WO2001033923A2 - Soldering unit and use of a solder conveyor pump comprising a conveyor worm in a soldering unit - Google Patents

Soldering unit and use of a solder conveyor pump comprising a conveyor worm in a soldering unit Download PDF

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WO2001033923A2
WO2001033923A2 PCT/EP2000/010944 EP0010944W WO0133923A2 WO 2001033923 A2 WO2001033923 A2 WO 2001033923A2 EP 0010944 W EP0010944 W EP 0010944W WO 0133923 A2 WO0133923 A2 WO 0133923A2
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WO
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solder
soldering
soldering system
storage container
application device
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Stefan Schubert
Siegfried Ott
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Ltc Laserdienstleistungen Gmbh
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/06Solder feeding devices; Solder melting pans
    • B23K3/0646Solder baths
    • B23K3/0653Solder baths with wave generating means, e.g. nozzles, jets, fountains
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23KSOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36Electric or electronic devices

Definitions

  • the present invention relates to a soldering system for mechanical soldering of electrical components on circuit boards.
  • the invention further relates to the use of a special feed pump for conveying solder in a soldering system.
  • soldering systems electrical components are mechanically attached to circuit boards by soldering.
  • the electrical components can be soldered by immersing them in a solder bath or by applying solder using a so-called solder wave. With these two alternatives, all of the electrical components present on the circuit board are soldered in one soldering process.
  • soldering systems can also be used to solder individual electrical components, such as, for example, retrofitted connectors, onto a circuit board by using a soldering nozzle to selectively solder the respective electrical component
  • solder is soldered. All procedures have in common that solder is normally used as solder.
  • solder wave or solder nozzle the application of solder by means of a solder wave or solder nozzle is particularly relevant.
  • Vane pumps have hitherto been used to convey the solder from a storage container to the solder application means, here a soldering nozzle or a solder wave. This sometimes leads to problems with soldering systems. It is extremely difficult to achieve constant volume delivery of the solder. In addition, such pumps are relatively complex and expensive. Another problem with previous soldering systems is that the solder runs in the vertical line section to the solder wave or nozzle outside the liquid solder bath in the storage container, which can lead to blockages due to cooled solder in this line section. Furthermore, there is the risk that the solder has already changed to a doughy state when it emerges, which changes the soldering conditions considerably and, under certain circumstances, worsens the soldering result.
  • the technical problem on which the invention is based is to achieve extremely constant solder conveyance in a soldering system and the technical effort required for this to be kept as low as possible.
  • a soldering system according to the invention for the mechanical soldering of electrical components on printed circuit boards has a solder storage container for holding liquid solder.
  • a solder application device with which the solder can be applied from the storage container to the component to be soldered.
  • the solder pump With a controllable solder pump, the solder can be pumped out of the storage container in the desired quantity and time period and can be supplied to the solder application device in a precisely metered manner.
  • the solder pump includes a motor driven screw conveyor to convey the solder.
  • the use of a solder pump with a screw conveyor for conveying solder in a soldering system represents the core of the invention with respect to one aspect of the invention.
  • a second aspect relates to the mounting of a workpiece table for holding and positioning at least one circuit board in a soldering system.
  • the invention is therefore based on the idea of using a screw conveyor for conveying solder in a soldering system known per se for the first time.
  • By using a screw conveyor absolutely constant and therefore pulse-free volume delivery of the solder is achieved for the first time.
  • the geometry of the screw conveyor including, among other things, pitch, outside diameter, ratio of core diameter to outside diameter,
  • Ratio of tooth tip width to tooth root width etc.) and the speed of rotation, the delivery volume can be determined precisely in the simplest way.
  • the screw conveyor is driven in a simple manner by a controllable motor.
  • By using a screw conveyor it is also possible for the first time to design the drive of the screw conveyor to be lower than previously with regard to the required output, since only the output is required to convey the solder volume actually required. A very simple and compact structure can thus be achieved.
  • the screw conveyor ends immersed in the solder, so that according to the invention only clean solder is sucked in and conveyed, since scaled solder, such as solder, sand and similar particles, floats on top.
  • the pump housing is made entirely of ceramic.
  • the screw conveyor itself can made of steel or ceramic or another suitable temperature-resistant
  • a variant consists in attaching a metallic pump housing to a cover of the storage container. The metallic screw then runs in the metallic pump housing. Thermal decoupling is already achieved by using a ceramic drive shaft.
  • the screw conveyor can be driven in different ways.
  • a simple and inexpensive solution is that the screw conveyor of the solder pump is driven directly or via a gear by an electric motor.
  • the interposition of a gearbox can be advantageous. This enables precise control of the screw conveyor and thus of the delivery volume by regulating the electric motor accordingly.
  • adaptation to a wide variety of requirements is possible by simply replacing or adapting the gear.
  • the different lengths in the area of the solder bath can lead to different linear expansions. Since the pump housing surrounding the screw conveyor is made of ceramic, temperature-related expansion is largely excluded. In addition, a largely maintenance-free solder pump is created by the storage of the screw conveyor and the drive shaft in the ceramic pump housing, as a result of which the operating costs are reduced.
  • the drive unit can also be mounted on the machine frame.
  • solder application devices can be used in a soldering system according to the invention.
  • solder application device it is appropriate to design the solder application device as a solder application nozzle. It is advantageous if this is supplied with the solder via a heated riser, which in turn is connected to the pump.
  • solder wave As the solder application device.
  • a robot has been used to bring the components to be soldered onto the circuit board in the required manner to the solder application device.
  • Corresponding soldering systems were extremely expensive and complex.
  • a gimbal-mounted workpiece table which can also be moved in the Z direction, is arranged above the solder application device, a component on a circuit board can also be easily, technically far less complex than before, extremely quickly and inexpensively Soldering can be introduced to the soldering device.
  • a structure which has proven to be extremely expedient is an outer frame which can be pivoted about an axis, so that different inclinations of the frame can be set.
  • the frame is mounted in such a way that it can be pivoted about an axis that is offset by 90 °.
  • a support beam is in turn guided and driven in a longitudinally movable manner.
  • This carrier which can be moved along the inner frame, in turn has a holding arm attached to it, which can be moved along the carrier and on which the workpiece table for receiving the board to be soldered is arranged.
  • This means that the inclination of the workpiece table can be adjusted and moved over the inner frame as well as the outer frame above the solder application device.
  • the workpiece table can advantageously also be moved in the Z direction, ie perpendicular to the movable support beam. All traversing devices can be precisely positioned using stepper motors etc. or other suitable actuating devices such as linear motors.
  • Pivoting of the frame is also very advantageously adjustable, for example, by means of pneumatic or hydraulic cylinders.
  • supporting beams are provided on two opposite side edges of a soldering system according to the invention, on which a transverse table supporting beam is movably mounted.
  • a gimbal-suspended workpiece table is fastened to the table support beam so that it can move along the table support beam.
  • the workpiece table can also be moved vertically to the table support beam using an adjustment motor.
  • the workpiece table is here in its outer dimensions limited to a maximum size of a component to be clamped and accordingly the masses to be moved are smaller.
  • the component (circuit board) fastened therein can in turn be inclined in any desired angular position with respect to the soldering nozzle.
  • the component can be moved in relation to the soldering nozzle, on the one hand, in which the entire workpiece table with the component clamped in it is displaced in an X and / or Y direction (these directions are the support beam and table support beam direction), on the other hand the component can be rotated about two mutually perpendicular axes of rotation by the gimbal-suspended workpiece table, and can thus be positioned in any desired spatial position relative to the soldering nozzle.
