soldering only defined portions of the assembly come into contact with the solder, for example, by pumping the solder wave through small nozzles whose dimensions are adapted to the dimensions of the surfaces to be soldered.
  • Enrich impurities in an initially pure solder this happens for example, by absorbing smaller amounts of materials contained in the assembly during the soldering process from the liquid solder.
  • Possible sources of contamination include eg component metallizations as well as preloaded ones
  • Plasticizers in the electrical industry and are each limits for the concentrations of each potentially hazardous substances, which must be observed in principle.
  • solder baths in soldering systems are usually replaced at regular intervals. Each exchange, however, involves considerable time and expense.
  • the rate at which a given substance accumulates in a solder bath can vary widely. It depends in particular on the components used in each case. Accordingly, the solder bath must either be changed very frequently, or be accepted that the quality of the solder joint with the increasing
  • Temperature sensor the time course of the temperature of the solder during a Abkühloder or heating, which contains a phase transition of the solder from solid to liquid or vice versa, measured and compared with a reference curve corresponding to the corresponding time course of the temperature for an impurity-free solder. If necessary, existing deviations then provide information about the extent of the impurities.
  • a complex apparatus must be provided by means of which the temperature of the solder bath itself can be detected or, as in the chemical analysis method, a predetermined amount of solder is first removed from the solder bath and thus from a continuous process. In both cases, the actual soldering process usually has to be interrupted for a short time. Furthermore, a cooling or
  • the present invention is therefore based on the object to provide an apparatus and a method by means of which the presence of impurities in a solder bath can be determined in a particularly simple manner.
  • This object is achieved by a diagnostic soldering frame, by a method for detecting impurities in a solder bath of a soldering machine, and by a method for operating a soldering machine.
  • the diagnostic soldering frame the object according to the invention is achieved by a diagnostic soldering frame for the detection of impurities in a solder bath of a soldering machine,
  • diagnosis soldering frame is designed such that it by means of a
  • Transport system of the soldering machine can be driven by the soldering machine, and which diagnostic soldering frame at least
  • a container having at least a first and a second opening
  • the container is arranged such that during driving through the soldering system a predeterminable amount of solder from the solder bath penetrates through the first opening into the container,
  • the temperature sensor projects through the second opening of the container into the container and is arranged such that it is in thermal contact with the predeterminable amount of solder
  • thermosensor at least for temporal detection of the temperature in
  • the evaluation unit makes a statement about the impurities of the solder bath at least from the temperature curve.
  • the presence of contaminants during the continuous operation of a soldering machine can be determined by means of the diagnostic soldering frame according to the invention.
  • a diagnostic soldering frame adapted to a specific soldering system is provided, by means of which, during driving through the soldering machine, a
  • Temperature curve can be recorded and then compared with a reference curve, which corresponds to the impurities free solder, or even the pure solder.
  • the diagnostic soldering frame can have, for example, a memory unit, the memory unit serving to store the time profile of the temperature, which is connected to at least the first temperature sensor and to the evaluation unit or can be connected.
  • This storage unit is preferably mounted on or on the diagnostic soldering frame.
  • the evaluation unit may be arranged separately from the diagnostic soldering frame, such that the evaluation unit is not moved through the soldering system together with the diagnostic soldering frame. In this case, the measured temperature curve
  • the evaluation unit can also be arranged on or on the diagnostic soldering frame.
  • an attached to or on the diagnostic Lötrahmen power supply, for example by means of a battery is also conceivable.
  • the statement about impurities is in particular a statement that the amount of impurities is a predefinable limit
  • Display element such as an audible or visual display element, preferably an LED, are displayed.
  • the evaluation unit is arranged separately from the diagnostic soldering frame, the evaluation unit and optionally a suitable display element can in turn also be integrated into an existing electronic unit of the soldering system or be arranged together with such an electronic unit.
  • the evaluation unit of the invention is a preferred embodiment, the evaluation unit of the invention
  • Reference characteristic which corresponds to the time course of the temperature of a Referenzlots during heating or cooling process in the temperature range, to determine a possibly existing deviation, and to recognize the solder as contaminated when the deviation exceeds a predetermined limit.
  • the reference solder is preferably the same solder as the solder of the solder bath; However, the reference solder is preferably free of impurities, so a pure solder. However, it can also be a solder, which is deliberately mixed with a known amount of one or more specific impurities.
  • the parameter is the temperature at which the temperature curve has a plateau-shaped section
  • the reference parameter is the melting temperature of the reference solder
  • the deviation is a difference between the parameter and the
  • a further embodiment of the diagnostic soldering frame according to the invention includes a lid, which lid is designed to releasably close the second opening of the container, and wherein the first temperature sensor is guided through the lid.
  • the container is preferably embedded in a bore of the diagnostic Lötrahmens and releasably secured there, such that the container is arranged when passing through the soldering on the solder bath side facing the diagnostic soldering frame.
  • this lid closes the second opening of the
  • the container is designed such that the surface of the container is as large as possible in relation to its volume, wherein the container is preferably designed cup-shaped, conical or hemispherical.
  • a surface area of the container which is large in relation to the volume and in particular maximizes the volume of the container in the framework of the geometrical boundary conditions makes possible a homogeneous and uniform melting or solidification process of the predeterminable quantity of solder in the container during the respective heating or cooling process.
  • the container is a crucible, which is preferably made of a material to which the respective solder does not adhere, in particular stainless steel or Teflon. After passing through the soldering and meeting the statement about the impurities in the solder bath thus the predetermined amount of solder in the solidified state can be easily removed from the container.
  • the first opening, through which the predeterminable amount of solder penetrates is arranged in the region of a side wall of the container and / or slit-shaped, oval or round.
  • the predetermined amount of solder then enters the container when the diagnostic soldering frame reaches the position within the soldering machine, at which position the diagnostic soldering frame or container substantially comes into contact with the solder wave for the first time. This time corresponds to the start time for the evaluation unit.
  • the predeterminable amount of solder is determined, on the one hand, from the dimensions of the solder wave, that is, depending on the type of soldering machine, from the dimensions of the gap of the openings, or the respective nozzle. Furthermore, the transport speed of the diagnostic Lötrahmens and the size of the second opening and the container play a crucial role. Based on these dimensions, the specifiable amount of solder for a particular soldering machine can be set substantially to a constant value.
  • the diagnostic soldering frame comprises a second temperature sensor, which is attached outside the container to the diagnostic soldering frame.
  • the second temperature sensor is arranged such that it can measure the temperature on the side of the diagnostic soldering frame facing the solder bath,
  • the starting time for the evaluation unit either in addition to or instead of the first temperature sensor by means of the second
  • Temperature sensor can be determined. Since the second temperature sensor, in contrast to the first temperature sensor, is arranged outside the container, it shows a temporally faster, in particular instantaneous, reaction to temperature changes, in particular to a temperature change as a result of the contact with the solder wave, the first one
  • the temperature sensor only comes into contact with the solder wave indirectly via the container and the predeterminable quantity of solder penetrating into the container and thus reacts more slowly.
  • the object of the invention is also achieved by a soldering machine with
  • solder bath which contains a liquid solder in the soldering
  • a transport system by means of which a soldering frame can be passed through the soldering
  • the object according to the invention is achieved by a method for detecting impurities in a solder bath of a soldering machine,
  • Impurities of the solder bath is taken.
  • a temperature curve during driving of the diagnostic soldering frame is determined and evaluated by the soldering system. Consequently, a diagnosis, ie a statement about the impurities of the solder bath, can be made automated during the continuous operation of the soldering system.
  • At least one local extreme point is determined from the temperature curve, which extreme point substantially corresponds to the start time at which the predeterminable quantity of solder penetrates into the container,
  • a diagnosis time interval is determined in which a cooling or heating process of the solder takes place in a temperature range by a phase transition of the solder occurs, wherein at least a quantitatively largest part of the solder in the container solidifies or melts, and
  • Reference characteristic which corresponds to the time course of the temperature of a Referenzlots during the heating or cooling process in the temperature range, determines a possibly existing deviation, and the solder is detected as contaminated when the deviation exceeds a predetermined limit.
  • This event essentially defines the start time for determining the diagnostic time interval.
  • the measured temperature curve has at this start time a peak, or a local maximum, which is followed by a local minimum. At least one of these two peaks can be advantageously used to trigger the diagnostic time interval by specifying a suitable offset period.
  • the choice of the duration of this offset period depends on the one hand on the respective Lot.
  • the transport speed of the diagnostic soldering frame through the soldering system plays a role.
  • the parameter is the temperature at which the temperature curve has a plateau-shaped section
  • the reference characteristic is the melting temperature of the reference solder, and that the deviation is a difference between the characteristic and the
  • soldering system is filled with a reference slot during commissioning, - wherein the diagnostic soldering frame is driven through the soldering machine,
  • Reference characteristic is stored in a memory unit accessible to the evaluation unit, and / or is entered in a process control chart.
  • the reference solder is preferably the same solder as the solder of the solder bath; However, the reference solder is preferably free of impurities, so a pure solder. However, it can also be a solder, which is deliberately mixed with a known amount of one or more specific impurities.
  • the memory unit in which the reference curve and / or reference parameter is stored is again
  • the aforementioned storage unit or a separate storage unit for example, a memory unit associated with an electronic unit of the soldering machine.
