WO2008135345A1 - Repair soldering head for a surface-mounted component and method for the operation thereof - Google Patents

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WO2008135345A1
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component
soldering head
heat transfer
repair soldering
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Ulrich Wittreich
Bernd Müller
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Siemens Aktiengesellschaft
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Definitions

  • the invention relates to a repair soldering head for a surface-mounted component.
  • the repair soldering has a receiving surface that can be placed on the component to entlötende on ⁇ .
  • the repair soldering head is provided with a heat source, with which the receiving surface can be heated.
  • a repair soldering head of the type mentioned above is described for example in US 4,066,204.
  • the repair soldering head described there has as a receiving surface for a component to be desoldered a perforated metal plate, which can be placed on the surface of the component to be desoldered.
  • a heat element which serves as a heat source
  • a quantity of heat is introduced into the device to be desoldered, resulting in a softening of the solder contacts between the device to be desoldered and the substrate.
  • the repair soldering head has a vacuum connection, which opens into a cavity formed by the receiving plate. After applying a negative pressure, the repair soldering head can be lifted off the substrate, the vacuum-fixed component remaining on the repair soldering head because of the softened solder joints.
  • the object of the invention is to provide a repair solder, which can be relatively flexible adapt to different applications.
  • This object is achieved in that the receiving surface is formed by a separation membrane, which forms a cavity together with a housing structure of the repair solder on the receiving surface facing away from the receiving surface of the separation membrane, the cavity two independent feeds and a return for a fluidic heat transfer medium as a heat source having.
  • a fluidic heat transfer medium in the sense of the invention is meant a heat ⁇ transmission medium, which is either gaseous or liquid. It is important therefore that's Heat Transf ⁇ transfer medium flowing. As a result, it is advantageously ensured that the heat can be introduced in a well-dosed manner to the component to be desoldered.
  • the heat introduced into the component to be desoldered can furthermore advantageously be set precisely by mixing two partial lengths of the heat transfer medium in a specific ratio. This allows advantageously be observing a thermal overload of the Einbauplat ⁇ duties and when the intended recycling also the desoldered component.
  • a separation membrane As a receptacle for the device to be desoldered a separation membrane is used. This allows the heat transfer medium to circulate cleanly in the cavity formed by the separation membrane, without this would dirty the slot.
  • the separation membrane has a certain Elah ⁇ ticity, which makes it possible to set up recording with a mög ⁇ lichst large transfer area for heat transfer to the Stanfordlötende component. This requires a certain contact pressure.
  • the separation membrane can be made of an elastomer such as silicone or of a metal foil.
  • the metal foil in particular alloys can be used, the have a melting range, which overlaps with the process-related operating temperatures of the repair soldering head.
  • the elastic behavior of the alloy in the melting range can be used to improve the elastic properties of the separating membrane. Examples of the latter alloys are SnPb, SnBi, SnSb, SnAg or SnIn.
  • repair soldering head can advantageously also be used for a subsequent soldering in of a new component, wherein the metered circulation of the heat transfer medium prevents thermal overstressing of the component to be soldered.
  • the separation membrane is interchangeable fastened to the housing structure. This means that separation membranes of different geometry can be kept, which are each tailored to a particular component to be desoldered or a group of components with similar geometry. This makes it easier to retrofit the repair soldering head with changing requirements for the components to be desoldered.
  • the separating membrane is held in a clamping surfaces formver Sli- according to a particularly advantageous Ausgestal ⁇ processing of the invention.
  • the form-adjustable clamping allows adaptation to separation membranes with different geometries as soon as they are replaced.
  • a form-adjustable clamping can also be used to the currently used separation membrane deform in the context of their elasticity and so make an adjustment of the same membrane to different components to be desoldered.
  • the easier adaptability of the repair soldering head to different component geometries advantageously provides a further increase in flexibility in use.
  • variable-shape clamping voltage consists of a large number of movable fixing pins which hold the edge of the separating membrane.
  • the deformable clamping consists of a plurality of movable fixing pins which hold the edge of the separating membrane. Suitable fixing elements are provided on these fixing pins, which engage in the edge of the separating membrane and fix it in a specific position. If the shape of the separation membrane are changed, the fixing pins can be adjusted, thereby adjusting the shape of the separation membrane to a different type of components suffletenden ⁇ SUC gene can. The flexible use of the repair soldering is thereby advantageously improved.
  • the separation membrane is rectangular, with two opposite edges with kon ⁇ stantem distance from each other and the other two edges of which are held with a variable distance from one another in the clamp.
  • This advantageously creates a separating membrane which can be adapted to the widely used right-angled components.
  • the format of ent ⁇ soldered components is easy to adjust advantageous over the two edges with a variable distance.
  • the heat transfer can be advantageous always on the largest possible Area share of the component to be eroded widened who ⁇ .
  • the separating membrane has a vacuum connection which communicates with the receiving surface.
  • a negative pressure between the separating membrane and the component can be advantageously constructed via the vacuum connection, which leads to adhesion of the component to the receiving surface. This ensures that the repair soldering head can also be used as a handling tool for the component to be soldered or to be soldered. This facilitates use of the repair soldering head, with which the soldering or desoldering of components can be done in one operation.
  • the invention relates to a method for desoldering a surface-mounted component.
  • a repair solder is placed with a receiving surface on the component to be desoldered, heated the receiving surface by a heat source until softened solder contacts between the device and the surface and then lifted the device from the surface of the substrate component.
  • soldering components are soldered by the fact that a re ⁇ paraturlötkopf is fixed with a receiving surface on the contemplatlötende component, the component with the repair soldering to the surface of the intended mounting location (thus to the substrate member) is placed and the receiving surface by a heat source is heated until solder deposits between the device and the Soften the surface and form solder contacts.
  • the heat source is a fluid heat transfer medium
  • the receiving surface is formed by a separation membrane, which forms a cavity together with a housing structure of the repair soldering on the receiving surface facing away from the side of the separation membrane.
  • a fluidic heat transfer medium ie a gas or preferably a liquid
  • a time profile is taken into account for setting the required temperature profile.
  • the required temperature profile ultimately aims at setting the temperature required for desoldering, at which the solder contacts soften. In this way, it can advantageously be ensured that a thermal overstress due to too rapid heating of the component to be soldered or brazed off can be avoided.
  • the time profile can for example provide a linear heating of the component.
  • the creation of the profile can be determined depending on the component to be heated from experience.
  • component or the surface of the substrate on which the component is off or Weglö ⁇ tet is to be be equipped with a temperature control. In this case, for example, a temperature sensor can be used, with the aid of which a control or regulation of the temperature behavior of the heating component can be generated.
  • the separating membrane has a vacuum port communicating with the on ⁇ takeover, wherein the component is fixed by applying a vacuum to the vacuum port on the receiving surface and lifted from the surface ⁇ after the softening of the solder contacts ,
  • the component can advantageously be fixed particularly easily on the receiving surface.
  • a relatively gentle handling of the component is also possible because it can be dispensed with mechanical handling equipment.
  • the vacuum connection also makes advantageous the elasticity O
  • an advantageous development of the invention results from the fact that, after fixing the component on the receiving surface and before softening the solder contacts, the distance of the repair soldering head from the surface is increased by building up tensile stresses in the separation membrane.
  • bias voltages are generated in the separation ⁇ membrane, which lead to a relaxation of the separation membrane by increasing the distance of the component to be desoldered from the surface at a softening of the solder contacts.
  • This can advantageously be avoided that this is first pressed onto the surface to ⁇ by a contact pressure of the diligentlötkopfes to entlötende component, with the softening solder material would distribute. Due to the immediate lifting of the component, unnecessary contamination of the surface with soldering material is largely avoided, so that the installation location after the
  • FIG. 1 shows an embodiment of the repair soldering head according to the invention in a schematic cross section
  • FIG. 2 shows a plan view into the cavity of the repair soldering head according to FIG. 1,
  • FIGS. 3 and 4 schematically show a cross section and an embodiment of the repair soldering head according to the invention
  • Figure 5 shows a temperature profile for the operation of the repair soldering head according to the invention.
  • FIGS. 6 to 8 show selected steps of desoldering as an exemplary embodiment of the method according to the invention.
  • a repair soldering head 11 according to FIG. 1 consists of a housing structure 12 which, for example, can be connected to the gripper arm of a placement machine in a manner not shown.
  • the housing structure has movable guide pins 13, which serve to fix a separation membrane 14 at its edge 15.
  • an elastic sleeve 16 is further provided.
  • the separating membrane 14 has a receiving surface 17 directed downwards in FIG. 1, on which a component not shown in more detail, which preferably offers a flat surface for this purpose, can be deposited.
  • the component can be fixed to the receiving surface 17 by a vacuum connection 18, which is connected to a vacuum pump 19 for this purpose.
  • a part of the separation membrane 14 forms a suction cup 20.
  • the separation membrane 14 forms, together with a collar 16 and the housing structure, a cavity 21 into which a heat transfer medium, for example oil 22, can be filled. Since the cavity is closed off from the environment, As a result, contamination of the component to be handled and the installation location (substrate, not shown) is avoided.
  • a heat transfer medium for example oil 22
  • the oil 22 can be pumped into the cavity 21 through independent feeds 23a, 23b.
  • two pumps 24a, 24b are available, which pump the oil from two reservoirs 25a, 25b.
  • the temperature of the oil stored in the reservoirs 25a, 25b is different (for example
  • the oil 22 is pumped back via a return 26 by means of a pump 27 into the reservoirs 25a, 25b.
  • the temperature prevailing in the reservoirs is set again via heat exchangers 28a, 28b. Accordingly, this either a cooling or heating of the returning oil is necessary.
  • FIG. 2 shows how the diameter of the separation membrane 14 can be widened by means of the guide pins 13.
  • the pins are mounted radially movable for this purpose in a manner not shown, so that a radia ⁇ les moving apart of their end points leads to a widening of the edge 15 of the separation membrane 14. It can also be seen that the one arranged in the center of the separation membrane 14
  • Vacuum port 18 of the elastic deformation of the membrane 14 is unaffected.
  • HTV silicone rubber can be used as the material for the separating membrane 14 since components made of this material in the stabilized form have a Temperature resistance of up to 300 0 C may have.
  • a separating membrane of silicone rubber therefore meets the requirements of the application.
  • a chemical resistance to Wär ⁇ meübertragungsmedium is still necessary.
  • a sufficient elasticity must be present.
  • a sufficient thermal conductivity is required so that the temperature of the heat transfer medium can be transferred to the device.
  • Figures 3 and 4 show another design of the separation membrane. This is shown in Figure 3 in a schematic section and in Figure 4 as a top view.
  • the Trennmem- bran 14 has a trough-shaped construction with rectangular
  • the level with the oil 22 is indicated. It is located for the sake of a reliable seal below the edge of the side wall 29.
  • the remaining structure of the repair soldering ⁇ fes 11 is not shown in more detail, but can be constructed according to Figure 1.
  • the figure 4 can be seen as the Verstellmechanis ⁇ mechanism for the separation membrane 14 is formed in this embodiment.
  • the wall elements 30, which are parallel to ⁇ each other and are arranged at a constant distance in repair solder 11 two other wall elements 31 is provided, on which the side wall 29 is fixed. These wall elements 31 can be displaced between the wall elements 30, as a result of which the separation membrane 14 experiences an elongation and the repair soldering head 11 can be adapted to a component of a different format.
  • the separation membrane (14) according to this embodiment can be formed for example by a highly flexible copper foil ⁇ the.
  • the use of copper has the significant advantage that heat transfer can occur quickly due to the good thermal conductivity of copper.
  • the copper foil on a sufficient elasticity, so that it can adapt well to better heat transfer to the surface of the device.
  • FIG. 5 shows how, for example, a temperature profile can be created for the purpose of desoldering a component. If the component is to be supplied, for example, to a new use after the soldering, then the specifications of the manufacturer must be observed with regard to the heating. These consist of a maximum permissible temperature Tmax and a permissible heating rate delta T / ⁇ t. In order to ensure the fastest possible heating of the component despite these specifications, a temperature profile is selected for the heat transfer medium, which is influenced by the specifications of the manufacturer. The temperature of the heat transfer medium is always higher by the amount .DELTA.T than the currently measured temperature of the component, so that a constant heating ⁇ T / ⁇ t is ensured.
  • the temperature of the heat transfer medium is lowered by admixing cold heat transfer medium to the temperature of the component T max , so that this temperature in the component is held. As soon as the solder joints soften, the component can be removed from the installation site. Subsequently, a further compliance with the temperature T max is no longer necessary.
  • Figures 6 to 8 show selected steps of a soldering of a component 32. This is fixed with solder contacts 33 on a printed circuit board 34.
  • the repair soldering head 11 which is constructed in accordance with FIG. 1, is placed on the component 32.
  • the vacuum connection 18 is evacuated, so that a negative pressure is created in the bell 20, which fixes the separation membrane 14 on the component 32.
  • the separation membrane has a height h up to the point of fixation in the repair soldering head 11.
  • the repair soldering head 11 is raised by the amount x. It can be seen that due to the elasticity of the separating membrane 14 and due to the firm abutment of the separating membrane 14 on the component 32, the separating diaphragm is elongated in the direction of the height h by the amount x. As a result, tensile stresses are induced in the separation membrane, due to which the component 32 is subjected to a tensile force Z of the circuit board 34 away. It is also shown that the suction cup 20 receives a slightly larger volume by the elongation of the separation membrane by the amount x.

Abstract

The invention relates to a repair soldering head (11) for a surface-mounted component. Using this repair soldering head, the component can be heated and removed once the solder contact is melted. According to the invention, it is proposed that the soldering head contact surface (17) for the component is formed by a separation membrane (14) which forms a cavity into which a heat transfer medium (22) can be filled. This cavity further comprises two independent feed conduits for the heat transfer medium (22) such that by the mixing of the heat transfer medium from two supplies (25b, 25a), the desired temperature of the separation membrane can be reached, for transferring heat to the component to be soldered in or removed. A return conduit (26) enables circulation of the heat transfer medium (22). Furthermore, the invention relates to a method for soldering in components or removing soldered components by means of the repair soldering head according to the invention.

Description

Beschreibungdescription
Reparaturlötkopf für oberflächenmontiertes Bauelement und Verfahren zu dessen BetriebSurface mount device repair soldering head and method of operation
Die Erfindung betrifft einen Reparaturlötkopf für ein oberflächenmontiertes Bauelement. Der Reparaturlötkopf weist eine Aufnahmefläche auf, die auf das zu entlötende Bauelement auf¬ gesetzt werden kann. Außerdem ist der Reparaturlötkopf mit einer Wärmequelle versehen, mit der die Aufnahmefläche erwärmt werden kann.The invention relates to a repair soldering head for a surface-mounted component. The repair soldering has a receiving surface that can be placed on the component to entlötende on ¬. In addition, the repair soldering head is provided with a heat source, with which the receiving surface can be heated.
Ein Reparaturlötkopf der eingangs genannten Art ist beispielsweise in der US 4,066,204 beschrieben. Der dort be- schriebene Reparaturlötkopf weist als Aufnahmefläche für ein zu entlötendes Bauelement eine gelochte Metallplatte auf, die auf die Oberfläche des zu entlötenden Bauelementes aufgesetzt werden kann. Über ein Wärmeelement, welches als Wärmequelle dient, wird anschließend eine Wärmemenge in das zu entlötende Bauelement eingebracht, was zu einem Erweichen der Lotkontakte zwischen dem zu entlötenden Bauelement und dem Substrat führt. Wegen der Bohrungen in der Aufnahmeplatte ist es möglich, das Bauelement an der Aufnahme festzusaugen. Hierzu weist der Reparaturlötkopf einen Vakuumanschluss auf, der in einen durch die Aufnahmeplatte mitgebildeten Hohlraum mündet. Nach dem Anlegen eines Unterdruckes kann der Reparaturlötkopf von dem Substrat abgehoben werden, wobei das durch Unterdruck fixierte Bauelement wegen der erweichten Lotverbindungen an dem Reparaturlötkopf verbleibt.A repair soldering head of the type mentioned above is described for example in US 4,066,204. The repair soldering head described there has as a receiving surface for a component to be desoldered a perforated metal plate, which can be placed on the surface of the component to be desoldered. Via a heat element, which serves as a heat source, then a quantity of heat is introduced into the device to be desoldered, resulting in a softening of the solder contacts between the device to be desoldered and the substrate. Because of the holes in the receiving plate, it is possible to seize the component to the recording. For this purpose, the repair soldering head has a vacuum connection, which opens into a cavity formed by the receiving plate. After applying a negative pressure, the repair soldering head can be lifted off the substrate, the vacuum-fixed component remaining on the repair soldering head because of the softened solder joints.
Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, einen Reparaturlötkopf anzugeben, welcher sich vergleichsweise flexibel an unterschiedliche Anwendungsfälle anpassen lässt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Aufnahmefläche durch eine Trennmembran gebildet ist, welche gemeinsam mit einer Gehäusestruktur des Reparaturlötkopfes auf der der Aufnahmefläche abgekehrten Seite der Trennmembran einen Hohlraum ausbildet, wobei der Hohlraum zwei unabhängige Zuläufe und einen Rücklauf für ein fluidisches Wärmeübertragungsmedium als Wärmequelle aufweist. Unter einem fluidischen Wärmeübertragungsmedium im Sinne der Erfindung ist ein Wärme¬ übertragungsmedium zu verstehen, welches entweder gasförmig oder flüssig ist. Wichtig ist somit, dass das Wärmeübertra¬ gungsmedium fließfähig ist. Hierdurch wird vorteilhaft sichergestellt, dass die Wärme gut dosiert an das zu entlötende Bauteil herangeführt werden kann. Durch das Vorsehen von zwei unabhängigen Zuläufen kann weiterhin die in das zu entlötende Bauelement eingebrachte Wärme vorteilhaft durch Mischen zweier Teilmängen des Wärmeübertragungsmediums in einem bestimmten Verhältnis genau eingestellt werden. Hierdurch kann vorteilhaft eine thermische Überbeanspruchung des Einbauplat¬ zes und bei vorgesehener Wiederverwertung auch des entlöteten Bauelementes Beachtung finden.The object of the invention is to provide a repair solder, which can be relatively flexible adapt to different applications. This object is achieved in that the receiving surface is formed by a separation membrane, which forms a cavity together with a housing structure of the repair solder on the receiving surface facing away from the receiving surface of the separation membrane, the cavity two independent feeds and a return for a fluidic heat transfer medium as a heat source having. Under a fluidic heat transfer medium in the sense of the invention is meant a heat ¬ transmission medium, which is either gaseous or liquid. It is important therefore that's Heat Transf ¬ transfer medium flowing. As a result, it is advantageously ensured that the heat can be introduced in a well-dosed manner to the component to be desoldered. By providing two independent feeds, the heat introduced into the component to be desoldered can furthermore advantageously be set precisely by mixing two partial lengths of the heat transfer medium in a specific ratio. This allows advantageously be observing a thermal overload of the Einbauplat ¬ duties and when the intended recycling also the desoldered component.
Als Aufnahme für das zu entlötende Bauelement kommt eine Trennmembran zum Einsatz. Hierdurch kann das Wärmeübertragungsmedium sauber in dem durch die Trennmembran gebildeten Hohlraum zirkulieren, ohne dass hierdurch der Einbauplatz verschmutzt würde. Die Trennmembran weist eine gewisse Elas¬ tizität auf, die es ermöglicht, die Aufnahme mit einer mög¬ lichst großen Übertragungsfläche für eine Wärmeübertragung auf das auszulötende Bauelement aufzusetzen. Hierbei wird eine gewisse Anpresskraft benötigt.As a receptacle for the device to be desoldered a separation membrane is used. This allows the heat transfer medium to circulate cleanly in the cavity formed by the separation membrane, without this would dirty the slot. The separation membrane has a certain Elah ