WO1981001380A1 - Flux treating device - Google Patents

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WO1981001380A1
WO1981001380A1 PCT/CH1980/000136 CH8000136W WO8101380A1 WO 1981001380 A1 WO1981001380 A1 WO 1981001380A1 CH 8000136 W CH8000136 W CH 8000136W WO 8101380 A1 WO8101380 A1 WO 8101380A1
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flux
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PCT/CH1980/000136
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H Leuzinger
K Bodmer
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Int Standard Electric Corp
Standard Telephon & Radio Ag
H Leuzinger
K Bodmer
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/08—Auxiliary devices therefor
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B23K35/22—Rods, electrodes, materials, or media, for use in soldering, welding, or cutting characterised by the composition or nature of the material
    • B23K35/36—Selection of non-metallic compositions, e.g. coatings, fluxes; Selection of soldering or welding materials, conjoint with selection of non-metallic compositions, both selections being of interest

Definitions

  • the present invention relates to a flux preparation system for a soldering machine with constant circulation of the flux from a flux container to a machine container, the excess flux flowing back into the flux container.
  • soldering side For soldering printed circuit boards in a continuous process, for example with a wave soldering machine, the soldering side must be provided with a flux film so that perfect soldering can take place. Rosin dissolved in isopropyl alcohol has proven to be a good flux.
  • Various methods are known for applying the flux. The application can thus take place in the contact process, in which the soldering side runs over a rotating roller, which is partially immersed in flux which has been foamed with air and transfers a flux film to the plate. The application can also be done by spraying the flux in a spray head.
  • the density of the flux In order to obtain perfect solder joints, the density of the flux must not fall below a certain value, on the other hand there is an upper limit for the density, which must not be exceeded, because any flux residues could otherwise lead to signs of corrosion.
  • the tolerance range for the density is additionally restricted by the fact that the spray head at a high density, which would still be permissible from the standpoint of the tendency to corrode, for Constipation tends.
  • the flux preparation system according to the invention is characterized in that the flux container is divided by a partition into a mixing container with a constant liquid level and into a storage container, with the machine container being fed from the storage container and returning from the machine container into the mixing container, that means in the mixing container are provided for measuring the density of the flux and that means are provided for the controlled supply of solvent from a container depending on the measured density.
  • the flux is pumped by a flux pump 1 from a storage container 2 via a feed pipe 3 into the machine container, not shown.
  • the excess flux flows back into a mixing tank 5 via an overflow pipe 4.
  • the storage container 2 and the mixing container 5 are parts of a flux container 6 which is divided into the two partial containers 2 and 5 by a partition 7, which extends only over part of the inner height of this container.
  • the introduction of the overflow pipe 4 into the mixing container 5 and the arrangement of the partition 7 ensure that the liquid level in the mixing container remains constant. This greatly simplifies the flux preparation described below.
  • a hydrometer 8 floats in the mixing container 5 within a cage (not shown) for the continuous measurement of the density of the flux.
  • a light barrier 9 is arranged above the hydrometer ⁇ and its distance from the liquid level in the mixing container 5 can be adjusted. Now, the density increases due to evaporation of solvent of the vice ⁇ circulating flux, the rise of the Aräometer stressess interrupts the light barrier 9.
  • a pump 10 is set in operation, which as long as the solvent pumped from a solvent reservoir 11 into the mixing vessel 5 until the hydrometer again so far that the light barrier 9 becomes free.
  • the solvent is pumped through an injection pipe 12 into the mixing container 5.
  • the outlet end of the injection pipe 12 is arranged relative to the outlet end of the overflow pipe 4 in such a way that a rapid and uniform mixing of the solvent with the flux enclosing the overflow pipe 4 results.
  • the entire flux preparation system is arranged in a collecting pan 13 which can be moved on rollers in order to be able to collect any leakage liquids.
  • the storage container 2 can also be equipped with a level indicator so that its liquid level can be checked without lifting a lid.
  • Measurements with the present flux preparation system have shown that the density of the flux is set over a range of 0.82 to 0.88 g / cm and the set value over a longer period, ie over several weeks with a deviation of at most +/- 0, 01 g / crrr can be kept.
  • other density ranges could of course also be covered, which could be necessary, for example, when using a flux with a different chemical composition.
  • a nominal value of between 0.83 and 0.85 g / cm is usually chosen because, in this area, the flux is on the one hand sufficiently active for soldering and on the other hand it is not yet corrosive.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The flux in excess back flowing from a welding machine is brought to a mixture container (5). An aerometer (8) measures continuously the flux density. Should the density exceed a predetermined value due to the evaporation of the dissolvant, a photoelectric cell is actuated and the solvant is introduced by means of a pump (10) until the electric cell reacts. By appropriate supply of the solvant into the mixture container, a good mixture is obtained.

Description

FlussmittelaufbereitungsanlageFlux processing plant
Technisches Gebiet:Technical field:
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Flussmittelaufbereitungsanlage für eine Lötmaschine mit ständiger Umwälzung des Flussmittels von einem Flussmittelbehälter zu einem Maschinenbehälter, wobei das überschüssige Flussmittel in den Flussmittelbehälter zurückfliesst.The present invention relates to a flux preparation system for a soldering machine with constant circulation of the flux from a flux container to a machine container, the excess flux flowing back into the flux container.
Zum Löten von gedruckten Schaltungsplatten im Durchlaufverfahren, z.B. mit einer Wellenlötrnaschine, muss die Lötseite mit einem Flussmittelfilm versehen werden, damit eine einwandfreie Lötung erfolgen kann. Als Flussmittel hat sich Kollophonium bewährt, das in Isopropylalkohol gelöst ist. Zum Auftragen des Flussmittels sind verschiedene Verfahren bekannt. So kann der Auftrag im Kontaktverfahren erfolgen, bei welchem die Lötseite über 'eine sich drehende Rolle läuft, welche teilweise in mit Luft zum Schäumen gebrachtes Flussmittel eintaucht und einen Flussmittelfilrn auf die Platte überträgt. Der Auftrag kann aber auch durch Versprühen des Flussmittels in einem Sprühkopf erfolgen. Um einwandfreie Lötstellen zu erhalten, darf die Dichte des Flussmittels einen bestimmten Wert nicht unterschreiten, anderseits gibt es eine obere Grenze für die Dichte, welche nicht überschritten werden darf, weil sonst allfällige Flussmittelrückstände zu Korrosioπserscheinungen führen könnten. Bei Verwendung des Sprühverfahrens zum Flussmittelauftrag wird das Toleranzfeld für die Dichte noch zusätzlich durch den Umstand eingeschränkt, dass der Sprühkopf bei einer hohen Dichte, welche vom Standpunkt der Korrosionsneigung her noch zulässig wäre, zum Verstopfen neigt.For soldering printed circuit boards in a continuous process, for example with a wave soldering machine, the soldering side must be provided with a flux film so that perfect soldering can take place. Rosin dissolved in isopropyl alcohol has proven to be a good flux. Various methods are known for applying the flux. The application can thus take place in the contact process, in which the soldering side runs over a rotating roller, which is partially immersed in flux which has been foamed with air and transfers a flux film to the plate. The application can also be done by spraying the flux in a spray head. In order to obtain perfect solder joints, the density of the flux must not fall below a certain value, on the other hand there is an upper limit for the density, which must not be exceeded, because any flux residues could otherwise lead to signs of corrosion. When using the spray method for flux application, the tolerance range for the density is additionally restricted by the fact that the spray head at a high density, which would still be permissible from the standpoint of the tendency to corrode, for Constipation tends.
Da das Lösungsmittel rascher verdunstet als das Kollophonium, was durch die relativ warme Umgebung infolge des schmelzflüssigen Zinnes noch verstärkt wird, steigt die Dichte des Flussmittels während des Betriebes an. Man hat sich bis heute damit begnügt, die Dichte in regelmässigen Abständen zu messen und durch Zufügen von Lösungsmittel wieder auf den richtigen Wert zu bringen, wobei die Einhaltung dieses Wertes stark von der Zuverlässigkeit und der Erfahrung der Bedienungs person abhängig war. Diese Art der Dichteeinstellung ist bei Maschinen mit Schaumauftrag noch tragbar, bei Maschinen mit Sprühauftrag führt aber ein zu spätes Absenken der Dichte fast immer zum Verstopfen des Sprühkopfes und damit.zu einem längern Maschinenstillstand.Since the solvent evaporates faster than the rosin, which is further intensified by the relatively warm environment due to the molten tin, the density of the flux increases during operation. To date, it has been sufficient to measure the density at regular intervals and to bring it back to the correct value by adding solvents, the maintenance of this value being highly dependent on the reliability and experience of the operator. This type of density setting is still portable on machines with foam application, but on machines with spray application, lowering the density too late almost always clogs the spray head and therefore leads to a longer machine downtime.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Anlage zur Flussmittelaufbereitung vorzusehen, bei welcher die Dichtemessung dauernd erfolgt und bei Erreichen eines obern Grenzwertes automatisch eine Lösungsmittelzugäbe in richtiger Menge erfolgt. Darstellung der Erfindung:It is therefore an object of the invention to provide a system for flux processing in which the density measurement is carried out continuously and the correct amount of solvent is added automatically when an upper limit value is reached. Presentation of the invention:
Die erfindungsgemässe Flussmittelaufbereitungsanlage zeichnet sich dadurch aus, dass der Flussmittelbehälter durch eine Trennwand in einen Mischbehälter mit konstantem Flussigkeitsspiegel und in einen Vorratsbehälter unterteilt ist, wobei die Anspeisung des Maschinenbehälters aus dem Vorratsbehälter und der Rücklauf aus dem Maschinenbehälter in den Mischbehälter erfolgt, dass im Mischbehälter Mittel vorgesehen sind zur Messung der Dichte des Flussmittels, und dass Mittel vorhanden sind zur gesteuerten Zufuhr von Lösungsmittel aus einem Behälter in Abhängigkeit der gemessenen Dichte. Kurze Beschreibung der Zeichnungen:The flux preparation system according to the invention is characterized in that the flux container is divided by a partition into a mixing container with a constant liquid level and into a storage container, with the machine container being fed from the storage container and returning from the machine container into the mixing container, that means in the mixing container are provided for measuring the density of the flux and that means are provided for the controlled supply of solvent from a container depending on the measured density. Brief description of the drawings:
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nun anhand der Zeichnung, welche den Aufbau der Flussmittelaufbereitungsanlage schematisch zeigt, näher beschrieben.An embodiment of the invention will now be described in more detail with reference to the drawing, which schematically shows the structure of the flux treatment system.
Weg zur Ausführung der Erfindung:Way of carrying out the invention:
Die meisten Lötmaschinen entnehmen das Flussmittel einem Maschinenbehälter, der aus einem Vorratsbehälter ständig mit einer grösseren als der verbrauchten Menge von Flussmittel beliefert wird, wobei der Ueberschuss in den Vorratsbehälter zurückfliesst. Dadurch wird erreicht, dass der Maschinenbehälter einen konstanten Flüssigkeitsspiegel aufweist und dass dank der ständigen Umwälzung die Dichte des Flussmittels im Maschinenbehälter praktisch gleich jeder im Vorratsbehälter ist.Most soldering machines take the flux from a machine container, which is constantly supplied with a larger amount than the consumed amount of flux from a storage container, with the excess flowing back into the storage container. This ensures that the machine tank has a constant liquid level and that thanks to the constant circulation, the density of the flux in the machine tank is practically the same as every one in the storage tank.
Bei der vorliegenden Flussmittelaufbereitungsanlage wird das Flussmittel durch eine Flussmittelpumpe 1 aus einem Vorratsbehälter 2 über ein Vorlaufrohr 3 in den nichtgezeigten Maschinenbehälter gepumpt. Das überschüssige Flussmittel fliesst über ein Ueberlaufrohr 4 in einen Mischbehälter 5 zurück. Der Vorratsbehälter 2 und der Mischbehälter 5 sind Teile eines Flussmittelbehälters 6, der durch eine Trennwand 7, die sich nur über einen Teil der Innenhöhe dieses Behälters erstreckt, in die beiden Teilbehälter 2 und 5 geteilt ist. Durch die Einführung des Ueberlaufrohres 4 in den Mischbehälter 5 und die Anordnung der Trennwand 7 wird erreicht, dass der Flüssigkeitsspiegel im Mischbehälter konstant bleibt. Dies erleichtert die nachfolgend beschriebene Flussmittelaufbereitung wesentlich.In the present flux processing system, the flux is pumped by a flux pump 1 from a storage container 2 via a feed pipe 3 into the machine container, not shown. The excess flux flows back into a mixing tank 5 via an overflow pipe 4. The storage container 2 and the mixing container 5 are parts of a flux container 6 which is divided into the two partial containers 2 and 5 by a partition 7, which extends only over part of the inner height of this container. The introduction of the overflow pipe 4 into the mixing container 5 and the arrangement of the partition 7 ensure that the liquid level in the mixing container remains constant. This greatly simplifies the flux preparation described below.
Im Mischbehälter 5 schwimmt ein Aräometer 8 innerhalb eines nichtgezeigten Käfigs für die ständige Messung der Dichte des Flussmittels. Oberhalb des Aräometers θ ist eine Lichtschranke 9 angeordnet, deren Abstand zum Flüssigkeitsspiegel im Mischbehälter 5 einstellbar ist. Steigt nun infolge Verdunstung von Lösungsmittel die Dichte des umge¬ wälzten Flussmittels, so unterbricht das Ansteigen des Aräometerkörpers die Lichtschranke 9. Dadurch wird eine Pumpe 10 in Betrieb gesetzt, welche solange Lösungsmittel aus einem Lösungsbehälter 11 in den Mischbehälter 5 pumpt, bis das Aräometer wieder soweit absinkt, dass die Lichtschranke 9 frei wird. Das Lösungsmittel wird dabei durch ein Einspritzrohr 12 in den Mischbehälter 5 gepumpt. Das Austrittsende des Einspritzrohres 12 ist relativ zum Austrittsende des Ueberlaufrohres 4 derart angeordnet, dass sich eine rasche und gleichmässige Vermischung des Lösungsmittels mit dem vom Ueberlaufrohr 4 einschliessenden Flussmittel ergibt.A hydrometer 8 floats in the mixing container 5 within a cage (not shown) for the continuous measurement of the density of the flux. A light barrier 9 is arranged above the hydrometer θ and its distance from the liquid level in the mixing container 5 can be adjusted. Now, the density increases due to evaporation of solvent of the vice ¬ circulating flux, the rise of the Aräometerkörpers interrupts the light barrier 9. As a result, a pump 10 is set in operation, which as long as the solvent pumped from a solvent reservoir 11 into the mixing vessel 5 until the hydrometer again so far that the light barrier 9 becomes free. The solvent is pumped through an injection pipe 12 into the mixing container 5. The outlet end of the injection pipe 12 is arranged relative to the outlet end of the overflow pipe 4 in such a way that a rapid and uniform mixing of the solvent with the flux enclosing the overflow pipe 4 results.