  • the various embodiments of the method for detecting contaminants can be mutatis mutandis aud method of the invention for operating a soldering apply.
  • the diagnostic measurement can be repeated every time the soldering system is started up, every working day, or at other periodic intervals. These time intervals can be adapted depending on the application.
  • the operating personnel of the soldering system merely has to ensure that the soldering frame according to the invention is moved through the soldering system according to at least one of the embodiments described and that a corresponding evaluation is carried out. Otherwise, depending on the configuration, no further process steps by the operator are required to determine the presence of impurities.
  • each temperature curve and / or characteristic together with the time at which it was detected is stored in the memory unit and / or entered into the process control chart.
  • the diagnostic data, in particular deviations of the respectively measured temperature curves from the reference curve can then be represented as a function of time, for example. Thus, it can be traced at what rate impurities accumulate in the solder bath and predict when an exchange of the solder bath should be done at the latest.
  • the present invention allows the detection of impurities contained in a solder bath during continuous operation.
  • Time intervals are provided on the extent of contamination, wherein the soldering operation is delayed only by driving a diagnostic soldering frame between the successive soldering frames of the soldering machine.
  • This has both a significant time and cost savings and a significant increase in quality of achievable solder joints result.
  • impurities are detected even if they do not result in a reduction in the quality of the soldering system, which is particularly advantageous in the case of health and / or environmentally harmful substances.
  • FIG. 1 shows a schematic sketch of a diagnostic soldering frame according to the invention in a soldering system
  • FIG. 2 shows a measured temperature curve and a reference curve
  • Fig. 3 is a block diagram illustrating an embodiment of the method according to the invention for the introduction of a soldering system.
  • FIG. 1 schematically shows a diagnostic soldering frame according to the invention during the passage through a soldering system with a solder bath.
  • the soldering system comprises a solder bath 2, which comprises liquid solder 3 during the soldering operation.
  • the liquid solder 3 is pumped out by means of a solder guide 5 projecting at least partially into the liquid solder 3, which is a nozzle in the present case, for producing a solder wave 5 above the liquid level of the liquid solder 3 in the solder bath 2.
  • the present invention is also suitable for other soldering systems with a solder bath 2, in particular for soldering guides 5 in the form of a gap or a hole of a perforated plate.
  • a soldering frame (not shown separately) is equipped with the respective components and by means of a transport system 6 (shown by the dashed line indicating the transport direction) of the soldering machine, such as a conveyor belt, by the soldering machine, and in particular via the solder wave. 5 hazards.
  • a diagnostic soldering frame 1 is used according to the invention.
  • the diagnostic soldering frame 1 is adapted to a specific soldering system that he can be driven by the soldering system by means of the transport system 6 of the soldering system.
  • the diagnostic soldering frame comprises a container 8 in which, during driving through the soldering system, a prescribable quantity of solder 3b penetrates when the container 8 is moved over the solder wave 5.
  • the container 8 is embedded in a bore of the diagnostic soldering frame 1 and fixed there. The container 8 protrudes beyond the edge of the diagnostic soldering frame 1 on the side of the diagnostic soldering frame facing the soldering bath.
  • the container 8 has a first 9 and a second 1 1 opening.
  • the first Opening 9 penetrates a predeterminable amount of solder 3b during the driving of the diagnostic soldering frame 1 through the soldering system as soon as the diagnostic soldering frame substantially comes into contact with the solder wave 5 for the first time.
  • the predeterminable amount of solder 3b it must be ensured that the predeterminable amount of solder 3b can actually penetrate into the container 8 during the passage through the soldering system.
  • a variety of arrangements and geometries are conceivable. In that shown in Fig. 1
  • the first opening 9 is exemplified in the form of a slot which extends with its longitudinal axis parallel to the longitudinal axis of the diagnostic Lötrahmens 1 and has a length which corresponds substantially to half of the circumference of the container.
  • the second opening 1 1 a of the embodiment of FIG. 1 cup-shaped container 8 substantially terminates with the Lotbad 3 remote from the surface of the Lötrahmens-body 7 and is closed by the lid 1 1.
  • a first temperature sensor 10 is guided, which is arranged such that it is in thermal contact with the predetermined amount of solder 8 after their penetration into the container 8.
  • the cover 1 1 represents an optional component for the diagnostic soldering frame 1 according to the invention.
  • a further optional component is provided by a second temperature sensor 12, which is arranged in the region of the solder bath 3 facing side of the solder frame body 7 and which also comes when passing through the soldering machine with the solder wave in contact.
  • both temperature sensors 10, 12 are connected by way of example to a memory unit 13, which is arranged on the soldering frame body 7 and connected to an external evaluation unit 14 with an optical display element 15.
  • a diagnostic soldering frame 1 allows an automated evaluation of the recorded temperature curves and the automated generation of information about the contaminants. To explain this
  • the temperature curve Upon initial contact with the solder wave, the temperature curve has a maximum value Tmax (tmax) followed by a local minimum. Both extremes are suitable for defining the start time t 0 ; for the embodiment of FIG. 2, however, defines that local minimum the start time to.
  • a suitable offset period At os is indicated, which is selected as a function of the respective solder and the transport speed of the transport system 6 of the soldering machine.
  • the diagnosis time interval At D begins, which is used for the actual evaluation of the temperature curves Tj (t). For the embodiment according to FIG.
  • the duration of the diagnostic time interval At D is selected so that it essentially corresponds to the plateau-shaped section of the respective temperature curve Tj (t).
  • This section corresponds to a phase transition of the solder 3 during a cooling process in a temperature range in which a phase transition takes place, in which a
  • the temperature curves T, (t) and T ref (t) shown in FIG. 2 correspond to the case where a certain impurity essentially leads to an increase in the melting temperature of the solder as a function of the concentration of the impurities from T 1 to T ref .
  • the temperature curves Tj (t) and T ref (t) shown in FIG. 2 represent only one of many cases of how the accumulation of impurities on the course of a
  • Temperature curve Tj (t) compared to a corresponding reference curve T ref (t) can affect.
  • the change in the course of a temperature curve T, (t) with respect to a reference line T ref (t) corresponding to an impurity-free solder depends sensitively on both the type and the amount of impurities, so that for the respectively expected impurities If necessary, a suitable type of comparison of the respective temperature curves T, (t) and T ref (t) must always be selected for certain lots 3.
  • Tj (t) should in particular also be referred to the explanations in EP2221 136A1 with reference to Figure 3, to which reference is hereby fully made.
  • Memory unit and several different evaluation algorithms for determining deviations between the temperature curves Tj (t) and T ref (t) can be stored, which can be either automated or selected by an operator.
  • soldering system for which a diagnostic soldering frame 1 according to the invention can be used is illustrated by way of example with reference to the block diagram in FIG. 3.
  • a soldering system for which a diagnostic soldering frame 1 according to the invention can be used is illustrated by way of example with reference to the block diagram in FIG. 3.
  • the diagnostic soldering frame 1 is moved through the soldering system and detected for the reference measurement of the time course of the temperature in the form of a reference curve T ref (t) in a temperature range containing a phase transition by means of the first temperature sensor. Subsequently, for example, a reference parameter T ref can be determined from the reference curve T ref (t).
  • Reference curve T ref (t) and the reference characteristic T ref can be stored in a memory unit.
  • a process control card can be created and at least the reference characteristic T ref can be entered in the process control chart.
  • a diagnostic measurement can be performed at predetermined time intervals.
  • the diagnostic soldering frame 1 is driven through the soldering system and a temperature curve T, (t) detected and possibly derived therefrom a parameter T m .
  • the deviation AT T rer T m between the reference characteristic T ref and the characteristic T, is determined. Is the deviation ⁇ greater than a predeterminable limit value for the deviation AT
  • Impurities would lead to a strong reduction in quality of the respective solder joints even at low levels of impurities.
  • Performing repeat measurements ensures a redundant determination of the presence of impurities, which is particularly the case in which the measured values of the respective temperature curve T, (t) are subject to errors.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Diagnose-Lötrahmen (1) zur Erkennung von Verunreinigungen in einem Lotbad (3) einer Lötanlage, welcher Diagnose-Lötrahmen (1) derart ausgestaltet ist, dass er mittels eines Transportsystems (6) der Lötanlage durch die Lötanlage gefahren werden kann, und welcher Diagnose-Lötrahmen (1) zumindest einen Behälter (8) mit zumindest einer ersten (9) und einer zweiten (11) Öffnung, einen ersten Temperatursensor (10), und eine Auswerteeinheit (14) umfasst. Der Behälter (8) ist derart angeordnet, dass während des Fahrens durch die Lötanlage eine vorgebbare Menge an Lot (3b) aus dem Lotbad (3) durch die erste Öffnung (9) in den Behälter (8) eindringt Der Temperatursensor (10) ragt durch die zweite Öffnung (11) des Behälters (8) in den Behälter (8) hinein und ist derart angeordnet, dass er mit der vorgebbaren Menge an Lot (3b) in thermischem Kontakt steht, und dient zumindest zur zeitlichen Erfassung der Temperatur in Form einer Temperaturkurve (T, (t)). Die Auswerteeinheit (14) trifft dann zumindest aus der Temperaturkurve (T, (t)) eine Aussage über die Verunreinigungen des Lotbades (3,3b). Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Lötanlage mit einem erfindungsgemäßen Diagnose-Lötrahmen (1), ein Verfahren zum Erkennen von Verunreinigungen in einem Lotbad (3) einer Lötanlage, sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Lötanlage.

Description

Diagnose-Lötrahmen und Verfahren zur Erkennung von Verunreinigungen in einem
Lotbad einer Lötanlage
Die Erfindung betrifft einen Diagnose-Lötrahmen zur Erkennung von Verunreinigungen in einem Lotbad einer Lötanlage, welche sich während des Betriebs der Lötanlage im Lot anreichern können. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Lötanlage mit einem erfindungsgemäßen Diagnose-Lötrahmen, ein Verfahren zur Erkennung der
Verunreinigungen, sowie ein Verfahren zum Betrieb der Lötanlage. Beim Löten handelt es sich um ein thermisches Verfahren zur stoffschlüssigen Fügung zweier Bauteile, in der Regel unter Herstellung einer Oberflächenlegierung. Die
Lötverbdingung wird dabei üblicherweise mittels eines Verbindungsmaterials oder Lots, üblicherweise in Form einer leicht schmelzbaren Metalllegierung, hergestellt, welches aufgeschmolzen wird. Ferner ist die Verwendung sogenannter Flussmittel üblich, welche der Reduzierung der jeweiligen Oberfläche während des Lötverfahrens dienen, und somit zu einer Verbesserung der Fließ- und Benetzungseigenschaften des Lots sowie einer Verringerung der Oberflächenspannung des flüssigen Lots auf der jeweiligen Oberfläche führen. Lötverfahren, welche insbesondere in der Elektronik und Elektrotechnik weit verbreitet und prinzipiell aus einer Vielzahl von Veröffentlichungen bekannt sind, sind beispielsweise das Reflow-Löten, das Schwallbad- oder Wellenlöten, oder auch das Selektivlöten, welches im Prinzip eine Variante des Wellenlötens darstellt. Während beim Reflow-Löten sogenannte Lötpasten zum Einsatz kommen, wird beim Schwallbad- oder Wellenlöten ein Lotbad verwendet.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lötanlagen und Lötverfahren, bei welchen ein Lotbad zum Einsatz kommt. Beim Wellenlöten beispielsweise werden elektronische Baugruppen, wie z.B. Leiterplatten, mit elektronischen Bauteilen bestückt und über eine Lotwelle gefahren. Die Lotwelle wird dadurch erzeugt, dass in einem Lotbad bereitstehendes flüssiges Lot durch einen Spalt oder durch ein oder mehrere Löcher eine Lochplatte gepumpt wird. Dagegen kommen beim Selektivlöten nur definierte Teilbereiche der Baugruppe mit dem Lot in Berührung, indem beispielsweise die Lotwelle durch kleine Düsen gepumpt wird, deren Abmessung an die Abmessungen der zu lötenden Flächen angepasst sind.
Bei der Verwendung von Lotbädern besteht grundsätzlich die Gefahr, dass sich
Verunreinigungen in einem anfänglich reinen Lot anreichern. Dies geschieht beispielsweise, indem kleinere Mengen von in der Baugruppe enthaltenem Materialien während des Lötvorgangs von dem flüssigen Lot aufgenommen werden. Mögliche Quellen für Verunreinigungen sind dabei z.B. Bauteilmetallisierungen sowie vorbelotete
Leiterplatten. Die Verunreinigungen bewirken selbst bei geringen Mengen eine
Veränderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften des Lotes und führen in der Regel zu einer Verschlechterung der mit dem Lot erzielbaren Qualität der
Lötverbindungen.
Dazu kommt, dass es sich auch um gesundheits- oder umweltschädliche
Verunreinigungen bzw. Stoffe handeln kann. Zwar beschränkt die RoHS-Richtlinie
201 1/65/EU (Restriction of Certain Hazardous Substances) der Europäischen Union den Einsatz bestimmter gefährlicher Stoffe, wie z.B. Schwermetalle wie Blei, Quecksilber, Cadmium, oder sechswertiges Chrom, verschiedene Flammschutzmittel und
Weichmacher, in der Elektroindustrie und gibt jeweils Grenzwerte für die Konzentrationen der einzelnen potentiell gefährlichen Stoffe, an, die grundsätzlich einzuhalten sind.
Jedoch lassen sich insbesondere in Bezug auf Lotbäder mit der Zeit zunehmende Verunreinigungen potentiell gefährlicher Stoffe nicht gänzlich ausschließen, da solche Stoffe in den zu verlötenden Baugruppen in bestimmten Mengen enthalten sein und beispielsweise mit zunehmender Zeit im fortlaufenden Betrieb der Lötanlage von dem flüssigen Lot aufgenommen werden und somit im Lotbad angereichert werden können.
Beispielsweise kann es selbst bei Verwendung bleifreier Lote mit zunehmender Zeit im fortlaufenden Betrieb der Lötanlage mit dem gleichen Lotbad zu einer Anreicherung von Blei kommen. Mögliche Ursachen in diesem Fall sind bleihaltige Bauteilmetallisierungen. Entsprechende Baugruppen sind in der Regel standardisiert und werden kurzfristig von unterschiedlichen zum Teil wechselnden Herstellern bezogen, sodass das Vorhandensein bleihaltiger Metallisierungen nicht immer mit Sicherheit ausgeschlossen werden kann. Theoretisch können zwar auch mit Zinn/Blei vorbelotete Leiterplatten eine mögliche Ursache für die Anreicherung von Blei in einem ursprünglich bleifreien Lot sein. Da Leiterplatten in der Regel jedoch für konkrete Anwendungen speziell angefertigt werden, können diese als Ursache für die Anreicherung von Blei gezielt ausgeschlossen werden.
Um die Anreicherung von Verunreinigungen in einem Lotbad, insbesondere in Bezug auf gesundheits- und/oder umweltschädlicher Stoffe, zu vermeiden, und um eine möglichst konstante Qualität der jeweils hergestellten Lötverbindungen sicherzustellen, werden Lotbäder in Lötanlagen üblicherweise in regelmäßigen Abständen ausgetauscht. Jeder Austausch ist jedoch mit erheblichem Zeit- und Kostenaufwand verbunden. Dazu kommt, dass die Rate, mit welcher sich ein bestimmter Stoff in einem Lotbad anreichert, stark variieren kann. Sie hängt insbesondere von den jeweils verwendeten Bauteilen ab. Entsprechend muss das Lotbad entweder sehr häufig gewechselt werden, oder in Kauf genommen werden, dass die Qualität der Lötverbindung mit der zunehmenden
Anreicherung von Verunreinigungen im Lotbad abnimmt. Letzteres kann unter Umständen dazu führen, das sich bei einer überraschend schnellen Anreicherung von
Verunreinigungen die Qualität der Lötverbindungen zwischenzeitlich stark reduziert.
Um den Zeitpunkt, zu welchem die Verunreinigungen in einem Lotbad einen vorgebbaren Grenzwert überschreiten und ein Austausch des Lotbades notwendig wird, bestimmen zu können, sind verschiedene chemische Analyseverfahren zur Bestimmung der chemischen Zusammensetzung des Lotes verfügbar. Diese Verfahren erfordern jedoch in der Regel eine Probenentnahme und Einsendung an ein Labor. Entsprechend könne zwischen der Probenentnahme und dem Vorliegen eines Ergebnisses mehrere Tage liegen, was besonders dann kritisch ist, wenn für einen bestimmten Stoff der jeweils vorgegebene Grenzwert für dessen Konzentration im Lotbad bereits überschritten oder fast überschritten ist.
