NO872714L

NO872714L - MASS-TICKET SYSTEM.

Info

Publication number: NO872714L
Application number: NO872714A
Authority: NO
Inventors: Kenneth G Boynton; A Victor Sedrick Jr; Charles R Lowell
Original assignee: Hollis Automation Inc
Priority date: 1985-10-30
Filing date: 1987-06-29
Publication date: 1987-06-29
Also published as: NO872714D0

Description

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en forbedring ved et masse-loddesystem av den art som er beskrevet i de tidligere patenter til H.T. 0'Rourke, nr. 4410126 og 4401253. Dette tidligere patenterte system går ut på å rette en varmluftkniv-blåst mot bunnflaten til et komponentbærende kretskort, idet luftblåsten støter på flaten umiddelbart etter at det trykte kretskort forlater et bølge-loddesystem. Den påstøtende luft-strøm er angitt å minske forekomsten av loddemiddel-kortslutninger, tapp- og/eller brodannelser, og har oppnådd utbredt anvend-else . The present invention is aimed at an improvement in a mass soldering system of the kind described in the earlier patents of H.T. 0'Rourke, Nos. 4410126 and 4401253. This previously patented system involves directing a hot air knife blast against the bottom surface of a component-carrying circuit board, the air blast impinging on the surface immediately after the printed circuit board leaves a wave soldering system. The impinging air flow is indicated to reduce the occurrence of solder short circuits, pins and/or bridging, and has achieved widespread use.

Under arbeid med 0'Rourkes tidligere patenterte system har en funnet at ved visse typer komponenter gir forskjellige luftblåst-vinkler optimal loddemiddel-fjerning for å hindre loddemiddel-kortslutninger, tapp- og/eller brodannelser. During work with 0'Rourke's previously patented system, it has been found that for certain types of components, different air-blown angles provide optimal solder removal to prevent solder short-circuits, pins and/or bridging.

Ved foreliggende oppfinnelse er masse-loddesystemet av den art som er beskrevet i ovennevnte patenter tilhørende 0'Rourke i hvilket der er anordnet en oscillerende, pulserende eller bestrykende luftblåst ved et antall forskjellige innslagsvinkler av luften på hvert område av kretskortets bunnflate idet det forlater loddebølgen. Som følge av anordningen av en oscillerende, pulserende eller bestrykende luftblåst blir hvert område på kretskortet utsatt for varmluftblåster som kommer fra flere forskjellige vinkler, slik at uansett hvilken type kretselement som er forbundet med kortet på hvilket som helst punkt, vil det, én eller annen gang under luftblåstens oscillerende pulserende eller bestrykende bevegelse, bli utsatt for den vinkel som er optimal for fjerning av loddemiddelet som utgjør potensielle loddemiddel-kortslutninger, tapp- og/eller brodannelser. Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en forbedret mekanisme og masse for oppnåelse av en kontinuerlig oscillerende, pulserende eller bestrykende luftblåst. In the present invention, the mass soldering system is of the type described in the above-mentioned patents belonging to O'Rourke, in which an oscillating, pulsating or coating air blast is arranged at a number of different impact angles of the air on each area of the circuit board's bottom surface as it leaves the solder wave. As a result of the arrangement of an oscillating, pulsating or sweeping air blast, every area of the circuit board is exposed to hot air blasts coming from several different angles, so that no matter what type of circuit element is connected to the board at any point, it will, at one point or another once during the oscillating pulsating or stroking motion of the air blower, be exposed to the angle that is optimal for removing the solder that poses potential solder shorts, pins and/or bridging. The present invention provides an improved mechanism and mass for achieving a continuously oscillating, pulsating or coating air blast.