  • the workpiece table itself comprises two mutually opposite support arms which are rigidly screwed to the table support beam.
  • An outer swivel frame is fastened or rotatable about an axis to these support arms.
  • An inner swing frame is in turn pivotably mounted in this outer swing frame. This pivot or rotation axis runs perpendicular to the previously explained axis.
  • In the inner swivel frame there is a clamping device with which the component can be fastened in the inner frame.
  • FIG. 1 is a schematic perspective view of a soldering system according to the invention without a gimbaled workpiece table
  • FIG. 2 is a schematic perspective view of the main components of the soldering system of FIG. 1,
  • FIG. 3 shows a schematic cross-sectional view through a solder application device
  • FIG. 4 shows a cross-sectional view of a feed pump with screw conveyor, as used in a soldering system according to the invention
  • Fig. 5 is a very schematic representation of a gimbal for a workpiece table
  • Fig. 6 is an overall perspective view of a soldering system according to the
  • the soldering system according to the invention is installed in a machine frame 1, which is used to fasten a drive unit 2 and a soldering crucible 4.
  • a feed pump 3, which is connected to the drive unit 2, is located in the soldering crucible.
  • the feed pump 3 is in turn connected to a solder application device 20.
  • FIG. Ending board 6 shown which can be moved in any direction in an XYZ coordinate system, as will be explained later with reference to the other figures.
  • the drive unit 2 thus comprises an upper part 2a, in which a transmission is housed.
  • the drive motor 13 is flanged to the side of this upper part 2a.
  • the entire drive unit 2, consisting of the upper part 2a and the drive motor 13, is connected to a cover 7 of the soldering crucible 4 via thermal insulators 12.
  • the thermal insulators 12 are, for example, ceramic spacers, ceramic rods or temperature-resistant plastic parts.
  • the feed pump 3 with a screw conveyor 10 is located in the soldering crucible 4. The more precise structure of this feed pump can be seen in FIG. 4.
  • Feed pump comprises a drive shaft 11 which is connected in a rotationally fixed manner to a pulley 25 via a shaft fastening 19.
  • the toothed belt pulley 25 is coupled to the transmission (both elements are not shown) in the drive unit 2 via a toothed belt.
  • the drive shaft 11 is mounted in a cylindrical pump housing 16 made of ceramic.
  • the screw conveyor 10 is mounted coaxially.
  • the screw conveyor runs out in a pressure chamber 14 of the pump housing 16.
  • the pressure chamber 14 is formed in that a taper is introduced into the screw conveyor 10.
  • At the end of the screw 10 is the
  • Pressure chamber 14 is provided with an opening to which a riser 22 is connected.
  • the entire part of the pump housing 16 with the screw conveyor 10 is located below the solder surface 26.
  • the entire solder crucible 4 is covered by the cover 7.
  • a nitrogen connection 30 opens into the cover 7, via which nitrogen can be introduced into the interior of the solder crucible 4.
  • nitrogen By adding nitrogen, a "covering" of the solder bath is ensured, whereby scaling of the soldering tin can be avoided in a simple manner.
  • nitrogen will also emerge from the solder application device, which achieves a better soldering result. From FIG. 2 it can be seen how the riser 22 leads into the solder application device and ends there in a soldering nozzle 20.
  • the riser 22 is surrounded by a heater 21 in a protective tube 23.
  • the riser 22 ends above the protective tube 23 in the said nozzle 20.
  • the riser is arranged coaxially in the protective tube 23.
  • An annular space is created between the riser 22 and the protective tube 23, in which the solder that emerges and does not remain on the component can flow back into the solder pot.
  • This intermediate space also offers the possibility of nitrogen 24 escaping around the nozzle 20, as a result of which a type of protective gas hood 5 is formed around the nozzle 20.
  • the cardanic suspension of a workpiece table 32 will now be explained with reference to FIGS. 5 and 6.
  • the workpiece table 32 serves to receive a circuit board to be soldered with electrical components located thereon. Accordingly, it is provided with adjustment devices, so that any size of a circuit board is durable.
  • the workpiece table 32 itself is mounted on a support beam 45 via a holding arm 47 which can be moved in the Z direction.
  • the holding arm 47 is on the
  • Support beam 45 is longitudinally displaceable, and can be moved very precisely, for example, by means of a stepper motor.
  • the support beam 45 in turn is precisely adjustable on an inner frame 41 via a motor drive 48 along the frame and perpendicular to the displaceability of the holding arm 47. So that's one Any 3-dimensional positioning of the workpiece table can be achieved.
  • the inner frame 41 is in turn rotatably mounted in an outer frame 40 via joints 43.
  • the outer frame 40 can in turn be pivoted perpendicularly to the mounting of the inner frame 41 by means of rotary bearings, specifically via pneumatic cylinders 42.
  • the entire frame structure is attached to the machine frame 1.
  • the outer frame is thus pivoted relative to the machine frame 1 via the pneumatic adjustment 42, the inner frame 41 can be pivoted by 0 ° to 20 ° to this by means of a pneumatic cylinder 49.
  • the motor 48 for adjusting the XY coordinate system on the inner frame, ie the workpiece table, can be supplied with the necessary supply units (electrics, etc.) by lines 46.
  • a circuit board to be soldered with the electrical components located thereon is fastened on the workpiece table 32.
  • the adjustment motors for the XYZ coordinate system on the inner frame and by pivoting the inner as well as the outer frame 41, 42 the position of the circuit board to be soldered can be placed above the soldering nozzle 20, and also at the required angle ,
  • the feed pump 3 is put into operation, so that solder is sucked out of the soldering crucible 4 by means of the screw conveyor 10 and conducted to the nozzle 20 via the riser 22.
  • the riser 22 is heated to the required temperature by a heating device 21 or kept at this temperature.
  • a heating device 21 By continuously introducing nitrogen via the connection 30 and nitrogen escaping through the intermediate space around the riser 22 and the protective tube 23, the soldering point on the nozzle 20 is “covered” at the same time, and thus the soldering result is improved. Returning solder passes back into the solder pot 4 via this space.
  • the screw conveyor 10 Via a control device, not shown, the screw conveyor 10 can be operated in the most precise manner over the required period of time, so that a precisely determined volume of solder is supplied to the solder application device. By rotating the screw conveyor in the opposite direction, the entire riser 22 can be emptied. This is particularly useful for cleaning purposes.

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  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)
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Abstract

The invention relates to a soldering unit for soldering electrical components onto boards using a machine. The soldering unit comprises a solder storage container (4) for receiving liquid solder, a solder applicator device (20) wherewith the solder contained in said storage container (4) can be applied to the component to be soldered, in addition to comprising a controllable solder pump (3). The solder pump (3) comprises a motor-driven conveyor worm (10) wherewith the solder can be pumped in the required amount and within the desired time-frame from the storage container (4) and said solder can be fed to the solder applicator device (20).

Description

Lötanlage und Verwendung einer Lotförderpumpe mit Förderschnecke in einer Lötanlage Soldering system and use of a solder feed pump with screw conveyor in a soldering system
Technisches GebietTechnical field
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lötanlage zum maschinellen Löten von elektrischen Bauteilen auf Platinen. Ferner betrifft die Erfindung die Verwendung einer speziellen Förderpumpe zum Fördern von Lot in einer Lötanlage.The present invention relates to a soldering system for mechanical soldering of electrical components on circuit boards. The invention further relates to the use of a special feed pump for conveying solder in a soldering system.