Um dieser Problematik zu begegnen, sind aus der EP2221 136A1 eine Lötanlage, ein Verfahren zur Erkennung von Verunreinigungen in einem Lotbad sowie ein Verfahren zum Betreiben einer Lötanlage bekannt geworden, mit welchem Verunreinigungen auf einfache Weise zeitnah und vor Ort erkannt werden können. Dazu wird mittels eines
Temperatursensors der zeitliche Verlauf der Temperatur des Lots während eines Abkühloder Aufheizvorgangs, welcher einen Phasenübergang des Lots von fest nach flüssig oder umgekehrt, enthält, gemessen und mit einer Referenzkurve, welche dem entsprechenden zeitlichen Verlauf der Temperatur für ein von Verunreinigungen freies Lot entspricht, verglichen. Gegebenenfalls bestehende Abweichungen geben dann Aufschluss über das Ausmaß der Verunreinigungen. Zur Durchführung dieser Analyse muss jedoch entweder eine aufwendige Apparatur bereitgestellt werden, mittels welcher die Temperatur des Lotbades selbst erfasst werden kann oder wie bei den chemischen Analyseverfahren zuerst eine vorgebbare Menge an Lot aus dem Lotbad und damit aus einem fortlaufenden Prozess entnommen werden. In beiden Fällen muss der eigentliche Lötprozess üblicherweise für kurze Zeit unterbrochen werden. Ferner muss ein Abkühl- oder
Schmelzvorgang der vorgebbaren Menge an Lot bzw. des Lotbades herbeigeführt werden, um den zeitlichen Verlauf der Temperatur erfassen zu können. Somit beinhaltet die in der EP2221 136A1 mehrere Arbeitsschritte, und ist somit ebenso wie die gängigen chemischen Analyseverfahren vergleichsweise aufwendig.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und ein Verfahren anzugeben, mittels welchem das Vorhandensein von Verunreinigungen in einem Lotbad auf besonders einfache Weise bestimmt werden kann. Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Diagnose-Lötrahmen, durch ein Verfahren zur Erkennung von Verunreinigungen in einem Lotbad einer Lötanlage, sowie durch ein Verfahren zum Betrieb einer Lötanlage. Bezüglich des Diagnose-Lötrahmens wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch einen Diagnose-Lötrahmen zur Erkennung von Verunreinigungen in einem Lotbad einer Lötanlage,
welcher Diagnose-Lötrahmen derart ausgestaltet ist, dass er mittels eines
Transportsystems der Lötanlage durch die Lötanlage gefahren werden kann, und welcher Diagnose-Lötrahmen zumindest
- einen Behälter mit zumindest einer ersten und einer zweiten Öffnung,
- einen ersten Temperatursensor, und
- eine Auswerteeinheit umfasst,
wobei der Behälter derart angeordnet ist, dass während des Fahrens durch die Lötanlage eine vorgebbare Menge an Lot aus dem Lotbad durch die erste Öffnung in den Behälter eindringt,
wobei der Temperatursensor durch die zweite Öffnung des Behälters in den Behälter hineinragt und derart angeordnet ist, dass er mit der vorgebbaren Menge an Lot in thermischem Kontakt steht,
wobei der Temperatursensor zumindest zur zeitlichen Erfassung der Temperatur in
Form einer Temperaturkurve dient, und
wobei die Auswerteeinheit zumindest aus der Temperaturkurve eine Aussage über die Verunreinigungen des Lotbades trifft. Vorteilhaft kann mittels des erfindungsgemäßen Diagnose-Lötrahmens das Vorhandensein von Verunreinigungen während des fortlaufenden Betriebs einer Lötanlage bestimmt werden. Es wird ein auf eine bestimmte Lötanlage angepasster Diagnose-Lötrahmen bereitgestellt, mittels welchem während des Fahrens durch die Lötanlage eine
Temperaturkurve aufgenommen werden und anschließend mit einer Referenzkurve verglichen werden kann, welche dem von Verunreinigungen freien Lot, oder auch dem reinen Lot, entspricht.
Dabei kann der Diagnose-Lötrahmen beispielsweise eine Speichereinheit aufweisen, wobei die Speichereinheit zur Speicherung des zeitlichen Verlaufs der Temperatur dient, welche zumindest mit dem ersten Temperatursensor und mit der Auswerteeinheit verbunden ist oder verbindbar ist. Diese Speichereinheit ist entsprechend bevorzugt an oder auf dem Diagnose-Lötrahmen angebracht. Für die Anordnung der Auswerteeinheit sind grundsätzlich zwei Möglichkeiten denkbar. Einerseits kann die Auswerteeinheit vom Diagnose-Lötrahmen separat angeordnet sein, derart, dass die Auswerteeinheit nicht zusammen mit dem Diagnose-Lötrahmen durch die Lötanlage gefahren wird. In diesem Fall wird die gemessene Temperaturkurve
beispielsweise in der zuvor erwähnten Speichereinheit zwischengespeichert, welche nach dem Durchfahren direkt an die Auswerteeinheit angeschlossen wird. Es versteht sich jedoch von selbst, dass die Auswerteeinheit auch an oder auf dem Diagnose-Lötrahmen angeordnet sein kann. Bei dieser Variante ist ebenfalls eine an oder auf dem Diagnose- Lötrahmen angebrachte Energieversorgung, beispielsweise mittels einer Batterie denkbar.
Bei der Aussage über Verunreinigungen handelt es sich insbesondere um eine Aussage darüber, dass die Menge der Verunreinigungen einen vorgebbaren Grenzwert
überschreitet und somit das Lotbad ausgetauscht werden sollte. Dies kann im Falle einer an oder auf dem Lötrahmen angeordneten Auswerteeinheit beispielsweise in Form zumindest eines ebenfalls an oder auf dem Diagnose-Lötrahmen angeordneten
Anzeigeelements, wie einem akustischen oder optischen Anzeigeelement, vorzugsweise einer LED, angezeigt werden. Im Falle, dass die Auswerteeinheit separat vom Diagnose- Lötrahmen angeordnet ist, können die Auswerteeinheit sowie gegebenenfalls ein geeignetes Anzeigeelement wiederum auch in eine bestehende Elektronikeinheit der Lötanlage integriert werden oder mit einer solchen Elektronikeinheit gemeinsam angeordnet werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Auswerteeinheit des erfindungsgemäßen
Diagnose-Lötrahmens dazu ausgestaltet
aus der Temperaturkurve zumindest einen lokalen Extrempunkt zu ermitteln, welcher Extrempunkt im Wesentlichen einem Start-Zeitpunkt entspricht, zu welchem die vorgebbare Menge an Lot in den Behälter eindringt,
ausgehend vom Start-Zeitpunkt ein Diagnose-Zeitintervall zu ermitteln, in welchem ein Abkühl-/oder Aufheizvorgang des Lots in einem Temperaturbereich stattfindet, indem ein Phasenübergang des Lots auftritt, bei dem mindestens ein mengenmäßig größter Teil des Lots im Behälter erstarrt oder schmilzt, und
aus einem Vergleich der Temperaturkurve zumindest während eines Teils des Diagnose-Zeitintervall und/oder einer daraus abgeleiteten Kenngröße mit einer unter gleichen Bedingungen aufgenommenen Referenzkurve oder
Referenzkenngröße, die dem zeitlichen Verlauf der Temperatur eines Referenzlots während Aufheiz- oder Abkühlvorgangs in dem Temperaturbereich entspricht, eine gegebenenfalls bestehende Abweichung zu bestimmen, und das Lot als verunreinigt zu erkennen, wenn die Abweichung einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet. Bei dem Referenzlot handelt es sich bevorzugt um dasselbe Lot wie das Lot des Lotbades; jedoch ist das Referenzlot bevorzugt frei von Verunreinigungen, also ein reines Lot. Es kann sich aber auch um ein Lot handeln, welches gezielt mit einer bekannten Menge einer oder mehrerer bestimmter Verunreinigungen versetzt wird.
Gemäß einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Diagnose-Lötrahmens ist
die Kenngröße diejenige Temperatur ist, bei der die Temperaturkurve einen plateauförmigen Abschnitt aufweist,
die Referenzkenngröße die Schmelztemperatur des Referenzlots ist, und
- die Abweichung eine Differenz zwischen der Kenngröße und der
Referenzkenngröße.
Eine weitere Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Diagnose-Lötrahmens beinhaltet einen Deckel, welcher Deckel dazu ausgestaltet ist, die zweite Öffnung des Behälters lösbar zu verschließen, und wobei der erste Temperatursensor durch den Deckel hindurch geführt ist.
Der Behälter ist bevorzugt in eine Bohrung des Diagnose-Lötrahmens eingelassen und dort lösbar befestigt, derart, dass der Behälter beim Durchfahren der Lötanlage auf der dem Lotbad zugewandten Seite des Diagnose-Lötrahmens angeordnet ist. Im Falle, dass ein Deckel zum Einsatz kommt, verschließt dieser Deckel die zweite Öffnung des
Behälters, welche zu der dem Lotbad abgewandten Seite des Diagnose-Lötrahmens zeigt.
In einer Ausgestaltung ist der Behälter derart ausgestaltet, dass die Oberfläche des Behälters im Verhältnis zu dessen Volumen möglichst groß ist, wobei der Behälter bevorzugt topfformig, kegelförmig oder halbkugelförmig ausgestaltet ist. Eine im Verhältnis zum Volumen große, insbesondere eine im Rahmen der geometrischen Randbedingungen im Verhältnis zum Volumen maximierte Oberfläche des Behälters ermöglicht einen möglichst homogenen und gleichmäßigen Schmelz- oder Erstarrungs Vorgang der vorgebbaren Menge an Lot in dem Behälter während des jeweiligen Aufheiz- oder Abkühlvorgangs.
Es ist weiterhin von Vorteil, wenn der Behälter ein Tiegel ist, welcher bevorzugt aus einem Material hergestellt ist, an welchem das jeweilige Lot nicht haftet, insbesondere Edelstahl oder Teflon. Nach dem Durchfahren der Lötanlage und dem Treffen der Aussage über die Verunreinigungen in dem Lotbad kann somit die vorgebbare Menge an Lot im erstarrten Zustand auf einfache Weise aus dem Behälter entnommen werden. In einer bevorzugten Ausgestaltung des Diagnose-Lötrahmens ist die erste Öffnung, durch welche die vorgebbare Menge an Lot eindringt, im Bereich einer Seitenbewandung des Behälters angeordnet und/oder schlitzförmig, oval oder rund. Die vorgebbare Menge an Lot dringt dann in den Behälter ein, wenn der Diagnose-Lötrahmen die Position innerhalb der Lötanlage erreicht, bei welcher Position der Diagnose-Lötrahmen bzw. der Behälter im Wesentlichen erstmalig mit der Lotwelle in Kontakt kommt. Dieser Zeitpunkt entspricht dem Start-Zeitpunkt für die Auswerteeinheit.