For at man bedre skal forstå oppfinnelsen henvises til følgende detaljerte beskrivelse av utføringsformene av oppfinnelsen, idet disse beskrivelser hovedsakelig er basert på den tidligere patenterte oppfinnelse som er beskrevet i US patent 4410126, hvis fremstilling i sin helhet inngår her. For en bedre forståelse av formålene med foreliggende oppfinnelse henvises til følgende detaljerte beskrivelse i sammenheng med den medfølgende tegning der like henvisningstall angir like deler, og: Figur 1 er et sideriss, delvis i snitt, av en form for loddeapparat laget i henhold til foreliggende oppfinnelse og som gir en bestrykende luftblåst i en kontinuerlig varierende innslagsvinkel mot undersiden av et kretskort idet det forlater bølgelodningen, Figur 2 er et sideriss, delvis i snitt, av et loddeapparat som oppviser en andre utføringsform av oppfinnelsen og gir en bestrykende luftblåst i en kontinuerlig varierende innslagsvinkel mot undersiden av et kretskort idet det forlater loddebølgen, Figur 3 er et grunnriss, delvis i snitt, av bestryknings-luftblåspartiet til apparatet på figur 1, og Figur 4 er et grunnriss, delvis i snitt, av bestryknings-luftblåstpartiet til apparatet på figur 2, Figur 5 er et sideriss, delvis i snitt, av en tredje utføringsform av et loddeapparat, laget i samsvar med foreliggende oppfinnelse, som gir en bestrykende luftblåst i en kontinuerlig varierende innslagsvinkel mot undersiden av et kretskort idet det forlater loddebølgen, Figur 6 er et sideriss, delvis i snitt, av en fjerde utføringsform av et loddeapparat, laget i samsvar med oppfinnelsen, som gir en bestrykende luftblåst i en kontinuerlig varierende innslagsvinkel mot undersiden av et kretskort idet det forlater loddebølgen, Figur 7 er et sideriss, delvis i snitt, av en femte utfør-ingsf orm av et bølgeloddeapparat, laget i samsvar med oppfinnelsen, som gir pulserende luftblåster i flere forskjellige innslagsvinkler mot undersiden av et kretskort idet det forlater loddebølgen, Figur 8 er et sideriss, delvis i snitt, av en sjette utføringsform av et bølgeloddeapparat, laget i samsvar med oppfinnelsen, som gir en pulserende luftblåst i en kontinuerlig varierende innslagsvinkel mot undersiden av et kretskort idet det forlater loddebølgen, og Figur 9 er et grunnriss av det forskjøvete slissearrangement som anvendes i den tredje utføringsform vist i figur 5, Figur 10 er et sideriss, delvis i snitt, av en syvende utføringsform for et loddeapparat laget i samsvar med oppfinnelsen, og viser en bevegelig luftkniv som er innrettet til å avgi en oscillerende luftblåst mot undersiden av et kretskort idet det forlater bølgeloddingen, og Figur 11 er et sideriss, delvis i snitt, av en fjerde utføringsform av et loddeapparat som oppviser en fast plassert luftkniv og har en bevegelig lede- eller deflektorplate som er innrettet til å gi en oscillerende luftblåst mot undersiden av et kretskort idet det forlater loddebølgen. In order to better understand the invention, reference is made to the following detailed description of the embodiments of the invention, as these descriptions are mainly based on the previously patented invention which is described in US patent 4410126, the preparation of which is included in its entirety here. For a better understanding of the purposes of the present invention, reference is made to the following detailed description in connection with the accompanying drawing where like reference numbers indicate like parts, and: Figure 1 is a side view, partly in section, of a form of soldering apparatus made according to the present invention and which provides a coating air blast in a continuously varying impact angle towards the underside of a circuit board as it leaves the wave soldering, Figure 2 is a side view, partly in section, of a soldering apparatus which exhibits a second embodiment of the invention and provides a coating air blast in a continuously varying angle of incidence towards the underside of a circuit board as it leaves the solder wave, Figure 3 is a plan view, partially in section, of the coating air blowing portion of the apparatus of Figure 1, and Figure 4 is a plan view, partially in section, of the coating air blowing portion of the apparatus of Figure 2, Figure 5 is a side view, partially in section, of a third embodiment of a soldering apparatus, made in accordance with the present invention, which provides a coating air blast at a continuously varying impact angle towards the underside of a circuit board as it leaves the soldering wave, Figure 6 is a side view, partly in section, of a fourth embodiment of a soldering apparatus, made in accordance with the invention, which provides a coating air blast at a continuously varying impact angle towards the underside of a circuit board as it leaves the solder wave, Figure 7 is a side view, partly in section, of a fifth embodiment of a wave soldering apparatus, made in accordance with the invention, which provides pulsating air blasts at several different impact angles towards the underside of a circuit board as it leaves the soldering wave, Figure 8 is a side view, partly in section, of a sixth embodiment of a wave soldering apparatus, made in accordance with the invention, which provides a pulsating air blast at a continuously varying impact angle towards the underside of a circuit board as it leaves the solder wave, and Figure 9 is a floor plan of the research grooved slot arrangement used in the third embodiment shown in Figure 5, Figure 10 is a side view, partially in section, of a seventh embodiment of a soldering apparatus made in accordance with the invention, showing a movable air knife adapted to emit an oscillating air blast towards the underside of a circuit board as it leaves the wave soldering, and Figure 11 is a side view, partially in section, of a fourth embodiment of a soldering apparatus having a fixed air knife and having a movable guide or deflector plate adapted to provide an oscillating air blown against the underside of a circuit board as it leaves the solder wave.

I den følgende detaljerte beskrivelse av foreliggende oppfinnelse skal forskjellige termer såsom komponenter, ledninger, loddemiddel, etc., ha samme mening som nærmere beskrevet i ovennevnte US patent nr. 4410126 og 4401253 tilhørende 0'Rourke. In the following detailed description of the present invention, various terms such as components, wires, solder, etc. shall have the same meaning as described in more detail in the above-mentioned US patent no. 4410126 and 4401253 belonging to 0'Rourke.

Hensiktsmessig er figur 1, 2, 5-8 og 10 og 11 i foreliggende oppfinnelse illustrert som en modifikasjon av figur 2 i ovennevnte US patent nr. 4410126, og henvisningstall benyttet i foreliggende tegning er de samme som de som benyttes i figur 2 i det tidligere US patent nr. 4410126. Appropriately, figures 1, 2, 5-8 and 10 and 11 in the present invention are illustrated as a modification of figure 2 in the above-mentioned US patent no. 4410126, and reference numbers used in the present drawing are the same as those used in figure 2 in the former US Patent No. 4410126.