Stand der TechnikState of the art
In Lötanlagen werden auf maschinelle Weise elektrische Bauteile auf Platinen durch Löten befestigt. Das Löten der elektrischen Bauteile kann dabei durch Ein- tauchen in ein Lotbad erfolgen, oder durch Aufbringen von Lot mittels einer sogenannten Lotwelle. Bei diesen zwei Alternativen werden in einem Lötvorgang alle auf der Schaltplatine vorhandenen elektrischen Bauteile verlötet. Im Gegensatz hierzu können Lötanlagen aber auch dazu benutzt werden, einzelne elektrische Bauteile, wie beispielsweise nachträgliche bestückte Stecker, auf einer Platine anzulöten, indem über eine Lötdüse punktuell das jeweilige elektrischeIn soldering systems, electrical components are mechanically attached to circuit boards by soldering. The electrical components can be soldered by immersing them in a solder bath or by applying solder using a so-called solder wave. With these two alternatives, all of the electrical components present on the circuit board are soldered in one soldering process. In contrast to this, however, soldering systems can also be used to solder individual electrical components, such as, for example, retrofitted connectors, onto a circuit board by using a soldering nozzle to selectively solder the respective electrical component
Bauteil verlötet wird. Allen Verfahrensweisen ist gemein, dass als Lot normalerweise Lötzinn zum Einsatz kommt. Für die vorliegende Erfindung ist insbesondere das Aufbringen von Lot mittels einer Lotwelle oder Lötdüse relevant.Component is soldered. All procedures have in common that solder is normally used as solder. For the present invention, the application of solder by means of a solder wave or solder nozzle is particularly relevant.
Zum Fördern des Lots von einem Speicherbehälter zu dem Lotaufbringmittel, hier eine Lötdüse oder eine Lotwelle, werden bisher Flügelpumpen eingesetzt. Dies führt bei Lötanlagen teilweise zu Problemen. So ist es äußerst schwer, eine konstante Volumenförderung des Lots zu erreichen. Darüber hinaus sind derartige Pumpen relativ aufwendig und teuer. Eine weitere Problematik bei bisherigen Lötanlagen besteht darin, dass das Lot in dem vertikalen Leitungsabschnitt zur Lotwelle oder Lötdüse ausserhalb des flüssigen Lotbades im Speicherbehälter verläuft, wodurch es in diesem Leitungabschnitt zu Verstopfungen durch erkaltetes Lot kommen kann. Ferner ist damit die Gefahr verbunden, dass das Lot beim Austritt bereits in einen teigigen Zustand gewechselt hat, was die Lötbedingungen stark verändert und unter Umständen das Lotergebnis verschlechtert.Vane pumps have hitherto been used to convey the solder from a storage container to the solder application means, here a soldering nozzle or a solder wave. This sometimes leads to problems with soldering systems. It is extremely difficult to achieve constant volume delivery of the solder. In addition, such pumps are relatively complex and expensive. Another problem with previous soldering systems is that the solder runs in the vertical line section to the solder wave or nozzle outside the liquid solder bath in the storage container, which can lead to blockages due to cooled solder in this line section. Furthermore, there is the risk that the solder has already changed to a doughy state when it emerges, which changes the soldering conditions considerably and, under certain circumstances, worsens the soldering result.
Darstellung der ErfindungPresentation of the invention
Das der Erfindung zugrundeliegende technische Problem besteht darin, in einer Lötanlage eine äußerst konstante Lotförderung zu erzielen und dabei der hierfür erforderliche technische Aufwand möglichst gering bleibt.The technical problem on which the invention is based is to achieve extremely constant solder conveyance in a soldering system and the technical effort required for this to be kept as low as possible.
Dieses technische Problem wird durch eine Lötanlage mit den Merkmalen desThis technical problem is solved by a soldering system with the characteristics of
Anspruchs 1 wie auch durch die Verwendung gemäß des Anspruchs 15 gelöst. Eine erfindungsgemäße Lötanlage zum maschinellen Verlöten von elektrischen Bauteilen auf Platinen weist einen Lotspeicherbehälter zur Aufnahme von flüssigem Lot auf. Darüber hinaus ist eine Lotaufbringeinrichtung vorhanden, mit der das Lot aus dem Speicherbehälter zu dem zu verlötenden Bauteil aufbringbar ist.Claim 1 as well as solved by the use according to claim 15. A soldering system according to the invention for the mechanical soldering of electrical components on printed circuit boards has a solder storage container for holding liquid solder. In addition, there is a solder application device with which the solder can be applied from the storage container to the component to be soldered.
Mit einer steuerbaren Lotpumpe ist das Lot in der gewünschten Menge und Zeitspanne aus dem Speicherbehälter abpumpbar und der Lotaufbringeinrichtung genau dosiert zuführbar. Die Lotpumpe umfaßt eine motorgetriebene Förderschnecke, um das Lot zu fördern. Die Verwendung einer Lotpumpe mit Förder- Schnecke zum Fördern von Lot in einer Lötanlage stellt hinsichtlich eines Aspekts der Erfindung den Kern der Erfindung dar. Ein zweiter Aspekt betrifft die Lagerung eines Werkstücktisches zur Halterung und Positionierung zumindest einer Platine in einer Lötanlage. Der Erfindung liegt also der eine Gedanke zugrunde, erstmals eine Förderschnecke zum Fördern von Lot in einer an sich bekannten Lötanlage einzusetzen. Durch den Einsatz einer Förderschnecke wird erstmals eine absolut konstante und damit pulsfreie Volumenförderung des Lots erreicht. Durch die entsprechende Wahl der Geometrie der Förderschnecke (umfassend unter anderem Steigung, Außendurchmesser, Verhältnis von Kerndurchmesser zu Außendurchmesser,With a controllable solder pump, the solder can be pumped out of the storage container in the desired quantity and time period and can be supplied to the solder application device in a precisely metered manner. The solder pump includes a motor driven screw conveyor to convey the solder. The use of a solder pump with a screw conveyor for conveying solder in a soldering system represents the core of the invention with respect to one aspect of the invention. A second aspect relates to the mounting of a workpiece table for holding and positioning at least one circuit board in a soldering system. The invention is therefore based on the idea of using a screw conveyor for conveying solder in a soldering system known per se for the first time. By using a screw conveyor, absolutely constant and therefore pulse-free volume delivery of the solder is achieved for the first time. Through the appropriate choice of the geometry of the screw conveyor (including, among other things, pitch, outside diameter, ratio of core diameter to outside diameter,
Verhältnis Zahnkopfbreite zu Zahnfußbreite etc.) und der Drehzahl kann in einfachster Weise das Fördervolumen genau bestimmt werden. Der Antrieb der Förderschnecke erfolgt in einfacher Weise durch einen steuerbaren Motor. Durch den Einsatz einer Förderschnecke ist es auch erstmals möglich, den Antrieb der För- derschnecke hinsichtlich der erforderlichen Leistung geringer als bisher auszulegen, da nur die Leistung für die Förderung des tatsächlich benötigten Lotvolumens benötigt wird. Damit ist ein sehr einfacher und kompakter Aufbau erzielbar. Schließlich ist noch hervorzuheben, dass die Förderschnecke weit eingetaucht im Lot endet, so dass mit der Pumpe erfindungsgemäß nur sauberes Lot angesaugt und gefördert wird, da verzundertes Lot, wie beispielsweise Lötzinn, Sand und ähnliche Partikel, oben aufschwimmen.Ratio of tooth tip width to tooth root width etc.) and the speed of rotation, the delivery volume can be determined precisely in the simplest way. The screw conveyor is driven in a simple manner by a controllable motor. By using a screw conveyor, it is also possible for the first time to design the drive of the screw conveyor to be lower than previously with regard to the required output, since only the output is required to convey the solder volume actually required. A very simple and compact structure can thus be achieved. Finally, it should be emphasized that the screw conveyor ends immersed in the solder, so that according to the invention only clean solder is sucked in and conveyed, since scaled solder, such as solder, sand and similar particles, floats on top.
Durch entsprechende Wahl des Materials für ein Pumpengehäuse, die Antriebswelle und der Förderschnecke, beispielsweise Keramik, ist es auch möglich, tem- peraturbedingte unterschiedliche Ausdehnungen technisch zu beherrschen.By appropriate selection of the material for a pump housing, the drive shaft and the screw conveyor, for example ceramic, it is also possible to master different expansions due to temperature.
Gleichzeitig wird eine gute thermische Entkoppelung zu den Antriebskomponenten erreicht.At the same time, good thermal decoupling from the drive components is achieved.
Beispielsweise sind zur thermischen Entkopplung der Pumpe und der Antriebs- einheit folgende Ausgestaltungen denkbar. Das Pumpengehäuse besteht vollständig aus Keramik. Alternativ hierzu ist es aber auch möglich, das Pumpengehäuse zu teilen und den unteren Teil, in dem die Förderschnecke untergebracht ist, aus Stahl (beispielsweise VA-Stahl) herzustellen, und den oberen Teil, der die Antriebswelle aufnimmt, aus Keramik zu fertigen. Die Förderschnecke selbst kann aus Stahl oder Keramik oder einem anderen geeigneten temperaturbeständigenFor example, the following configurations are conceivable for the thermal decoupling of the pump and the drive unit. The pump housing is made entirely of ceramic. Alternatively, it is also possible to divide the pump housing and to manufacture the lower part, in which the screw conveyor is accommodated, from steel (for example VA steel) and the upper part, which receives the drive shaft, from ceramic. The screw conveyor itself can made of steel or ceramic or another suitable temperature-resistant
Material bestehen. Eine Variante besteht darin, ein metallisches Pumpengehäuse an einer Abdeckung des Speicherbehälters anzubringen. In dem metallischen Pumpengehäuse läuft dann die metallische Schnecke. Durch die Verwendung einer keramischen Antriebswelle wird bereits eine thermische Entkopplung er- zielt.Material. A variant consists in attaching a metallic pump housing to a cover of the storage container. The metallic screw then runs in the metallic pump housing. Thermal decoupling is already achieved by using a ceramic drive shaft.
Der Antrieb der Förderschnecke kann auf unterschiedliche Weise erfolgen. Eine einfache und kostengünstige Lösung besteht darin, dass die Förderschnecke der Lotpumpe direkt oder über ein Getriebe durch einen Elektromotor angetrieben ist. Bei schlechten Einbauverhältnissen oder wenn z.B. Dreh- und Leitungsanpassungen des Motors an die Pumpe notwendig werden, kann die Zwischenschaltung eines Getriebes vorteilhaft sein. Damit ist eine genaue Steuerung der Förderschnecke und damit des Fördervolumens möglich, indem der Elektromotor entsprechend regelbar ist. Überdies ist eine Anpassung an unterschiedlichste Anfor- derungen möglich, indem in einfacher Weise das Getriebe ausgetauscht oder angepaßt wird.The screw conveyor can be driven in different ways. A simple and inexpensive solution is that the screw conveyor of the solder pump is driven directly or via a gear by an electric motor. In poor installation conditions or when e.g. If it is necessary to adjust the rotation and line of the motor to the pump, the interposition of a gearbox can be advantageous. This enables precise control of the screw conveyor and thus of the delivery volume by regulating the electric motor accordingly. In addition, adaptation to a wide variety of requirements is possible by simply replacing or adapting the gear.
Wie bereits eingangs erwähnt, kann es aufgrund der unterschiedlichen Temperaturen im Bereich des Lotbades zu unterschiedlichen Längenausdehnungen kommen. Indem das die Förderschnecke umgebende Pumpengehäuse aus Keramik besteht, ist eine temperaturbedingte Dehnung weitgehend ausgeschlossen. Darüber hinaus ist durch die Lagerung der Förderschnecke und der Antriebswelle in dem Pumpengehäuse aus Keramik eine weitgehend wartungsfreie Lotpumpe geschaffen, wodurch die Betriebskosten verringert werden.As already mentioned at the beginning, the different lengths in the area of the solder bath can lead to different linear expansions. Since the pump housing surrounding the screw conveyor is made of ceramic, temperature-related expansion is largely excluded. In addition, a largely maintenance-free solder pump is created by the storage of the screw conveyor and the drive shaft in the ceramic pump housing, as a result of which the operating costs are reduced.
Indem auch die Antriebswelle und/oder die Förderschnecke aus Keramik bestehen, können thermische Probleme in noch größerem Umfang vermieden werden. Eine thermische Isolierung ist bei dieser Ausbildung ebenfalls in einfachsterSince the drive shaft and / or the screw conveyor are also made of ceramic, thermal problems can be avoided to an even greater extent. Thermal insulation is also the simplest in this training
Weise möglich, indem der Elektromotor und das Getriebe in einem Gehäuse untergebracht sind, das durch thermische Isolatoren, wie beispielsweise Keramikbauteile oder temperaturfeste Kunststoffteile, von dem Speicherbehälter isoliert sind. Auf die gleiche Weise kann auch die Antriebseinheit am Maschinengestell montiert sein.This is possible by accommodating the electric motor and the transmission in a housing which is insulated from the storage container by thermal insulators, such as ceramic components or temperature-resistant plastic parts. In the same way, the drive unit can also be mounted on the machine frame.
Eingangs wurde bereits erwähnt, dass verschiedenste Lotaufbringeinrichtungen in einer erfindungsgemäßen Lötanlage einsetzbar sind. Für den Fall, dass eine punktuelle Verlötung von Bauteilen gewünscht wird, ist es angebracht, die Lot- aufbringeinrichtung als Lotauftragsdüse auszubilden. Dabei ist es vorteilhaft, wenn diese über eine beheizte Steigleitung, die wiederum mit der Pumpe verbunden ist, mit dem Lot versorgt wird.It was mentioned at the outset that a wide variety of solder application devices can be used in a soldering system according to the invention. In the event that selective soldering of components is desired, it is appropriate to design the solder application device as a solder application nozzle. It is advantageous if this is supplied with the solder via a heated riser, which in turn is connected to the pump.
Eine breitere, flächendeckende Verlötung von Bauteilen auf Platinen ist möglich, indem als Lotaufbringeinrichtung eine Lotwelle zum Einsatz kommt. Bei beidenA wider, area-wide soldering of components on circuit boards is possible by using a solder wave as the solder application device. By both
Alternativen für eine Lotaufbringeinrichtung ist es vorteilhaft, wenn die hierin verlaufende Steigleitung beheizbar ist.Alternatives for a solder application device, it is advantageous if the riser pipe running therein can be heated.