Die vorgebbare Menge an Lot bestimmt sich zum einen aus den Dimensionen der Lotwelle, also je nach Art der Lötanlage aus den Abmessungen des Spalts der Öffnungen, oder der jeweiligen Düse. Weiterhin spielen die Transportgeschwindigkeit des Diagnose- Lötrahmens sowie die Abmessung der zweiten Öffnung und des Behälters eine entscheidende Rolle. Anhand dieser Abmessungen lässt sich die vorgebbare Menge an Lot für eine bestimmte Lötanlage im Wesentlichen auf einen konstanten Wert einstellen.
Es ist von Vorteil, wenn der Diagnose-Lötrahmen einen zweiten Temperatursensor umfasst, welcher außerhalb des Behälters an dem Diagnose-Lötrahmen befestigt ist. Bevorzugt ist der zweite Temperatursensor derart angeordnet, dass er die Temperatur auf der dem Lotbad zugewandten Seite des Diagnose-Lötrahmens messen kann,
insbesondere unmittelbar vor dem Behälter in Bezug auf die Fahrrichtung des Diagnose- Lötrahmens. In diesem Falle kann der Start-Zeitpunkt für die Auswerteeinheit entweder zusätzlich zum oder anstelle des ersten Temperatursensors mittels des zweiten
Temperatursensors bestimmt werden. Da der zweite Temperatursensor im Gegensatz zum ersten Temperatursensor außerhalb des Behälters angeordnet ist, zeigt er eine zeitlich schnellere, insbesondere instantane, Reaktion auf Temperaturänderungen, insbesondere auf eine Temperaturänderung infolge des Kontakts mit der Lotwelle, Der erste
Temperatursensor kommt mit der Lotwelle dagegen nur indirekt über den Behälter und die in den Behälter eindringende vorgebbare Menge an Lot in Kontakt und reagiert damit langsamer.
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ferner gelöst durch eine Lötanlage mit
- einem Lotbad, das im Lötbetrieb ein flüssiges Lot enthält, das
Verunreinigungen enthalten kann, die sich im Lötbetrieb in dem zunächst
reinen Lot angereichert haben,
- einem Transportsystem, mittels welchem ein Lötrahmen durch die Lötanlage geführt werden kann, und
- einem Diagnose-Lötrahmen nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche. Außerdem wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Erkennung von Verunreinigungen in einem Lotbad einer Lötanlage,
wobei ein Diagnose-Lötrahmen durch die Lötanlage gefahren wird,
wobei der zeitliche Verlauf der Temperatur in einem Behälter des Diagnose- Lötrahmens, in welchen Behälter eine vorgebbare Menge an Lot aus dem Lotbad eindringt, in Form einer Temperaturkurve erfasst wird , und
wobei zumindest aus der Temperaturkurve eine Aussage über die
Verunreinigungen des Lotbades getroffen wird. Vorteilhaft wird eine Temperaturkurve während des Fahrens des Diagnose- Lötrahmens durch die Lötanlage bestimmt und ausgewertet. Folglich kann eine Diagnose, also eine Aussage über die Verunreinigungen des Lotbades, während des fortlaufenden Betriebs der Lötanlage automatisiert gestellt werden.
Für dieses erfindungsgemäße Verfahren ist es von Vorteil, wenn
aus der Temperaturkurve zumindest ein lokaler Extrempunkt ermittelt wird, welcher Extrempunkt im Wesentlichen dem Start-Zeitpunkt entspricht, zu welchem die vorgebbare Menge an Lot in den Behälter eindringt,
ausgehend vom Start-Zeitpunkt ein Diagnose-Zeitintervall ermittelt wird, in welchem ein Abkühl-/oder Aufheizvorgang des Lots in einem Temperaturbereich stattfindet, indem ein Phasenübergang des Lots auftritt, bei dem mindestens ein mengenmäßig größter Teil des Lots im Behälter erstarrt oder schmilzt, und
aus einem Vergleich der Temperaturkurve zumindest während eines Teils des Diagnose-Zeitintervalls und/oder einer daraus abgeleiteten Kenngröße mit einer unter gleichen Bedingungen aufgenommenen Referenzkurve oder
Referenzkenngröße, die dem zeitlichen Verlauf der Temperatur eines Referenzlots während des Aufheiz- oder Abkühlvorgangs in dem Temperaturbereich entspricht, eine gegebenenfalls bestehende Abweichung bestimmt, und das Lot als verunreinigt erkannt wird, wenn die Abweichung einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet.
Zu einem bestimmten Zeitpunkt während des Fahrens des Diagnose-Lötrahmens durch die Lötanlage wird zumindest der erste Temperatursensor erstmalig der Lotwelle ausgesetzt. Dieses Ereignis definiert im Wesentlichen den Start-Zeitpunkt zur Bestimmung des Diagnose-Zeitintervalls. Die gemessene Temperaturkurve weist zu diesem Start- Zeitpunkt einen Peak, bzw. ein lokales Maximum auf, welchem ein lokales Minimum folgt. Zumindest einer dieser beiden Peaks kann vorteilhaft dazu genutzt werden, das Diagnose- Zeitintervall durch Angabe eines geeigneten Offset-Zeitraums zu triggern. Die Wahl der Dauer dieses Offset-Zeitraums hängt dabei zum einen vom jeweiligen Lot ab. Außerdem spielt die Transportgeschwindigkeit des Diagnose-Lötrahmens durch die Lötanlage eine Rolle.
Eine bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens zur Erkennung von Verunreinigungen beinhaltet ferner, dass
dass die Kenngröße diejenige Temperatur ist, bei der die Temperaturkurve einen plateauförmigen Abschnitt aufweist,
dass die Referenzkenngröße die Schmelztemperatur des Referenzlots ist, und dass die Abweichung eine Differenz zwischen der Kenngröße und der
Referenzkenngröße ist.
Schließlich wird die erfindungsgemäße Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zum Betrieb einer Lötanlage,
wobei die Lötanlage bei Inbetriebnahme mit einem Referenzlot befüllt wird, - wobei der Diagnose-Lötrahmen durch die Lötanlage gefahren wird,
wobei der zeitliche Verlauf der Temperatur in einem Behälter des Diagnose- Lötrahmens, in welchen Behälter eine vorgebbare Menge an Lot aus dem Lotbad eindringt, in Form einer Referenzkurve erfasst wird , und
wobei die Referenzkurve und/oder eine aus der Referenzkurve abgeleitete
Referenzkenngröße in einer der Auswerteeinheit zugänglichen Speichereinheit hinterlegt wird, und/oder in eine Prozessregelkarte eingetragen wird.
Bei dem Referenzlot handelt es sich bevorzugt um dasselbe Lot wie das Lot des Lotbades; jedoch ist das Referenzlot bevorzugt frei von Verunreinigungen, also ein reines Lot. Es kann sich aber auch um ein Lot handeln, welches gezielt mit einer bekannten Menge einer oder mehrerer bestimmter Verunreinigungen versetzt wird. Die Speichereinheit, in welcher die Referenzkurve und/oder Referenzkenngröße hinterlegt wird, ist wiederum
beispielsweise die bereits erwähnte Speichereinheit oder eine separate Speichereinheit, beispielsweise eine einer Elektronikeinheit der Lötanlage zugeordnete Speichereinheit.
Für das erfindungsgemäße Verfahren zum Betrieb einer Lötanlage ist es von Vorteil, wenn in vorgebbaren Zeitintervallen eine Diagnosemessung durchgeführt wird, der Diagnose-Lötrahmen durch die Lötanlage gefahren wird,
der zeitliche Verlauf der Temperatur in einem Behälter des Diagnose-Lötrahmens, in welchen Behälter eine vorgebbare Menge an Lot aus dem Lotbad eindringt, in
Form einer Temperaturkurve erfasst wird , und
die Temperaturkurve und/oder eine daraus abgeleitete Kenngröße mit einer Referenzkurve, einer Referenzkenngröße und/oder mit einer zu einem früheren Zeitpunkt ermittelten Temperaturkurve oder der jeweils zugehörigen Kenngröße verglichen wird, und
im Falle, dass die Abweichung zwischen der Referenzkurve, früheren
Temperaturkurve, Referenzkenngröße, und/oder früheren Kenngröße und der aktuellen Temperaturkurve und/oder Kenngröße einen vorgebbaren Grenzwert überschreitet, erkannt wird, dass das Lot verunreinigt ist.
Die verschiedenen Ausführungen des Verfahrens zur Erkennung von Verunreinigungen lassen sich dabei mutatis mutandis aud das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben einer Lötanlage anwenden.
Beispielsweise kann die Diagnosemessung bei jeder Inbetriebnahme der Lötanlage, an jedem Werktag, oder in anderen periodischen Intervallen wiederholt werden. Diese Zeitintervalle können dabei je nach Anwendung angepasst werden. Das Bedienpersonal der Lötanlage muss lediglich dafür Sorge tragen, dass der erfindungsgemäße Lötrahmen nach zumindest einer der beschriebenen Ausgestaltungen durch die Lötanlage gefahren wird und eine entsprechende Auswertung vorgenommen wird. Ansonsten sind je nach Ausgestaltung keine weiteren Verfahrensschritte durch das Bedienpersonal erforderlich, um das Vorhandensein von Verunreinigungen zu bestimmen.
Es ist von Vorteil, wenn jede Temperaturkurve und/oder Kenngröße zusammen mit dem Zeitpunkt, zu welchem sie erfasst wurde, in der Speichereinheit hinterlegt und/oder in die Prozessregelkarte eingetragen wird. Die Diagnosedaten, insb. Abweichungen der jeweils gemessenen Temperaturkurven von der Referenzkurve können dann beispielsweise als Funktion der Zeit dargestellt werden. Somit lässt sich zurückverfolgen, mit welcher Rate sich Verunreinigungen im Lotbad anreichern und voraussagen wann ein Austausch des Lotbades spätestens erfolgen sollte.
Die vorliegende Erfindung erlaubt also das Erkennen von in einem Lotbad enthaltenen Verunreinigungen während des fortlaufenden Betriebs. Somit können in beliebigen
Zeitintervallen Diagnosen über das Ausmaß von Verunreinigungen gestellt werden, wobei der Lötbetrieb lediglich durch das Fahren eines Diagnose-Lötrahmens zwischen den aufeinanderfolgenden Lötrahmen der Lötanlage verzögert wird. Dies hat sowohl eine erhebliche Zeit- sowie Kostenersparnis sowie eine deutliche Qualitätssteigerung der erzielbaren Lötverbindungen zur Folge. Außerdem werden Verunreinigungen selbst dann erkannt, wenn diese keine Minderung der Qualität der Lötanlage zur Folge haben, was insbesondere im Falle gesundheits- und/oder umweltschädlicher Substanzen vorteilhaft ist. Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren Fig. Fig. 1 bis Fig. 3 näher erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Skizze eines erfindungsgemäßen Diagnose-Lötrahmens in einer Lötanlage;
Fig. 2 eine gemessene Temperaturkurve und eine Referenzkurve; und
Fig. 3 ein Blockdiagramm zur Illustrierung einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Beitrieb einer Lötanlage.
In Fig. 1 ist schematisch ein erfindungsgemäßer Diagnose-Lötrahmen während des Durchfahrens einer Lötanlage mit einem Lotbad dargestellt. Der Einfachheit halber sind nur für die vorliegende Erfindung relevante Bestandteile der Lötanlage gezeigt. Die Lötanlage umfasst ein Lotbad 2, welches während des Lötbetriebs flüssiges Lot 3 umfasst. Das flüssige Lot 3 wird mittels einer aus zumindest teilweise in das flüssige Lot 3 hineinragenden Lotführung 5, welche im vorliegenden Fall beispielhaft eine Düse ist, zur Erzeugung einer Lotwelle 5 oberhalb des Flüssigkeitsspiegels des flüssigen Lots 3 im Lotbad 2 herausgepumpt. Es versteht sich von selbst, dass die vorliegende Erfindung auch für andere Lötanlagen mit einem Lotbad 2, insbesondere für Lotführungen 5 in Form eines Spalts oder eines Loches einer Lochplatte, geeignet ist.
Zum Löten wird ein Lötrahmen (nicht separat gezeigt) mit den jeweiligen Bauteilen bestückt und mittels eines Transportsystems 6 (dargestellt durch die gestrichelte Linie, welche die Transportrichtung angibt) der Lötanlage, wie beispielsweise einem Förderband, durch die Lötanlage, und insbesondere über die Lotwelle 5 gefahren.
Zur Erkennung von sich mit der Zeit anreichernden Verunreinigungen in dem Lotbad 2 kommt erfindungsgemäß ein Diagnose-Lötrahmen 1 zum Einsatz. Der Diagnose- Lötrahmen 1 ist dabei so an eine bestimmte Lötanlage angepasst, dass er mittels des Transportsystems 6 der Lötanlage durch die Lötanlage gefahren werden kann. Der Diagnose-Lötrahmen umfasst einen Behälter 8, in welchen während des Fahrens durch die Lötanlage eine vorgebbare Menge an Lot 3b eindringt, wenn der Behälter 8 über die Lotwelle 5 gefahren wird. Im hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Behälter 8 in eine Bohrung des Diagnose-Lötrahmens 1 eingelassen und dort befestigt. Der Behälter 8 ragt dabei über die Bewandung des Diagnose-Lötrahmens 1 auf der dem Lotbad zugewandten Seite des Diagnose-Lötrahmens hinaus. Selbstverständlich können für die Anordnung des Behälters 8 an oder auf dem Diagnose-Lötrahmen 1 auch andere Geometrien gewählt werden. Der Behälter 8 weist eine erste 9 und eine zweite 1 1 Öffnung auf. Durch die erste Öffnung 9 dringt während des Fahrens des Diagnose-Lötrahmens 1 durch die Lötanlage eine vorgebbare Menge an Lot 3b ein, sobald der Diagnose-Lötrahmen im Wesentlichen erstmalig mit der Lotwelle 5 in Kontakt kommt. Für die Ausgestaltung der ersten Öffnung 9 gilt es sicherzustellen, dass die vorgebbare Menge an Lot 3b auch wirklich während des Durchfahrens der Lötanlage in den Behälter 8 eindringen kann. Zu diesem Zwecke sind verschiedenste Anordnungen und Geometrien denkbar. In der in Fig. 1 gezeigten
Ausführung ist die erst Öffnung 9 beispielhaft in Form eines Schlitzes ausgestaltet, welcher mit seiner Längsachse parallel zur Längsachse des Diagnose-Lötrahmens 1 verläuft und eine Länge aufweist, die im Wesentlichen der Hälfte des Umfangs des Behälters entspricht.
Die zweite Öffnung 1 1 a des für die Ausführung gemäß Fig. 1 topfförmig ausgestalteten Behälters 8 schließt im Wesentlichen mit der dem Lotbad 3 abgewandten Oberfläche des Lötrahmen-Korpusses 7 ab und wird durch den Deckel 1 1 verschlossen. Durch den Deckel hindurch ist ein erster Temperatursensor 10 geführt, welcher derart angeordnet ist, dass er mit der vorgebbaren Menge an Lot 8 nach deren Eindringen in den Behälter 8 in thermischem Kontakt steht. Es sei jedoch darauf verwiesen, dass der Deckel 1 1 eine optionale Komponente für den erfindungsgemäßen Diagnose-Lötrahmen 1 darstellt. Eine weitere optionale Komponente ist gegeben durch einen zweiten Temperatursensor 12, welcher im Bereich der dem Lotbad 3 zugewandten Seite des Lötrahmen-Korpusses 7 angeordnet ist und welcher ebenfalls beim Durchfahren der Lötanlage mit der Lotwelle in Kontakt kommt.
Beide Temperatursensoren 10, 12 sind für die in Fig. 1 gezeigte Ausführung beispielhaft mit einer Speichereinheit 13 verbunden, welche auf dem Lötrahmen-Korpus 7 angeordnet und mit einer externen Auswerteeinheit 14 mit einem optischen Anzeigeelement 15 verbunden ist. Einige mögliche andere Varianten wurden zuvor bereits erwähnt.
Die Verwendung eines erfindungsgemäßen Diagnose-Lötrahmens 1 erlaubt einer automatisierte Auswertung der aufgenommenen Temperaturkurven und die automatisierte Generierung einer Aussage über die Verunreinigungen. Zur Erläuterung dieser
automatisierten Auswertung sind in Fig. 2 eine gemessene Temperaturkurve T,(t) und eine Referenzkurve Tref(t) für das gleiche Lot, einmal mit und einmal ohne Verunreinigungen, während eines Abkühlvorgangs nach dem Eindringen der vorgebbaren Menge an Lot 3b in den Behälter 8 gezeigt.
Bei erstmaligem Kontakt mit der Lotwelle weist die Temperaturkurve einen Maximalwert Tmax(tmax) auf, welchem ein lokales Minimum folgt. Beide Extrempunkte eignen sich zur Definition des Start-Zeitpunkts t0; für die Ausführung gemäß Fig. 2 definiert jedoch das lokale Minimum den Start-Zeitpunkt tO. Ausgehend vom Startzeitpunkt t0 wird ein geeigneter Offset-Zeitraum Atos angegeben, welche in Abhängigkeit vom jeweiligen Lot und der Transportgeschwindigkeit des Transportsystems 6 der Lötanlage gewählt wird. Nach dem Offset-Zeitraum Atos beginnt das Diagnose-Zeitintervall AtD, welches für die eigentliche Auswertung der Temperaturkurven Tj(t) dient. Für die Ausführung gemäß Fig. 2 wird die Dauer des Diagnose-Zeitintervalls AtD so gewählt, dass es im Wesentlichen den plateauförmigen Abschnitt der jeweiligen Temperaturkurve Tj(t) entspricht. Dieser Abschnitt entspricht einem Phasenübergang des Lotes 3 während eines Abkühlvorgangs in einem Temperaturbereich, in welchem ein Phasenübergang stattfindet, bei dem ein
mengenmäßig größter Teil des Lotes 3 in dem Behälter 8 erstarrt.
Die in Fig. 2 gezeigten Temperaturkurven T,(t) und Tref(t) entsprechen dem Fall, dass eine bestimmte Verunreinigung im Wesentlichen zu einer Erhöhung der Schmelztemperatur des Lots in Abhängigkeit der Konzentration der Verunreinigungen von T, zu Tref führt. Der Mittelwert der gemessenen Temperaturen in dem plateauförmigen Abschnitt können dann in diesem Fall beispielsweise als Kenngröße Tm oder als Referenzkenngröße Tref herangezogen werden. Überschreitet die Abweichung zwischen der Kenngröße und Referenzkenngröße ΔΤ=ΤΓΤΓβί einen vorgebbaren Grenzwert, wird das Lot als verunreinigt erkannt. Das gleiche Verfahren findet Anwendung im Falle einer durch die
Verunreinigungen verursachten Reduktion der Schmelztemperatur des Lots 3.
Grundsätzlich wird ausgenutzt, dass der zeitliche Verlauf der Temperatur T,(t) eines Lots 3 während eines einen Phasenübergang enthaltenden Aufheiz- oder Abkühlvorgangs eine empfindliche Abhängigkeit von seiner chemischen Zusammensetzung aufweist. Bereits geringfüge Konzentrationen einer Verunreinigung von 0,1 Atom % führen üblicherweise bereits zu einer deutlichen Änderung des Verlaufs einer Temperaturkurve Τ,(ί). Dies gilt sowohl für Verunreinigungen mit Fremdstoffen, welche kein Bestandteil der
Metalllegierung des Lots sind, als auch für Schwankungen in der Zusammensetzung des Lots.
Die in Fig. 2 dargestellten Temperaturkurven Tj(t) und Tref(t) stellen nur eine von vielen Fällen dar, wie sich die Anreicherung von Verunreinigungen auf den Verlauf einer
Temperaturkurve Tj(t) im Vergleich zu einer entsprechenden Referenzkurve Tref(t) auswirken können. Die Änderung des Verlaufs einer Temperaturkurve T,(t) in Bezug auf eine einem von Verunreinigungen freien Lot entsprechenden Referenzkurve Tref(t) hängen empfindlich sowohl von der Art als auch von der Menge an Verunreinigungen ab, so dass für die jeweils erwarteten Verunreinigungen eines bestimmten Lots 3 gegebenenfalls stets eine geeignete Vergleichsart der jeweiligen Temperaturkurven T,(t) und Tref(t) gewählt werden muss. Zur Erläuterung der Auswirkung von Verunreinigungen auf den Verlauf der gemessenen Temperatur Tj(t) sei insbesondere auch auf die Erläuterungen in der EP2221 136A1 in Bezug auf Fig.3 verwiesen, auf die hiermit vollumfänglich Bezug genommen wird.
Es sei ferner darauf verwiesen, dass in einer der Auswerteeinheit zugänglichen
Speichereinheit auch mehrere unterschiedliche Auswertealgorithmen zur Bestimmung von Abweichungen zwischen den Temperaturkurven Tj(t) und Tref(t) hinterlegt werden können, welche entweder automatisiert oder von einem Bedienpersonal ausgewählt werden können.
Der Betrieb einer Lötanlage, für welche ein erfindungsgemäßer Diagnose-Lötrahmen 1 verwendet werden kann, ist beispielhaft anhand des Blockdiagramms in Fig. 3 illustriert. Vorzugsweise wird bei Inbetriebnahme der Lötanlage und/oder direkt nach dem Befüllen der Lötanlage mit einem von Verunreinigungen freien Lotbad zuerst eine
Referenzmessung durchgeführt. Der Diagnose-Lötrahmen 1 wird durch die Lötanlage gefahren und für die Referenzmessung der zeitliche Verlauf der Temperatur in Form einer Referenzkurve Tref(t) in einem einen Phasenübergang enthaltenden Temperaturbereich mittels des ersten Temperatursensors erfasst. Anschließend kann aus der Referenzkurve Tref(t) beispielsweise eine Referenzkenngröße Tref ermittelt werden. Sowohl die
Referenzkurve Tref(t) als auch die Referenzkenngröße Tref können in einer Speichereinheit abgelegt werden. Außerdem kann eine Prozessregel karte angelegt und zumindest die Referenzkenngröße Tref in die Prozessregelkarte eingetragen werden.
Anschließend kann in vorgebbaren Zeitintervallen eine Diagnosemessung durchgeführt werden. Hierbei wird erneut der Diagnose-Lötrahmen 1 durch die Lötanlage gefahren und eine Temperaturkurve T,(t) erfasst und ggf. daraus eine Kenngröße Tm abgeleitet.
Anschließend werden die Abweichung AT=TrerTm zwischen der Referenzkenngröße Tref und der Kenngröße T, bestimmt. Ist die Abweichung ΔΤ größer als ein vorgebbarer Grenzwert für die Abweichung AT|im, so wird entweder eine Wiederholung der
Diagnosemessung durchgeführt, oder angezeigt, dass das Lotbad ausgewechselt werden muss. Ggf. wird auch der fortlaufende Betrieb der Lötanlage automatisch unterbrochen. Überschreitet die Abweichung ΔΤ den vorgebbaren Grenzwert für die Abweichung AT|im dagegen nicht, so wird der Prozess freigegeben, beispielsweise durch eine geeignete Signalisierung mittels eines Anzeigeelements 15. Die zu einem bestimmten Zeitpunkt i gemessenen Temperaturkurve Tj(t) sowie ggf. die zugehörige Kenngröße T, können ebenfalls in der Speichereinheit hinterlegt und/oder in die Prozessregelkarte eingetragen werden. Werden entsprechende Temperaturkurven Tj(t) in kurzen und regelmäßigen Zeitintervallen durchgeführt und dokumentiert, kann ferner die Rate, mit welcher sich Verunreinigungen anreichern bestimmt werden. Dieses ermöglicht den Betreibern einer Lötanlage eine erhöhte Planungsmöglichkeit für einen ggf. notwendige Austausche des Lotbades.
Zur Bestimmung der Rate, mit welcher sich Verunreinigungen anlagern, können ferner mehrere Referenzkurven erstellt werden, für welche das Lot gezielt mit unterschiedliche aber bekannte Mengen des jeweiligen Stoffes verunreinigt wird. Dann kann ein Vergleich der gemessenen Rate, mit einer aus den verschiedenen Referenzkurven bestimmten Referenzrate durchgeführt werden. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die
Verunreinigungen zu einer starken Qualitätsminderung der jeweiligen Lötverbindungen schon bei geringen Mengen der Verunreinigungen führen würde.
Das Durchführen von Wiederholmessungen gewährleistet eine redundante Bestimmung des Vorhandenseins von Verunreinigungen, was insbesondere im Falle, dass die gemessenen Werte der jeweiligen Temperaturkurve T,(t) mit Fehlern behaftet sind.
Jedoch ist darauf zu verweisen, das die Verwendung eines erfindungsgemäßen Diagnose- Lötrahmens im Gegensatz zu den bekannten Verfahren ein besonders hohes Maß an Reproduzierbarkeit gewährleistet, da stets die gleiche Menge an Lot aus dem Lotbad auf die gleiche Art und Weise entnommen wird. So können Fehler der jeweiligen Messwerte, welche aus einer speziellen Art der Entnahme oder aus einer speziellen Art der
Temperaturmessung resultieren, vermieden werden. Dies stellt einen weiteren Vorteil der vorliegenden Erfindung dar.
Bezugszeichen und Symbole
1 Diagnose-Lötrahmen
2 Behälter des Lotbades der Lötanlage
3 Lotbad
3b vorgebbare Menge an Lot im Behälter
4 Lotführung
5 Lotwelle
6 Transportsystem
7 Lötrahmen-Korpus
8 Behälter
9 Erste Öffnung im Behälter
10 Erster Temperatursensor
1 1 Zweite Öffnung im Behälter
1 1 b Deckel
12 Zweiter Temperatursensor
13 Speichereinheit
14 Auswerteeinheit
15 Anzeigeelement
T Temperatur
t Zeit
Tj(t) Temperaturkurve zum Zeitpunkt i
Tj Kenngröße
Tref(t) Referenzkurve
Tref Referenzkenngröße
Tmax maximale Temperatur
to Start-Zeitpunkt
Atos Offset-Zeitraum
AtD Diagnose-Zeitintervall
ΔΤ Abweichung zwischen Referenzkenngröße und Kenngröße
ΔΤ vorgebbarer Grenzwert für die Abweichung

Claims

Patentansprüche
1. Diagnose-Lötrahmen (1 ) zur Erkennung von Verunreinigungen in einem Lotbad (3) einer Lötanlage,
welcher Diagnose-Lötrahmen (1 ) derart ausgestaltet ist, dass er mittels eines
Transportsystems (6) der Lötanlage durch die Lötanlage gefahren werden kann, und welcher Diagnose-Lötrahmen (1 ) zumindest
- einen Behälter (8) mit zumindest einer ersten (9) und einer zweiten (1 1 ) Öffnung,
- einen ersten Temperatursensor (10), und
- eine Auswerteeinheit (14) umfasst,
wobei der Behälter (8) derart angeordnet ist, dass während des Fahrens durch die Lötanlage eine vorgebbare Menge an Lot (3b) aus dem Lotbad (3) durch die erste Öffnung (9) in den Behälter (8) eindringt,
wobei der Temperatursensor (10) durch die zweite Öffnung (1 1 ) des Behälters (8) in den Behälter (8) hineinragt und derart angeordnet ist, dass er mit der vorgebbaren
Menge an Lot (3b) in thermischem Kontakt steht,
wobei der Temperatursensor (10) zumindest zur zeitlichen Erfassung der Temperatur in Form einer Temperaturkurve (T,(t)) dient, und
wobei die Auswerteeinheit (14) zumindest aus der Temperaturkurve (T,(t)) eine Aussage über die Verunreinigungen des Lotbades (3,3b) trifft.
2. Diagnose-Lötrahmen (1 ) nach Anspruch 1 ,
wobei die Auswerteeinheit (14) dazu ausgestaltet ist,
aus der Temperaturkurve T,(t) zumindest einen lokalen Extrempunkt zu ermitteln, welcher Extrempunkt im Wesentlichen einem Start-Zeitpunkt (t0) entspricht, zu welchem die vorgebbare Menge an Lot (3b) in den Behälter (8) eindringt, ausgehend vom Start-Zeitpunkt (t0) ein Diagnose-Zeitintervall (AtD) zu ermitteln, in welchem ein Abkühl-/oder Aufheizvorgang des Lots (3b) in einem
Temperaturbereich stattfindet, indem ein Phasenübergang des Lots (3b) auftritt, bei dem mindestens ein mengenmäßig größter Teil des Lots (3b) im Behälter (8) erstarrt oder schmilzt, und
aus einem Vergleich der Temperaturkurve (T,(t)) zumindest während eines Teils des Diagnose-Zeitintervalls (AtD) und/oder einer daraus abgeleiteten Kenngröße (T,) mit einer unter gleichen Bedingungen aufgenommenen Referenzkurve (Tref(t)) oder Referenzkenngröße (Tref), die dem zeitlichen Verlauf der Temperatur eines
Referenzlots während Aufheiz- oder Abkühlvorgangs in dem Temperaturbereich entspricht, eine gegebenenfalls bestehende Abweichung (ΔΤ) zu bestimmen, und das Lot (3,3b) als verunreinigt zu erkennen, wenn die Abweichung (ΔΤ) einen vorgebbaren Grenzwert (AT|im) überschreitet.
3. Diagnose-Lötrahmen (1 ) nach Anspruch 2,
wobei
die Kenngröße (T,) diejenige Temperatur ist, bei der die Temperaturkurve einen plateauförmigen Abschnitt aufweist,
- die Referenzkenngröße (Tref) die Schmelztemperatur des Referenzlots ist, und die Abweichung (ΔΤ) eine Differenz zwischen der Kenngröße (T,) und der
Referenzkenngröße (Tref) ist.
4. Diagnose-Lötrahmen (1 ) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, mit einem Deckel (1 1 b), welcher Deckel (1 1 b) dazu ausgestaltet ist, die zweite Öffnung
(1 1 ) des Behälters (8) lösbar zu verschließen, und wobei der erste Temperatursensor (10) durch den Deckel (1 1 b) hindurch geführt ist.
5. Diagnose-Lötrahmen (1 ) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Behälter (8) derart ausgestaltet ist, dass die Oberfläche des Behälters (8) möglichst groß ist, wobei der Behälter (8) bevorzugt topfförmig, kegelförmig oder halbkugelförmig ausgestaltet ist.
6. Diagnose-Lötrahmen (1 ) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Behälter (8) ein Tiegel ist, welcher bevorzugt aus einem Material hergestellt ist, an welchem das jeweilige Lot nicht haftet, insbesondere Edelstahl oder Teflon.
7. Diagnose-Lötrahmen (1 ) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, wobei die erste Öffnung (9), durch welche die vorgebbare Menge an Lot (3b) eindringt, im Bereich einer Seitenbewandung des Behälters (8) angeordnet ist und/oder schlitzförmig, oval oder rund ist.
8. Diagnose-Lötrahmen (1 ) nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche, mit einem zweiten Temperatursensor (12), welcher außerhalb des Behälters (8) an dem
Diagnose-Lötrahmen (1 ) befestigt ist.
9. Lötanlage mit
- einem Lotbad (3), das im Lötbetrieb ein flüssiges Lot enthält, das
Verunreinigungen enthalten kann, die sich im Lötbetrieb in dem zunächst reinen Lot angereichert haben,
- einem Transportsystem (6), mittels welchem ein Lötrahmen durch die Lötanlage geführt werden kann, und
- einem Diagnose-Lötrahmen (1 ) nach zumindest einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. Verfahren zur Erkennung von Verunreinigungen in einem Lotbad (2) einer Lötanlage nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
wobei ein Diagnose-Lötrahmen (1 ) durch die Lötanlage gefahren wird,
wobei der zeitliche Verlauf der Temperatur in einem Behälter (8) des Diagnose- Lötrahmens (1 ), in welchen Behälter (8) eine vorgebbare Menge an Lot (3b) aus dem Lotbad (3) eindringt, in Form einer Temperaturkurve (T,(t)) erfasst wird, und wobei zumindest aus der Temperaturkurve (Tj(t))eine Aussage über die
Verunreinigungen des Lotbades (3,3b) getroffen wird.
1 1. Verfahren nach Anspruch 10,
wobei aus der Temperaturkurve (T,(t)) zumindest ein lokaler Extrempunkt ermittelt wird, welcher Extrempunkt im Wesentlichen dem Start-Zeitpunkt (t0) entspricht, zu welchem die vorgebbare Menge an Lot (3b) in den Behälter (8) eindringt, wobei ausgehend vom Start-Zeitpunkt (t0) ein Diagnose-Zeitintervall (AtD) ermittelt wird, in welchem ein Abkühl-/oder Aufheizvorgang des Lots (3b) in einem
Temperaturbereich stattfindet, indem ein Phasenübergang des Lots (3b) auftritt, bei dem mindestens ein mengenmäßig größter Teil des Lots (3b) im Behälter (8) erstarrt oder schmilzt, und
wobei aus einem Vergleich der Temperaturkurve (Tj(t))zumindest während eines Teils des Diagnose-Zeitintervalls (AtD) und/oder einer daraus abgeleiteten
Kenngröße (T,) mit einer unter gleichen Bedingungen aufgenommenen
Referenzkurve (Tref(t)) oder Referenzkenngröße (Tref), die dem zeitlichen Verlauf der Temperatur eines Referenzlots während des Aufheiz- oder Abkühlvorgangs in dem Temperaturbereich entspricht, eine gegebenenfalls bestehende Abweichung bestimmt, und das Lot (3,3b) als verunreinigt erkannt wird, wenn die Abweichung
(ΔΤ) einen vorgebbaren Grenzwert (AT|im) überschreitet.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 1 1 ,
wobei die Kenngröße (T,) diejenige Temperatur ist, bei der die Temperaturkurve einen plateauförmigen Abschnitt aufweist,
wobei die Referenzkenngröße (Tref) die Schmelztemperatur des Referenzlots ist, und
wobei die Abweichung (ΔΤ) eine Differenz zwischen der Kenngröße (T,) und der Referenzkenngröße (Tref) ist.
13. Verfahren zum Betrieb einer Lötanlage nach zumindest einem der vorherigen Ansprüche,
wobei die Lötanlage bei Inbetriebnahme mit einem Referenzlot befüllt wird, wobei der Diagnose-Lötrahmen (1 ) durch die Lötanlage gefahren wird, wobei der zeitliche Verlauf der Temperatur in einem Behälter (8) des Diagnose- Lötrahmens (1 ), in welchen Behälter (8) eine vorgebbare Menge an Lot (3b) aus dem Lotbad (2) eindringt, in Form einer Referenzkurve (Tref(t)) erfasst wird , und wobei die Referenzkurve (Tref(t)) und/oder eine aus der Referenzkurve (Tref(t)) abgeleitete Referenzkenngröße (Tref) in einer der Auswerteeinheit (14) zugänglichen Speichereinheit (13) hinterlegt wird, und/oder in eine
Prozessregelkarte eingetragen wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
- wobei in vorgebbaren Zeitintervallen eine Diagnosemessung durchgeführt wird, wobei der Diagnose-Lötrahmen (1 ) durch die Lötanlage gefahren wird,
wobei der zeitliche Verlauf der Temperatur in einem Behälter (8) des Diagnose- Lötrahmens (1 ), in welchen Behälter (8) eine vorgebbare Menge an Lot (3b) aus dem Lotbad (2) eindringt, in Form einer Temperaturkurve (T,(t)) erfasst wird , und - wobei die Temperaturkurve (T,(t)) und/oder eine daraus abgeleitete Kenngröße (Tj) mit einer Referenzkurve (Tref(t)), einer Referenzkenngröße (Tref) und/oder mit einer zu einem früheren Zeitpunkt ermittelten Temperaturkurve (Tj(t)) oder der jeweils zugehörigen Kenngröße (Tj) verglichen wird, und
wobei im Falle, dass die Abweichung (ΔΤ) zwischen der Referenzkurve (Tref(t)),, früheren Temperaturkurve (Tj(t)), Referenzkenngröße (Tref), und/oder früheren
Kenngröße (Tj) und der aktuellen Temperaturkurve (T,(t)) und/oder Kenngröße (Tj) einen vorgebbaren Grenzwert (AT|im) überschreitet, erkannt wird, dass das Lot (3,3b) verunreinigt ist.
15. Verfahren nach Anspruch 13,
wobei jede Temperaturkurve (T,(t), Tj(t)) und/oder Kenngröße (Tj, Tj) zusammen mit dem Zeitpunkt (i,j), zu welchem sie erfasst wurde, in der Speichereinheit (13) hinterlegt und/oder in die Prozessregelkarte eingetragen wird.
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