Under henvisning til figur 1 på tegningene, blir det trykte kretskort, etter at det har passert gjennom standard flukse- og forvarmingsstasjoner, ført gjennom en masse-bølgeloddestasjon 36. Komponentene 24 kan monteres på kortets øvre overflate med utstikkende ledninger som er ført ned gjennom hull i kortet og/eller kan være festet til kortets bunnflate (f.eks. ved hjelp av et klebemiddel) med ledningene utstikkende derfra for kontakt med flater på kortet. I begge tilfeller blir komponentledning-enes elektriske og mekaniske forbindelser til kortet ferdigstilt i masseloddestasjonen. Masse-bølgeloddestasjonen omfatter en beholder av konvensjonell konstruksjon generelt betegnet med 40 for å romme et forråd av smeltet loddemiddel 42. Referring to Figure 1 of the drawings, the printed circuit board, after passing through standard flux and preheat stations, is passed through a bulk wave soldering station 36. The components 24 can be mounted on the upper surface of the board with protruding leads passed down through holes in the card and/or may be attached to the bottom surface of the card (e.g. by means of an adhesive) with the wires protruding therefrom for contact with surfaces on the card. In both cases, the component leads' electrical and mechanical connections to the board are completed in the mass soldering station. The bulk wave soldering station comprises a container of conventional construction generally designated 40 to contain a supply of molten solder 42.

Konvensjonelle oppvarmningsorganer (ikke vist) kan være festet til beholderens 40 bunn- og/eller sidevegger eller neddykket i loddemiddelet for å oppvarme og bibeholde forrådet av loddemiddel 42 i smeltet tilstand. Conventional heating means (not shown) can be attached to the bottom and/or side walls of the container 40 or immersed in the solder to heat and maintain the supply of solder 42 in a molten state.

En brønn- og dyseenhet generelt angitt ved 44, er anordnet innvendig i beholderen 40. Brønn- og dyseenheten 44 er av konvensjonell konstruksjon og omfatter typisk en avrundet bunnvegg 46, et par stort sett vertikalt motstående endevegger (ikke vist) og et par skrå sidevegger 52 og 54. De øvre ender av endeveggene og sideveggene 52 og 54 er anordnet i avstand fra hverandre for å danne en smal langstrakt rektangulær dyse eller slisse 56 som strekker seg over loddesmeltenivået i beholderen 40 i passende avstand, f.eks. 25 mm over loddesmeltenivået. A well and nozzle assembly, generally indicated at 44, is disposed inside the container 40. The well and nozzle assembly 44 is of conventional construction and typically comprises a rounded bottom wall 46, a pair of generally vertically opposed end walls (not shown) and a pair of inclined side walls 52 and 54. The upper ends of the end walls and side walls 52 and 54 are spaced apart to form a narrow elongated rectangular nozzle or slot 56 which extends above the solder melt level in the container 40 at a suitable distance, e.g. 25 mm above the solder melting level.

Brønnen omfatter fortrinnsvis også et par regulerbare sluseplater 58A, 58B som er anordnet i avstand fra brønn-sideveggene 52 og 54 for styring av loddemiddel-overstrømningen fra dysen 56, f.eks. i samsvar med det som er angitt i US patent nr. 3398873 tilhørende Kenneth G. Boynton og Howard W. Wegener. Endelig omfatter loddestasjonen en pumpe med variabel hastighet (ikke vist) som kommuniserer gjennom en inntaksåpning 59 i nedre ende av brønn- og dyseenheten 44 for pumping av loddemiddel inn i brønnen der det så stiger og strømmer over dysen 56 som en stående loddemiddelbølge. The well preferably also comprises a pair of adjustable sluice plates 58A, 58B which are arranged at a distance from the well side walls 52 and 54 for controlling the solder overflow from the nozzle 56, e.g. in accordance with that set forth in US Patent No. 3,398,873 to Kenneth G. Boynton and Howard W. Wegener. Finally, the soldering station comprises a pump with variable speed (not shown) which communicates through an intake opening 59 at the lower end of the well and nozzle unit 44 for pumping solder into the well where it then rises and flows over the nozzle 56 as a standing wave of solder.