Die ganze Flussmittelaufbereitungsanlage ist in einer auf Rollen verschiebbaren Auffangwaπne 13 angeordnet, um allfällige Leckflüssigkeiten auffangen zu können. Der Vorratsbehälter 2 Kann zusätzlich mit einer Niveauanzeige ausgerüstet sein, damit sein Flüssigkeitsstand ohne Abheben eines Deckels überprüft werden kann. Messungen mit der vorliεgendεn Flussmittelaufbereitungsanlage haben gezeigt, dass die Dichte des Flussmittels über einen Bereich von 0,82 bis 0,88 g/cm eingestellt und der eingestellte Wert über längere Zeit, d.h. über mehrere Wochen mit einer Abweichung von höchstens +/-0,01 g/crrr gehalten werden kann. Durch Einsatz eines andern Aräometers und/oder Aenderung des Verstellbereiches der Lichtschranke 9 könnten natürlich auch andere Dichtebereiche abgedeckt werden, was z.B. nötig sein könnte bei Verwendung eines Flussmittels anderer chemischer Zusammensetzung. Bei Flussmitteln auf Kollophoniumbasis wird üblicherweise ein Nominalwert zwischen 0,83 bis 0,85 g/cm gewählt, weil in diesem Bereich das Flussmittel einerseits genügend aktiv ist für die Lötung und anderseits noch nicht korosiv wirkt. The entire flux preparation system is arranged in a collecting pan 13 which can be moved on rollers in order to be able to collect any leakage liquids. The storage container 2 can also be equipped with a level indicator so that its liquid level can be checked without lifting a lid. Measurements with the present flux preparation system have shown that the density of the flux is set over a range of 0.82 to 0.88 g / cm and the set value over a longer period, ie over several weeks with a deviation of at most +/- 0, 01 g / crrr can be kept. By using a different hydrometer and / or changing the adjustment range of the light barrier 9, other density ranges could of course also be covered, which could be necessary, for example, when using a flux with a different chemical composition. In the case of rosin-based fluxes, a nominal value of between 0.83 and 0.85 g / cm is usually chosen because, in this area, the flux is on the one hand sufficiently active for soldering and on the other hand it is not yet corrosive.

Claims

P A T E N T A N S P R U E C H E 1.Flussmittelaufbereitungsanlage für eine Lötmaschine mit ständiger Umwälzung des Flussmittels von einem Flussmittelbehälter zu einem Maschinenbehälter, wobei das überschüssige Flussmittel in den Flussmittelbehälter zurückfliesst, dadurch gekennzeichnet, dass der Flussmittelbehälter (6) durch eine Trennwand (7) in einen Mischbehälter (5) mit konstantem Flussigkeitsspiegel und in einen Vorratsbehälter (2) unterteilt ist, wobei die Anspeisung des Maschinenbehälters aus dem Vorratsbehälter und der Rücklauf aus dem Maschinenbehälter in den Mischbehälter erfolgt, dass im Mischbehälter Mittel (8) vorgesehen sind zur Messung der Dichte des Flussmittels, und dass Mittel (9,10) vorhanden sind zur gesteuerten Zufuhr von Lösungsmittel aus einem Behälter (11) in Abhängigkeit der gemessenen Dichte.PATENT CLAIMS 1.Flux preparation system for a soldering machine with constant circulation of the flux from a flux container to a machine container, the excess flux flowing back into the flux container, characterized in that the flux container (6) through a partition (7) into a mixing container (5) constant liquid level and divided into a storage container (2), the machine container being fed from the storage container and being returned from the machine container to the mixing container, that means (8) are provided in the mixing container for measuring the density of the flux, and that means (9,10) are available for the controlled supply of solvent from a container (11) depending on the measured density.
2.Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Messung der Dichte ein in einem Käfig gehaltεrtes Aräometer (8) aufweisen, dessen Eintauchtiefe von einer Lichtschranke überwacht wird. 2. Installation according to claim 1, characterized in that the means for measuring the density have a hydrometer (8) held in a cage, the immersion depth of which is monitored by a light barrier.
3.Anlage nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zur Zufuhr von Lösungsmittel eine Pumpe (10) aufweisen, die durch die genannte Lichtschranke gesteuert wird und Lösungsmittel in den Mischbehälter (5) pumpt. 3. Plant according to claim 2, characterized in that the means for supplying solvent comprise a pump (10) which is controlled by said light barrier and pumps solvent into the mixing container (5).
4.Anlage nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsmittel über ein Einspritzrohr (12) in den Mischbehälter (5) gepumpt wird, um eine gute Vermischung des Lösungsmittels mit dem. Flussmittel im Mischbehälter zu erreichen. 4.Plant according to claim 3, characterized in that the solvent is pumped through an injection pipe (12) into the mixing container (5) in order to ensure good mixing of the solvent with the. Reaching flux in the mixing tank.
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BE886158A (en) 1981-05-14
EP0040607A1 (en) 1981-12-02

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