Bisher wurde unter anderem ein Roboter eingesetzt, um die zu verlötenden Bau- teile auf einer Platine in der erforderlichen Weise an die Lotaufbringeinrichtung heranzuführen. Dadurch waren entsprechende Lötanlagen äußerst teuer und aufwendig. Indem erstmals ein kardanisch aufgehängter Werkstücktisch, der auch in Z-Richtung verschiebbar ist, über der Lotaufbringeinrichtung angeordnet ist, kann in einfacher Weise, technisch weit weniger aufwendig als bisher, äußerst schnell und günstig, ebenfalls in der erforderlichen Weise ein Bauteil auf einer Platine zum Verlöten an die Lötaufbringeinrichtung herangeführt werden. Als äußerst zweckmäßig hat sich ein Aufbau erwiesen, der aus einem äußeren Rahmen besteht, der um eine Achse schwenkbar ist, so dass verschiedene Neigungen des Rahmens eingestellt werden können. An diesen äußeren Rahmen ist ein innerer Rahmen derart gelagert, dass er um eine 90° versetzt hierzu ausgerichtete Achse schwenkbar ist. Auf diesem inneren Rahmen ist wiederum ein Tragebalken längsbeweglich geführt und angetrieben. Dieser entlang des inneren Rahmen verfahrbare Träger weist wiederum einen hieran angebrachten, längs des Trägers verfahrbaren Haltearm auf, an dem der Werkstücktisch zur Aufnahme der zu verlö- tenden Platine angeordnet ist. Das heißt, der Werkstücktisch ist sowohl über den inneren Rahmen wie auch den äußeren Rahmen in seiner Neigung über der Lot- aufbringeinrichtung verstellbar und verfahrbar. In Z-Richtung, d.h. senkrecht zum verfahrbaren Tragbalken ist der Werkstücktisch vorteilhafterweise auch verfahrbar. Alle Verfahreinrichtungen können über Schrittmotoren etc. oder andere ge- eignete Stelleinrichtungen wie Linearmotoren, genau positioniert werden. DieSo far, among other things, a robot has been used to bring the components to be soldered onto the circuit board in the required manner to the solder application device. Corresponding soldering systems were extremely expensive and complex. In that for the first time a gimbal-mounted workpiece table, which can also be moved in the Z direction, is arranged above the solder application device, a component on a circuit board can also be easily, technically far less complex than before, extremely quickly and inexpensively Soldering can be introduced to the soldering device. A structure which has proven to be extremely expedient is an outer frame which can be pivoted about an axis, so that different inclinations of the frame can be set. There is an inner frame on this outer frame The frame is mounted in such a way that it can be pivoted about an axis that is offset by 90 °. On this inner frame, a support beam is in turn guided and driven in a longitudinally movable manner. This carrier, which can be moved along the inner frame, in turn has a holding arm attached to it, which can be moved along the carrier and on which the workpiece table for receiving the board to be soldered is arranged. This means that the inclination of the workpiece table can be adjusted and moved over the inner frame as well as the outer frame above the solder application device. The workpiece table can advantageously also be moved in the Z direction, ie perpendicular to the movable support beam. All traversing devices can be precisely positioned using stepper motors etc. or other suitable actuating devices such as linear motors. The
Verschwenkung der Rahmen ist beispielweise auch sehr vorteilhaft durch Pneumatik- oder Hydraulikzylinder einstellbar.Pivoting of the frame is also very advantageously adjustable, for example, by means of pneumatic or hydraulic cylinders.
Damit ist gewährleistet, dass der Werkstücktisch in einem kartesischen Koordi- natensystem in allen drei Basisvektorrichtungen gesteuert und genau verschiebbar ist, so dass eine äußerst genaue Einstellung einer Platine zur Lotaufbringeinrichtung gewährleistet ist. Insbesondere ist es auch möglich, das zu verlötende Bauteil in dem erforderlichen Winkel zwischen beispielsweise 0° - 12° gegenüber der Lotaufbringeinrichtung zu neigen, wodurch die besten Lötergebnisse erzielt wer- den.This ensures that the workpiece table in a Cartesian coordinate system is controlled and precisely displaceable in all three basic vector directions, so that extremely precise adjustment of a board to the solder application device is ensured. In particular, it is also possible to incline the component to be soldered at the required angle, for example between 0 ° and 12 °, with respect to the solder application device, as a result of which the best soldering results are achieved.
Bei einer alternativen Ausführungsform eines kardanisch aufgehängten Werkstücktisches, sind an zwei gegenüberliegenden Seitenrändern einer erfindungsgemäßen Lötanlage Tragbalken vorhanden, auf denen ein querliegender Tischtragbalken verfahrbar montiert ist. An dem Tischtragbalken ist wiederum ein kardanisch aufgehängter Werkstücktisch längs des Tischtragbalkens verfahrbar befestigt. Optional ist der Werkstücktisch zudem durch einen VerStellmotor vertikal zum Tischtragbalken verfahrbar. Im Gegensatz zur zuvor erläuterten Ausführungsform ist hier also der Werkstücktisch in seinen Außenabmessungen auf eine Maximalgröße eines einzuspannenden Bauteils begrenzt und dementsprechend sind die zu bewegenden Massen geringer. Selbstverständlich ist aber durch die spezielle Aufhängung des Werkstücktisches das darin befestigte Bauteil (Platine) zur Verlötung wiederum in jedwede gewünschte Winkellage gegenüber der Lötdüse neigbar. D.h., das Bauteil ist gegenüber der Lötdüse zum einen verschiebbar, in dem der gesamte Werkstücktisch mit dem darin eingespannten Bauteil gegenüber der Lotdüse in einer X- und/oder Y-Richtung (diese Richtungen liegen Tragbalken - und Tischtragbalkenrichtung) verschoben wird, zum anderen ist das Bauteil durch den kardanisch aufgehängten Werkstücktisch um zwei zueinander senkrecht stehende Drehachsen verdrehbar, und damit gegenüber der Lötdüse in jeglicher gewünschter räumlicher Lage positionierbar.In an alternative embodiment of a cardanically suspended workpiece table, supporting beams are provided on two opposite side edges of a soldering system according to the invention, on which a transverse table supporting beam is movably mounted. In turn, a gimbal-suspended workpiece table is fastened to the table support beam so that it can move along the table support beam. Optionally, the workpiece table can also be moved vertically to the table support beam using an adjustment motor. In contrast to the previously explained embodiment, the workpiece table is here in its outer dimensions limited to a maximum size of a component to be clamped and accordingly the masses to be moved are smaller. Of course, due to the special suspension of the workpiece table, the component (circuit board) fastened therein can in turn be inclined in any desired angular position with respect to the soldering nozzle. This means that the component can be moved in relation to the soldering nozzle, on the one hand, in which the entire workpiece table with the component clamped in it is displaced in an X and / or Y direction (these directions are the support beam and table support beam direction), on the other hand the component can be rotated about two mutually perpendicular axes of rotation by the gimbal-suspended workpiece table, and can thus be positioned in any desired spatial position relative to the soldering nozzle.
Der Werkstücktisch selbst umfaßt zwei einander gegenüberliegende Tragarme, die starr am Tischtragbalken angeschraubt sind. An diesen Tragarmen ist ein äußerer Schwenkrahmen um eine Achse verschwenkbar oder verdrehbar befestigt. In diesem äußeren Schwenkrahmen ist ein innerer Schwenkrahmen wiederum verschwenkbar gelagert. Diese Schwenk- oder Drehachse verläuft senkrecht zur zuvor erläuterten Achse. Im inneren Schwenkrahmen ist eine Klemmeinrichtung vorhanden, mit der das Bauteil im inneren Rahmen befestigbar ist. The workpiece table itself comprises two mutually opposite support arms which are rigidly screwed to the table support beam. An outer swivel frame is fastened or rotatable about an axis to these support arms. An inner swing frame is in turn pivotably mounted in this outer swing frame. This pivot or rotation axis runs perpendicular to the previously explained axis. In the inner swivel frame there is a clamping device with which the component can be fastened in the inner frame.
Kurze Beschreibung der ZeichnungenBrief description of the drawings
Im Folgenden ist zur weiteren Erläuterung und zum besseren Verständnis der Erfindung eine Ausführungsform unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:In the following, an embodiment is described in more detail with reference to the accompanying drawings for further explanation and for a better understanding of the invention. It shows:
Fig. 1 eine schematisierte perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen Lötanlage ohne kardanisch aufgehängten Werkstücktisch,1 is a schematic perspective view of a soldering system according to the invention without a gimbaled workpiece table,
Fig. 2 eine schematisierte Perspektivansicht der Hauptkomponenten der Lötanlage der Fig. 1 ,2 is a schematic perspective view of the main components of the soldering system of FIG. 1,
Fig. 3 eine schematisierte Querschnittsansicht durch eine Lotaufbringeinrichtung,3 shows a schematic cross-sectional view through a solder application device,
Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Förderpumpe mit Förderschnecke, wie sie in einer erfindungsgemäßen Lötanlage eingesetzt ist,4 shows a cross-sectional view of a feed pump with screw conveyor, as used in a soldering system according to the invention,
Fig. 5 eine sehr schematisierte Darstellung einer kardanischen Aufhängung für einen Werkstücktisch undFig. 5 is a very schematic representation of a gimbal for a workpiece table and
Fig. 6 eine perspektivische Gesamtansicht auf eine Lötanlage gemäß derFig. 6 is an overall perspective view of a soldering system according to the
Erfindung mit aufgesetztem kardanisch aufgehängtem Werkstücktisch.Invention with a gimbal-mounted workpiece table.
Wie aus der Fig. 1 ersichtlich, ist die erfindungsgemäße Lötanlage in einem Maschinengestell 1 eingebaut, das zur Befestigung einer Antriebseinheit 2 und eines Lötzinntiegels 4 dient. Im Lötzinntiegel befindet sich eine Förderpumpe 3, die mit der Antriebseinheit 2 verbunden ist. Die Förderpumpe 3 ist wiederum mit einer Lotaufbringeinrichtung 20 verbunden. Schließlich ist in der Fig. 1 eine zu verlö- tende Platine 6 dargestellt, die in beliebiger Richtung in einem XYZ-Koordinaten- system verschiebbar ist, wie es später noch anhand der weiteren Figuren erläutert wird.As can be seen from FIG. 1, the soldering system according to the invention is installed in a machine frame 1, which is used to fasten a drive unit 2 and a soldering crucible 4. A feed pump 3, which is connected to the drive unit 2, is located in the soldering crucible. The feed pump 3 is in turn connected to a solder application device 20. Finally, one in FIG. Ending board 6 shown, which can be moved in any direction in an XYZ coordinate system, as will be explained later with reference to the other figures.
Die genauere Ausgestaltung der Antriebseinheit und der für die erfindungsgemäße Lötanlage wesentlichen Elemente wie Lötpumpe und Lotaufbringeinrichtung sind aus der perspektivischen Ansicht gemäß der Fig. 2 genauer erkennbar. So umfaßt die Antriebseinheit 2 ein Oberteil 2a, in dem ein Getriebe untergebracht ist. Der Antriebsmotor 13 ist an dieses Oberteil 2a seitlich angeflanscht. Die gesamte Antriebseinheit 2, bestehend aus dem Oberteil 2a und dem Antriebsmotor 13, ist mit einer Abdeckung 7 des Lötzinntiegels 4 über thermische Isolatoren 12 verbunden.The more precise design of the drive unit and the elements such as the soldering pump and soldering device that are essential for the soldering system according to the invention can be seen more clearly from the perspective view according to FIG. 2. The drive unit 2 thus comprises an upper part 2a, in which a transmission is housed. The drive motor 13 is flanged to the side of this upper part 2a. The entire drive unit 2, consisting of the upper part 2a and the drive motor 13, is connected to a cover 7 of the soldering crucible 4 via thermal insulators 12.
Die thermischen Isolatoren 12 sind beispielsweise Keramikabstandshalter, Keramikstäbe oder temperaturfeste Kunststoffteile.The thermal insulators 12 are, for example, ceramic spacers, ceramic rods or temperature-resistant plastic parts.
In dem Lötzinntiegel 4 befindet sich die Förderpumpe 3 mit einer Förderschnecke 10. Der genauere Aufbau dieser Förderpumpe ist in der Fig. 4 ersichtlich. DieThe feed pump 3 with a screw conveyor 10 is located in the soldering crucible 4. The more precise structure of this feed pump can be seen in FIG. 4. The
Förderpumpe umfaßt eine Antriebswelle 11, die über eine Wellenbefestigung 19 mit einer Riemenscheibe 25 drehfest verbunden ist. Die Zahnriemenscheibe 25 ist über einen Zahnriemen mit dem Getriebe (beide Elemente sind nicht gezeigt) in der Antriebseinheit 2 gekoppelt. Die Antriebswelle 11 ist in einem zylindrischen Pumpengehäuse 16 aus Keramik gelagert. Am unteren Ende der Antriebswelle 11 ist die Förderschnecke 10 koaxial angebracht. Die Förderschnecke läuft in einem Druckraum 14 des Pumpengehäuses 16 aus. Der Druckraum 14 wird dadurch gebildet , dass in die Förderschnecke 10 eine Verjüngung eingebracht wird. An der Stirnseite des Pumpengehäuses 16, in Richtung zu der Förderschnecke 10, erfolgt eine Eingangsströmung 15 von Lötzinn. Am Ende der Förderschnecke 10 ist derFeed pump comprises a drive shaft 11 which is connected in a rotationally fixed manner to a pulley 25 via a shaft fastening 19. The toothed belt pulley 25 is coupled to the transmission (both elements are not shown) in the drive unit 2 via a toothed belt. The drive shaft 11 is mounted in a cylindrical pump housing 16 made of ceramic. At the lower end of the drive shaft 11, the screw conveyor 10 is mounted coaxially. The screw conveyor runs out in a pressure chamber 14 of the pump housing 16. The pressure chamber 14 is formed in that a taper is introduced into the screw conveyor 10. At the front of the pump housing 16, in the direction of the screw conveyor 10, there is an inlet flow 15 of solder. At the end of the screw 10 is the
Druckraum 14 mit einer Öffnung versehen, an die eine Steigleitung 22 angeschlossen ist. Wie aus der Fig. 4 ersichtlich, befindet sich der gesamte Teil des Pumpengehäuses 16 mit der Förderschnecke 10 unterhalb der Lötzinnoberfläche 26. Der gesamte Lötzinntiegel 4 ist durch die Abdeckung 7 abgedeckt. Wie aus der Fig. 2 ersichtlich, mündet in der Abdeckung 7 ein Stickstoffanschluß 30, über den Stickstoff in das Innere des Lötzinntiegels 4 eingebracht werden kann. Durch Hinzuführung von Stickstoff ist eine "Abdeckung" des Lötbades gewährleistet, wodurch eine Verzunderung des Lötzinns auf einfache Weise vermie- den werden kann. Gleichzeitig wird auch Stickstoff aus der Lotaufbringeinrichtung austreten, wodurch ein besseres Lötergebnis erreicht wird. Aus der Fig. 2 ist ersichtlich, wie die Steigleitung 22 in die Lotaufbringeinrichtung führt und dort in einer Lötdüse 20 endet.Pressure chamber 14 is provided with an opening to which a riser 22 is connected. As can be seen from FIG. 4, the entire part of the pump housing 16 with the screw conveyor 10 is located below the solder surface 26. The entire solder crucible 4 is covered by the cover 7. As can be seen from FIG. 2, a nitrogen connection 30 opens into the cover 7, via which nitrogen can be introduced into the interior of the solder crucible 4. By adding nitrogen, a "covering" of the solder bath is ensured, whereby scaling of the soldering tin can be avoided in a simple manner. At the same time, nitrogen will also emerge from the solder application device, which achieves a better soldering result. From FIG. 2 it can be seen how the riser 22 leads into the solder application device and ends there in a soldering nozzle 20.
Aus der Fig. 3 ist der genaue Aufbau der Lotaufbringeinrichtung (hier Lötdüse) erkennbar. So ist die Steigleitung 22 in einem Schutzrohr 23 von einer Heizeinrichtung 21 umgeben. Die Steigleitung 22 endet oberhalb des Schutzrohres 23 in der besagten Düse 20. Die Steigleitung ist in dem Schutzrohr 23 koaxial angeordnet. Zwischen der Steigleitung 22 und dem Schutzrohr 23 ist ein ringförmiger Zwischenraum geschaffen, in dem austretendes und nicht am Bauteil verbleibendes Lötzinn in den Lötzinntiegel zurückfließen kann. Dieser Zwischenraum bietet auch die Möglichkeit, dass Stickstoff 24 um die Düse 20 herum austritt, wodurch eine Art Schutzgashaube 5 um die Düse 20 herum gebildet wird.The exact structure of the solder application device (here soldering nozzle) can be seen from FIG. Thus, the riser 22 is surrounded by a heater 21 in a protective tube 23. The riser 22 ends above the protective tube 23 in the said nozzle 20. The riser is arranged coaxially in the protective tube 23. An annular space is created between the riser 22 and the protective tube 23, in which the solder that emerges and does not remain on the component can flow back into the solder pot. This intermediate space also offers the possibility of nitrogen 24 escaping around the nozzle 20, as a result of which a type of protective gas hood 5 is formed around the nozzle 20.
Anhand der Fig. 5 und 6 wird nun die kardanische Aufhängung eines Werkstücktisches 32 erläutert. Der Werkstücktisch 32 dient zur Aufnahme einer zu verlötende Platine mit darauf befindlichen elektrischen Bauteilen. Er ist dementsprechend mit EinStelleinrichtungen versehen, so dass jedwede Größe einer Platine haltbar ist. Der Werkstücktisch 32 ist selbst über eine in Z-Richtung verfahrenba- ren Haltearm 47 an einem Tragbalken 45 gelagert. Der Haltearm 47 ist an demThe cardanic suspension of a workpiece table 32 will now be explained with reference to FIGS. 5 and 6. The workpiece table 32 serves to receive a circuit board to be soldered with electrical components located thereon. Accordingly, it is provided with adjustment devices, so that any size of a circuit board is durable. The workpiece table 32 itself is mounted on a support beam 45 via a holding arm 47 which can be moved in the Z direction. The holding arm 47 is on the
Tragbalken 45 längsverschiebbar, und zwar durch beispielsweise einen Schrittmotor sehr genau verschiebbar. Der Tragbalken 45 wiederum ist auf einem Innenrahmen 41 über einen Motorantrieb 48 längs des Rahmens und senkrecht zu der Verschiebbarkeit des Haltearms 47 genau einstellbar verschiebbar. Damit ist eine beliebige 3-dimensionale Positionierung des Werkstücktisches erzielbar. Der innere Rahmen 41 ist wiederum über Gelenke 43 drehbar in einem äußeren Rahmen 40 gelagert. Der äußere Rahmen 40 wiederum ist über Drehlagerungen senkrecht zu der Lagerung des inneren Rahmens 41 verschwenkbar, und zwar über Pneumatikzylinder 42. Der gesamte Rahmenaufbau ist auf dem Maschinengestell 1 angesetzt. Über die Pneumatikverstellung 42 wird also der äußere Rahmen gegenüber dem Maschinengestell 1 verschwenkt, der innere Rahmen 41 ist über einen Pneumatikzylinder 49 um 0° - 20° hierzu verschwenkbar. Der Motor 48 zur Verstellung des XY-Koordinatensystems auf dem inneren Rahmen, d.h. des Werkstücktisches, ist mit den erforderlichen Versorgungseinheiten (Elektrik etc.) durch Leitungen 46 versorgbar.Support beam 45 is longitudinally displaceable, and can be moved very precisely, for example, by means of a stepper motor. The support beam 45 in turn is precisely adjustable on an inner frame 41 via a motor drive 48 along the frame and perpendicular to the displaceability of the holding arm 47. So that's one Any 3-dimensional positioning of the workpiece table can be achieved. The inner frame 41 is in turn rotatably mounted in an outer frame 40 via joints 43. The outer frame 40 can in turn be pivoted perpendicularly to the mounting of the inner frame 41 by means of rotary bearings, specifically via pneumatic cylinders 42. The entire frame structure is attached to the machine frame 1. The outer frame is thus pivoted relative to the machine frame 1 via the pneumatic adjustment 42, the inner frame 41 can be pivoted by 0 ° to 20 ° to this by means of a pneumatic cylinder 49. The motor 48 for adjusting the XY coordinate system on the inner frame, ie the workpiece table, can be supplied with the necessary supply units (electrics, etc.) by lines 46.
Es wird nun die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Lötanlage beschrieben. Auf dem Werkstücktisch 32 wird eine zu lötende Platine mit den darauf befindlichen elektrischen Bauteilen befestigt. Über die VerStellmotoren für das XYZ-Ko- ordinatensystem am inneren Rahmen und durch Verschwenken des inneren wie auch des äußeren Rahmens 41, 42 kann in genauester Weise die zu verlötende Stelle der Platine über der Lötdüse 20 plaziert werden, und zwar auch in dem erforderlichen Winkel. Dann wird die Förderpumpe 3 in Betrieb gesetzt, wodurch mittels der Förderschnecke 10 Lötzinn aus dem Lötzinntiegel 4 angesaugt und über die Steigleitung 22 zu der Düse 20 geleitet wird. Um ein Erstarren bzw. eineThe operation of the soldering system according to the invention will now be described. A circuit board to be soldered with the electrical components located thereon is fastened on the workpiece table 32. Via the adjustment motors for the XYZ coordinate system on the inner frame and by pivoting the inner as well as the outer frame 41, 42, the position of the circuit board to be soldered can be placed above the soldering nozzle 20, and also at the required angle , Then the feed pump 3 is put into operation, so that solder is sucked out of the soldering crucible 4 by means of the screw conveyor 10 and conducted to the nozzle 20 via the riser 22. To freeze or a
Verfestigung des Lötzinns beim Aufsteigen zur Lötdüse 20 in der Steigleitung 22 zu verhindern, wird die Steigleitung 22 durch eine Heizeinrichtung 21 auf die erforderliche Temperatur aufgeheizt bzw. auf dieser Temperatur gehalten. Indem über den Anschluß 30 ständig Stickstoff eingebracht wird und über den Zwischen- räum um die Steigleitung 22 und dem Schutzrohr 23 Stickstoff austritt, wird gleichzeitig beim Verlöten an der Düse 20 die Lötstelle "abgedeckt" und damit das Lötergebnis verbessert. Zurücklaufendes Lot gelangt über diesen Zwischenraum wieder in den Lötzinntiegel 4. Über ein nicht dargestelltes Steuergerät kann in genauester Weise die Förderschnecke 10 über die erforderliche Zeitspanne betrieben werden, so dass eine genau bestimmte Volumenmenge von Lötzinn der Lotaufbringeinrichtung zugeführt wird. Indem die Förderschnecke in umgekehrter Richtung gedreht wird, kann die gesamte Steigleitung 22 entleert werden. Dies ist insbesondere zu Reinigungs- zwecken sehr zweckdienlich. To prevent solidification of the solder when rising to the solder nozzle 20 in the riser 22, the riser 22 is heated to the required temperature by a heating device 21 or kept at this temperature. By continuously introducing nitrogen via the connection 30 and nitrogen escaping through the intermediate space around the riser 22 and the protective tube 23, the soldering point on the nozzle 20 is “covered” at the same time, and thus the soldering result is improved. Returning solder passes back into the solder pot 4 via this space. Via a control device, not shown, the screw conveyor 10 can be operated in the most precise manner over the required period of time, so that a precisely determined volume of solder is supplied to the solder application device. By rotating the screw conveyor in the opposite direction, the entire riser 22 can be emptied. This is particularly useful for cleaning purposes.

Claims

Patentansprüche claims
1. Lötanlage zum maschinellen Verlöten von elektrischen Bauteilen auf Platinen mit einem Lotspeicherbehälter (4) zur Aufnahme von flüssigem Lot, - einer Lotaufbringeinrichtung (20), mit der das Lot aus dem1. Soldering machine for the mechanical soldering of electrical components on circuit boards with a solder storage container (4) for receiving liquid solder, - a solder application device (20) with which the solder from the
Speicherbehälter (4) auf das zu verlötende Bauteil aufbringbar ist, und einer steuerbaren Lotpumpe (3), die eine motorgetriebene Förderschnecke (10) aufweist, mit der das Lot in der gewünschten Menge und Zeitspanne aus dem Speicherbehälter (4) abpumpbar und der Lot- aufbringeinrichtung (20) zuführbar ist.Storage container (4) can be applied to the component to be soldered, and a controllable solder pump (3), which has a motor-driven screw conveyor (10) with which the solder can be pumped out of the storage container (4) in the desired amount and for a period of time and the solder Application device (20) can be fed.
2. Lötanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecke (10) der Lotpumpe direkt oder über ein Getriebe durch einen Elektromotor (13) angetrieben ist.2. Soldering system according to claim 1, characterized in that the screw conveyor (10) of the solder pump is driven directly or via a gear by an electric motor (13).
3. Lötanlage nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderschnecke (10) in einem Pumpengehäuse (16) aus Keramik gelagert ist.3. Soldering system according to claim 1 or 2, characterized in that the screw conveyor (10) is mounted in a pump housing (16) made of ceramic.
4. Lötanlage nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (11) und/oder die Förderschnecke (10) aus Keramik bestehen.4. Soldering system according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the drive shaft (11) and / or the screw conveyor (10) consist of ceramic.
5. Lötanlage nach Anspruch 2, d a d u r c h gekennzeichnet, dass der Elektromotor (13) und das Getriebe in einem Gehäuse (17) untergebracht sind, das durch thermische Isolatoren (12) von dem Speicherbehälter (8) isoliert ist. 5. Soldering system according to claim 2, characterized in that the electric motor (13) and the gearbox are housed in a housing (17) which is insulated from the storage container (8) by thermal insulators (12).
6. Lötanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotaufbringeinrichtung eine oder mehrere Lotdüsen (20) umfasst.6. Soldering system according to claim 1, characterized in that the solder application device comprises one or more solder nozzles (20).
7. Lötanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lotaufbringeinrichtung eine Lotwelle umfasst.7. Soldering system according to claim 1, characterized in that the solder application device comprises a solder wave.
8. Lötanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine kardanisch aufgehängter Werkstücktisch (32) über der Lotaufbringeinrichtung (20) angeordnet ist.8. Soldering system according to claim 1, characterized in that a gimbal-mounted workpiece table (32) is arranged above the solder application device (20).
9. Lötanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstücktisch (32) in einem kartesischen Koordinatensystem in allen drei Basisvektorrichtungen gesteuert verschiebbar ist.9. Soldering system according to claim 8, characterized in that the workpiece table (32) can be displaced in a Cartesian coordinate system in a controlled manner in all three basic vector directions.
10. Lötanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstücktisch (32) um seine Aufhängungen (42, 43, 44) gesteuert drehbar ist.10. Soldering system according to claim 8, characterized in that the workpiece table (32) about its suspensions (42, 43, 44) can be rotated in a controlled manner.
11. Lötanlage nach einem der Ansprüche 8- 10, dadurch gekennzeichnet, dass - der kardanische Werkstücktisch an einem in einer Ebene verfahrbaren11. Soldering system according to one of claims 8-10, characterized in that - the cardanic workpiece table on a movable in one plane
Tragbalken befestigt ist, - der kardanische Werkstücktisch längs des verfahrbaren Tragbalkens und gegenüber diesem auch vertikal verfahrbar ist und der kardanische Werkzeugtisch im wesentlichen die Abmessungen eines größten einzuspannenden Bauteils hat.Support beam is attached, - the gimbal workpiece table along the movable support beam and can be moved vertically relative to this and the gimbal tool table has essentially the dimensions of a largest component to be clamped.
12. Lötanlage nach Anspruch 1 , d a d u r c h gekennzeichnet, dass eine die Förderpumpe (3) mit der Lotaufbringeinrichtung (20) verbindende Steigleitung (22) in zumindest einem ausserhalb des flüssigen Lots im Speicherbehälter (4) liegenden Steigleitungsabschnitt durch eine Heizeinrichtung (21) beheizbar ist.12. Soldering system according to claim 1, characterized in that a feed line (22) connecting the feed pump (3) with the solder application device (20) in at least one outside of the liquid solder in Storage container (4) lying riser section can be heated by a heating device (21).
13. Lötanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lotspeicherbehälter (4) verschlossen ist und zwischen der Oberfläche des hierin befindlichen Lots und der Speicherbehälterabdeckung (7) über einen Anschluss (30) Stickstoff einbringbar ist.13. A soldering system according to claim 1, characterized in that the solder storage container (4) is closed and nitrogen can be introduced between the surface of the solder located therein and the storage container cover (7) via a connection (30).
14. Lötanlage nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Stickstoff zur Lotaufbringeinrichtung (20) vordringen kann, an der er mit dem Lot austritt.14. Soldering system according to claim 13, characterized in that the nitrogen can advance to the solder application device (20), at which it emerges with the solder.
15. Verwendung einer Lotpumpe mit Förderschnecke (10) zum Fördern von Lot in einer Lötanlage. 15. Use of a solder pump with screw conveyor (10) for conveying solder in a soldering system.
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