Et vesentlig trekk ved og avgjørende fordring til foreliggende oppfinnelse er evnen til å omplassere overskytende eller overflødig loddemiddel på, og/eller fjerne overflødig loddemiddel fra bunnen av kretskortet, og fra alle forbindelser, komponentledninger og/eller komponentkroppene som bæres på kortet, før loddemiddelet kan størkne som kortslutninger, tapp- og/eller brodannelser. Dette oppnås ved å behandle det loddete kretskort og nedhengende komponentledninger ved en stasjon 60 for fjerning av overflødig loddemiddel. Stasjonen 60 for fjerning av overflø-dig loddemiddel følger umiddelbart på linje etter loddestasjonen 36 og er konstruert for å omplassere eller avblåse overflødig loddemiddel fra kortets underside før loddemiddelet størkner som kortslutninger, tapp- og/eller brodannelser. Loddemiddel-fjernestasjonen 60 omfatter én eller flere fluidstråler, fluid-kniver, slisser, dyser eller liknende og apparatet er generelt betegnet med 62, hvorfra en oppvarmet fluidstrøm, f.eks. varm-luft, kan rettes mot undersiden av kortet 20. Fluid-strømnings-mengden, fluidtrykk, og fluidtemperatur og tiden fra kretskortet kommer ut fra loddemiddelbølgen og til den begynner å komme i kontakt med fluidstrømmen kan variere sterkt avhengig av kort-temperaturer, omgivelsestemperaturen, loddemiddelets smeltepunkt, fluidets spesifikke varme og fluidets varmeoverføringskoeffisient til kortet, kortets størrelse og form, komponent-tetthet, mengde av loddemiddel som avsettes og som skal fjernes, transportør-hastighet, samt avstand mellom loddemiddelstasjonen og stasjonen for fjerning av overflødig loddemiddel. Fortrinnsvis er apparatet 62 anordnet nær kortenes bevegelsesbane. Apparatet 62 må selvsagt være anordnet i tilstrekkelig avstand under kortenes bevegelsesbane for å gi klaring for de lengst nedhengende ledninger etc. Inert gass kan benyttes som fluidet, men fortrinnsvis omfatter det påstøtende fluidluft. Fluidet bør være forvarmet til en temperatur over temperaturen til det smeltete loddemiddel i loddemiddelstasjonen (som for standard 63:37 loddemiddel er ca. 260°C), og vil fortrinnsvis være forvarmet til en temperatur i området på ca. 280°C til 400°C, helst ca. 370°C til 400°C (målt ved apparatets 62 utløp). For 63/37 loddeleger-ing er den foretrukne fluid-forvarmingstemperatur ca. 370°C (målt ved utløpet av slisse 105, 205 eller utløpet av dysen 63). An essential feature of and decisive requirement for the present invention is the ability to relocate excess or excess solder on, and/or remove excess solder from the bottom of the circuit board, and from all connections, component leads and/or the component bodies carried on the board, before the solder can solidify as short circuits, pins and/or bridging. This is accomplished by treating the soldered circuit board and hanging component leads at a station 60 to remove excess solder. The station 60 for removing excess solder immediately follows in line after the soldering station 36 and is designed to relocate or blow off excess solder from the underside of the board before the solder solidifies as short circuits, taps and/or bridging. The solder removal station 60 comprises one or more fluid jets, fluid knives, slits, nozzles or the like and the apparatus is generally denoted by 62, from which a heated fluid stream, e.g. hot-air, can be directed towards the underside of the board 20. The fluid flow rate, fluid pressure, and fluid temperature and the time from the circuit board emerging from the solder wave and until it begins to contact the fluid flow can vary greatly depending on the board temperatures, the ambient temperature , the melting point of the solder, the specific heat of the fluid and the heat transfer coefficient of the fluid to the board, the board's size and shape, component density, amount of solder deposited and to be removed, conveyor speed, and distance between the solder station and the station for removing excess solder. Preferably, the device 62 is arranged close to the path of movement of the cards. The apparatus 62 must of course be arranged at a sufficient distance below the cards' path of movement to provide clearance for the furthest hanging wires etc. Inert gas can be used as the fluid, but preferably it comprises impinging fluid air. The fluid should be preheated to a temperature above the temperature of the molten solder in the solder station (which for standard 63:37 solder is approx. 260°C), and will preferably be preheated to a temperature in the range of approx. 280°C to 400°C, preferably approx. 370°C to 400°C (measured at the device's 62 outlet). For 63/37 solder alloys, the preferred fluid preheating temperature is approx. 370°C (measured at the outlet of slot 105, 205 or the outlet of nozzle 63).

Den oscillerende, pulserende eller bestrykende fluidstrøm som støter mot det fremdeles smeltete loddemiddel som befinner seg på undersiden av kretskortet, forbindelsene, og komponentled-ningene og/eller -kroppene, omplasserer overflødig loddemiddel på, og/eller blåser overflødig loddemiddel fra undersiden av kretskortet, forbindelsene, ledningene, og kroppene, og minimerer derved muligheten for at loddemiddel skal danne broer eller kortslutning ved størkning. The oscillating, pulsating or coating fluid stream impinging on the still molten solder located on the underside of the circuit board, connections, and component leads and/or bodies, redistributes excess solder onto, and/or blows excess solder from the underside of the circuit board, the connections, wires, and bodies, thereby minimizing the possibility of solder bridging or shorting when solidified.

Ved en utføringsform av foreliggende oppfinnelse, vist i figur 1 og 3, blir fluidstrømmen, f.eks. luft, tilført ved hjelp av fluidtilførselsmidler, gjennom en kanal 116 inn i én eller begge ender av et indre rørformet skall 110 som er dreiefast. Den motsatte ende av det indre rørskall 110, dersom det ikke tilføres luft, er avtettet slik at luften bare tillates å unnslippe gjennom et åpent parti eller en langstrakt slisse 140. Det åpne parti 140 er et rektangulært parti som er utskåret av det indre rørskalls 110 sidevegg, hvis lengde bestemmes av bredden av masselodde-transportørsystemet og hvis bredde bestemmes av den ønskete maksimale innslagsvinkel for apparatet. Et ytre rørformet skall 100 omslutter fullstendig det indre rørskall 110. Det ytre rørskall 100 roterer om det indre skall 110 på lagerorganer 120 (se figur 3) hvorav ett er beliggende på hver ende av rørskallet 110. Det ytre rørskall 110 har langsgående slisser 105a, b, c, ... som løper i lengderetningen vinkelrett på det ytre rørskalls 100 omkrets, idet lengden er vesentlig lik lengden av det åpne parti 140 og bredden er smal nok til å gi en tilstrekkelig fluidhastighet. Slissene 105 er likt fordelt rundt rørskallets 100 omkrets, slik at bare én slisse 105, til enhver gitt tid, kan posisjoneres over det åpne parti 140. Tetninger 103 kan anvendes, avhengig av klaringen mellom det indre og ytre skall, for å sikre at luften, fra det indre rørskall 110, bare tilføres slissen 105 beliggende over det åpne parti 140. Det kan være ønskelig, avhengig av det totale areal av det åpne parti 140, å anordne en luftfordelingsplate 150 for å utligne fluid-strømmen fra det indre rørskalls 110 åpne parti 140, hvilken teknikk er velkjent innen luftfordelingsfaget. In an embodiment of the present invention, shown in Figures 1 and 3, the fluid flow, e.g. air, supplied by means of fluid supply means, through a channel 116 into one or both ends of an inner tubular shell 110 which is rotatable. The opposite end of the inner tube shell 110, if no air is supplied, is sealed so that the air is only allowed to escape through an open portion or elongated slot 140. The open portion 140 is a rectangular portion cut out of the inner tube shell 110 side wall, the length of which is determined by the width of the bulk solder conveyor system and the width of which is determined by the desired maximum impact angle for the apparatus. An outer tubular shell 100 completely encloses the inner tube shell 110. The outer tube shell 100 rotates about the inner shell 110 on bearing members 120 (see figure 3), one of which is located at each end of the tube shell 110. The outer tube shell 110 has longitudinal slots 105a, b, c, ... which run in the longitudinal direction perpendicular to the circumference of the outer tube shell 100, the length being substantially equal to the length of the open part 140 and the width being narrow enough to provide a sufficient fluid velocity. The slots 105 are equally distributed around the circumference of the pipe shell 100, so that only one slot 105, at any given time, can be positioned over the open part 140. Seals 103 can be used, depending on the clearance between the inner and outer shell, to ensure that the air , from the inner pipe shell 110, is only supplied to the slot 105 situated above the open part 140. It may be desirable, depending on the total area of the open part 140, to arrange an air distribution plate 150 to equalize the fluid flow from the inner pipe shell 110 open lot 140, which technique is well known in the air distribution art.

Oppfinnelsen virker som følger: Når det ytre rørskall 100 roterer ved hjelp av motor- 132 drevne drivorganer, generelt betegnet med 135, rundt det indre rørskalls 110 åpne parti 140, ledes luft gjennom det åpne parti 140, og fordelingsplate 150, og tvinges ut gjennom slissen 105a i det ytre rør 100 som er beliggende over det åpne parti 140. Ettersom det ytre rørskall 100, sammen med slissen 105a, roterer, blir luftblåsten som tvinges gjennom slissen 105a også gitt en roterende bestryknings-bevegelse inntil slissen 105a roterer forbi bakre kant 130 av det åpne parti 140 og ikke lenger kan kommunisere med det åpne parti 140. På dette tidspunkt er en etterfølgende slisse 105b da beliggende over det åpne partiets 140 fremre kant 125 og tilføres luft for å danne en etterfølgende bestryknings-luftblåst. Når denne andre slisse 105b roterer over det åpne parti 140 blir den andre luftblåst også meddelt en tilsvarende roterende bestryk-ningsbevegelse inntil den ikke lenger er beliggende over noen del av det åpne parti 140. Dette forløp gjentas hver gang etterfølg-ende slisse 105c ... er beliggende over den fremre kant 125 av det åpne parti 140. En andre utføringsform av foreliggende oppfinnelse er vist i figur 2 og 4. Ved utføringsformen vist i figur 2 og 4 er det ytre rørskall 200 fiksert i stilling, og har et åpent parti eller en langstrakt slisse 240 rettet mot undersiden av de vandrende kort 20 mens det indre rørskall 210 er det roterende element som frembringer den bestrykende luftblåst. Som det fremgår ved sammenligning av de to utføringsformer som vist, figur 3 og 4, er det åpne parti 240 (figur 4) vesentlig videre enn det åpne parti 140 (figur 3). Det indre rørskall 210 drives i rotasjon ved hjelp av passende motor- 232 drevne drivmidler, generelt betegnet med 235. Luften tilføres ved hjelp av fluid-tilførselsmidler 115 gjennom kanal 116 og en lufttett roterende skjøt generelt betegnet med 245 inn i et endeparti av det indre roterende skall 210. Det ytre rørskall kan ha tetninger 203 festet til innsiden av det ytre rørskall 200 langs omkretsen av det åpne parti 240. Det indre rørskall 210 har slisser 205a, b, c,.... som løper i lengderetningen, vinkelrett på omkretsen av det indre rørskall 210. Slissene 205 er anordnet med innbyrdes avstand langs dets omkrets slik at bare én slisse 205 kan kommunisere med det åpne parti 240 til enhver gitt tid. Således oppnås en bestrykende luftblåst som styres av slissen 205 også ved rotasjon av det indre rør 210 enten i retning med eller mot urviseren. The invention works as follows: When the outer tube shell 100 rotates by means of motor-132 driven drive means, generally denoted by 135, around the inner tube shell 110 open part 140, air is led through the open part 140, and distribution plate 150, and is forced out through the slot 105a in the outer tube 100 which is situated above the open part 140. As the outer tube shell 100, together with the slot 105a, rotates, the air blast forced through the slot 105a is also given a rotating coating movement until the slot 105a rotates past the rear edge 130 of the open portion 140 and can no longer communicate with the open portion 140. At this point, a trailing slit 105b is then located above the open portion 140 front edge 125 and air is supplied to form a trailing coating air blast. When this second slit 105b rotates over the open part 140, the second air blower is also given a corresponding rotating coating movement until it is no longer located over any part of the open part 140. This process is repeated every time subsequent slit 105c .. . is located above the front edge 125 of the open part 140. A second embodiment of the present invention is shown in Figures 2 and 4. In the embodiment shown in Figures 2 and 4, the outer tube shell 200 is fixed in position, and has an open part or an elongated slot 240 directed towards the underside of the traveling cards 20 while the inner tube shell 210 is the rotating element which produces the coating air blast. As can be seen from a comparison of the two embodiments as shown, figures 3 and 4, the open part 240 (figure 4) is significantly further than the open part 140 (figure 3). The inner tube shell 210 is driven in rotation by means of suitable motor-driven 232 drive means, generally denoted by 235. The air is supplied by means of fluid supply means 115 through channel 116 and an airtight rotary joint generally denoted by 245 into an end portion of the inner rotating shell 210. The outer tube shell may have seals 203 attached to the inside of the outer tube shell 200 along the circumference of the open portion 240. The inner tube shell 210 has slits 205a, b, c,... running in the longitudinal direction, perpendicular to the circumference of the inner tube shell 210. The slits 205 are spaced along its circumference so that only one slit 205 can communicate with the open portion 240 at any given time. Thus, a coating air blast which is controlled by the slot 205 is also achieved by rotation of the inner tube 210 either clockwise or counter-clockwise.

Innslagsvinkelen kan varieres over et stort område, fortrinnsvis mellom ca. 30° og ca. 75°, helst ca. 45° til ca. 65° ved passende valg av slissestørrelser. Luftblåstens innslagsvinkel i forhold til kretskortet bør kontinuerlig hurtig varieres over ovennevnte område slik at hvert parti av kortet utsettes for en luftblåst over et bredt vinkelområde. Fortrinnsvis blir den komplette vinkelsyklus gjentatt hvert 0,05 til 1,0 sekund, helst hvert 0,1 til 0,15 sekund. Syklustiden kan lett styres ved å regulere rotasjonshastigheten til de roterende skall. The impact angle can be varied over a large area, preferably between approx. 30° and approx. 75°, preferably approx. 45° to approx. 65° by suitable selection of slot sizes. The impact angle of the air blast in relation to the circuit board should be continuously varied rapidly over the above-mentioned area so that each part of the board is exposed to an air blast over a wide angle range. Preferably, the complete angular cycle is repeated every 0.05 to 1.0 second, more preferably every 0.1 to 0.15 second. The cycle time can be easily controlled by regulating the rotation speed of the rotating shells.

Minst seks andre mulige variasjoner av de ovenfor omtalte utføringsformer kan tenkes, hver av hvilke ikke avviker fra tanken og rammen til foreliggende oppfinnelse. Disse utførings-former er vist skjematisk i tegningene, figurer 5 til 11, og er bare kort beskrevet nedenfor ettersom deres detaljerte beskrivelse er nærmere forklart ovenfor i forbindelse med de andre to utføringsformer. At least six other possible variations of the above-mentioned embodiments are conceivable, each of which does not deviate from the idea and scope of the present invention. These embodiments are shown schematically in the drawings, figures 5 to 11, and are only briefly described below as their detailed description is further explained above in connection with the other two embodiments.

Figur 5 viser en tredje utføringsform der det indre rørskall 510 roterer innvendig i det ytre rørskall 500 i likhet med den ovenfor omtalte andre utføringsform. Hovedforskjellen i denne utføringsform er at det indre rørskall 510 inneholder et antall innbyrdes forskjøvne langsgående slisser 505a, b, c, d,.... (som vist i figur 9) istedenfor lange kontinuerlige slisser. Figure 5 shows a third embodiment in which the inner pipe shell 510 rotates inside the outer pipe shell 500 in the same way as the second embodiment mentioned above. The main difference in this embodiment is that the inner tube shell 510 contains a number of mutually offset longitudinal slits 505a, b, c, d,... (as shown in figure 9) instead of long continuous slits.

En variasjon av den tredje utføringsform er vist i figur 6, der indre rørskall 610 roterer innvendig i et fast kasseskall 600, istedenfor et rørskall. Kasseskallet 600 er fullstendig avtettet bortsett fra et åpent parti 640 som styrer og avgrenser utløpsretningen til de bestrykende luftblåster. A variation of the third embodiment is shown in Figure 6, where inner pipe shell 610 rotates inside a fixed box shell 600, instead of a pipe shell. The box shell 600 is completely sealed apart from an open portion 640 which controls and delimits the discharge direction of the coating air blowers.

En femte utføringsform er vist i figur 7, der det ytre rørskall 700 inneholder et antall mindre rektangulære åpninger 740a, b, c,..., istedenfor et enkelt stort rektangulært åpent parti. Det indre rørskall 710 roterer innvendig i det ytre rørskall 700 og inneholder et antall langstrakte slisser 705a, b, c,.... Slissene 705 er slik arrangert at bare én slisse 705 kan kommunisere med det åpne parti, rektangulære åpne partier 740a, b, c,..., til enhver gitt tid. Derfor frembringes en pulserende luftblåst idet slissene 705 kommuniserer sekvensmessig med de åpne partier 740. A fifth embodiment is shown in figure 7, where the outer tube shell 700 contains a number of smaller rectangular openings 740a, b, c,..., instead of a single large rectangular open section. The inner tube shell 710 rotates inside the outer tube shell 700 and contains a number of elongated slots 705a, b, c,.... The slots 705 are arranged so that only one slot 705 can communicate with the open portion, rectangular open portions 740a, b , c,..., at any given time. Therefore, a pulsating air blast is produced as the slits 705 communicate sequentially with the open portions 740.

En sjette utføringsform er vist i figur 8, der et ytre rørskall 800, med et antall luftskovler 825 beliggende i lengderetningen langs det ytre rørskall og omfattende rørskallets sidevegg, roterer om et fast indre rørskall 810 med et åpent parti 840 som er rettet mot undersiden av et kretskort 20 som skal behandles. Luftskovlene 825 vil, når de roterer om slissen 840, enten avlede eller tillate luften å strømme rett gjennom, og således medføre en pulserende luftblåst mot undersiden av kretskortet 20. A sixth embodiment is shown in figure 8, where an outer tube shell 800, with a number of air vanes 825 located in the longitudinal direction along the outer tube shell and comprising the side wall of the tube shell, rotates about a fixed inner tube shell 810 with an open part 840 which is directed towards the underside of a circuit board 20 to be processed. The air vanes 825 will, when they rotate about the slot 840, either divert or allow the air to flow straight through, thus causing a pulsating air blast towards the underside of the circuit board 20.

For å gjøre det mulig for en syvende utføringsform av foreliggende oppfinnelse, som vist i figur 10, å endre luftblåstens innslagsvinkel i forhold til kretskortets underside, er en dyse 63 montert på et dreiepunkt 80. Innslagsvinkelen som kan varieres over et bredt område, fortrinnsvis mellom ca. 30° og ca. 75°, helst ca. 45° til ca. 65°, styres av en kombinasjon av en arm 82 som vandrer på en kam 84, hvilken arm holdes i kontakt med kammen ved hjelp av en fjær 86. Luftblåstens innslagsvinkel i forhold til kretskortet bør varieres kontinuerlig hurtig over ovennevnte område slik at hvert parti av kortet utsettes for et bredt vinkelområde. Fortrinnsvis gjentas den komplette vinkel syklus hvert 0,05 til 1,0 sekund, helst hvert 0,1 til 0,15 sekund. In order to make it possible for a seventh embodiment of the present invention, as shown in figure 10, to change the impact angle of the air blast in relation to the underside of the circuit board, a nozzle 63 is mounted on a pivot point 80. The impact angle which can be varied over a wide range, preferably between about. 30° and approx. 75°, preferably approx. 45° to approx. 65°, is controlled by a combination of an arm 82 which moves on a cam 84, which arm is kept in contact with the cam by means of a spring 86. The angle of impact of the air blower in relation to the circuit board should be varied continuously rapidly over the above-mentioned area so that each part of the card is exposed to a wide angle range. Preferably, the complete angular cycle is repeated every 0.05 to 1.0 second, more preferably every 0.1 to 0.15 second.

Forskjellige endringer kan utføres i figur 10, f.eks. som vist i figur 11, dysen 63 kan være fast plassert slik at en luftblåst strømmer ut ved en dyse med en konstant vinkel. For å endre luftblåstens innslagsvinkel i forhold til kretskortet, er en deflektorplate 64, som er montert på et dreiepunkt 90, plassert under kortenes 20 bevegelsesbane, nær og forløpende utenfor utløpet til dysen 63 bakover mot loddebølgen. Deflektor-platens 64 vinkel styres ved bevegelse av en arm 92 som vandrer på en drevet kam 94, hvilken arm holdes i kontakt med kammen ved hjelp av en fjær 86. Various changes can be made in Figure 10, e.g. as shown in Figure 11, the nozzle 63 may be fixedly positioned so that a blast of air flows out at a nozzle with a constant angle. In order to change the angle of impact of the air blast in relation to the circuit board, a deflector plate 64, which is mounted on a pivot point 90, is placed under the path of movement of the boards 20, near and continuously outside the outlet of the nozzle 63 backwards towards the solder wave. The angle of the deflector plate 64 is controlled by movement of an arm 92 which travels on a driven cam 94, which arm is held in contact with the cam by means of a spring 86.

Enda flere endringer vil være innlysende for en fagmann på området. Følgelig er det meningen at alt materiale inneholdt i ovenstående beskrivelse eller vist i de medfølgende tegninger skal tolkes på en illustrerende og ikke en begrensende måte. Even more changes will be obvious to one skilled in the art. Accordingly, all material contained in the above description or shown in the accompanying drawings is intended to be interpreted in an illustrative and not a limiting manner.

Claims

1. Apparatus for mass joining with solder of electrical and electronic components (24) assembled on a circuit board (20) where the components (24) have protruding wires, and comprising in combination: a wave soldering station (36) adapted to produce a wave of molten solder, means for transporting the circuit board (20) across the solder, with which a quantity of molten solder (42) can be deposited on the underside of the circuit board and the protruding wires, and a station (60) for removing excess solder near the wave soldering station (36), characterized in that the station (60) for removing excess solder is arranged to impinge a fluid blast of continuously varying impact angle directed at the solder wave on the underside of the card (20) sufficiently soon after it leaves the solder wave so that the solder is still melted, which fluid blast has sufficient speed to remove substantially all bridges and shorts, but not sufficient speed to adversely affect properly wetted connections, subjecting each portion of the board's underside to a blast of fluid from several different angles.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the station (60) for removing excess solder comprises a first fixed inner tubular shell (110, 810) which has at least one inlet and has at least one open part (140, 840) directed towards the point where the cards (20) emerge from the wave, and a second rotatably mounted outer tubular shell (100, 800) in which a number of elongated slots are spaced apart, means for rotating the outer tubular shell (135 ) and fluid supply means (115) for connection with the inlet, which outer tube shell (100, 800) encloses and rotates around the inner tube shell (110, 810) so that fluid coming out of the inner tube shell (110, 810) will be guided by the open portion (140, 840) of the inner stirring shell (110, 810) through the slot (105) of the outer shell (100, 800) to form a coating fluid blast.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that the station (60) for removing excess solder comprises a first fixed outer shell (200, 500, 600, 700) which has at least one open part (240, 540, 640, 740) directed towards the point where the cards (20) emerge from the wave, and a second rotatably mounted inner tubular shell (210, 510, 610, 710) having at least one inlet and in which a number of elongated mutually spaced slots (205, 505, 605, 705), means for rotating the inner tubular shell (235) and fluid supply means (115) for connection with the inlet, which inner tubular shell (210, 510, 610, 710) is enclosed by and rotates in the outer shell (200, 500, 600, 700) so that fluid coming out of the inner tube shell (210, 510, 610, 710) will be guided by the slot (205, 505,

605, 705) in the inner tube shell through the open portion (240, 540, 640, 740) of the outer shell (200, 500, 600, 700) to form a coating fluid blast.

4. Procedure for mass-joining with solder of printed circuit boards on which components with protruding wires are mounted, comprising the following steps: depositing a quantity of molten solder on the underside of the board and the protruding leads by passing the underside of the board over a wave of solder and, substantially immediately after the deposition, impinging a fluid stream directly into the molten solder deposited on the underside of the board and the protruding leads using a fluid blast directed at the solder wave and striking the underside of the board sufficiently soon after it leaves the solder wave that the solder is still molten, the fluid blast having sufficient velocity to remove most bridges and shorts, but not sufficient velocity to adversely affecting properly wetted compounds, characterized in that the impact angle of the fluid blast in relation to the underside of the circuit board is continuously varied in a predetermined cycle so that each part of the board's underside is exposed to a fluid blast from several different angles.

5. Apparatus according to claim 1, characterized in that the station (60) for removing excess solder comprises: at least one fluid knife (62) which is arranged under the movement paths of the card (20) and arranged to direct a fluid blast directly onto the molten solder (42) deposited on the underside of the card, a source of compressed air fluid means connecting the source and the fluid knife (62), and means are arranged to continuously vary the impact angle of the fluid blast from the fluid knife in a predetermined cycle.

6. Apparatus according to claim 1, characterized in that the station (60) for removing excess solder comprises at least one fluid knife (62) which is arranged under the movement paths of the card (20) and arranged to direct an oscillating fluid blast directly onto the molten solder (42 ) which is deposited on the underside of the card, a source of pressurized fluid means connecting the source and the fluid knife (62), and means are arranged to continuously vary the angle of impact of the fluid blast from the fluid knife, which fluid knife (62) comprises a nozzle (63) mounted on a pivot (80), and the varying means comprise a driven cam (84) and cam follower (82) which are operatively connected to the nozzle (63).

7. Apparatus according to claim 1, characterized in that the station for removing excess solder comprises at least one fluid knife (62) which is arranged under the movement paths of the card (20) and arranged to direct an oscillating fluid blast directly onto the molten solder which is deposited on the card's underside, a source of pressurized fluid means connecting the source and the fluid knife (62), and means are arranged to continuously vary the impact angle of the fluid blast from the fluid knife (62), which fluid knife (62) comprises a nozzle (63) which is fixedly located, and comprises a guide plate (64) located near the outlet of the nozzle (63), which guide plate (64) is rotatably mounted (90), and the means for varying comprises a driven cam (94) and cam followers (92) operatively connected to the guide plate ( 64).

8. Apparatus according to one of the preceding claims. characterized in that the fluid blast covers an angle between approx. 30° and 75°.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the fluid blast coats an angle between approx. 45° and 65°.

10. Apparatus according to claim 8, characterized in that a complete angular coating is repeated every 0.05 to 1.0 seconds.

11. Apparatus according to claim 10, characterized in that a complete angular coating is repeated every 0.1 to 0.15 seconds.

12. Apparatus according to one of claims 1 to 7, characterized in that the fluid comprises air, and comprises means for heating the air to above the temperature of the molten solder before the air is directed towards the board.

13. Apparatus according to one of claims 1 to 7, characterized in that a number of elongated, spaced slits are largely equally distributed around the circumference of the outer tube shell, largely parallel to the axis of the shell.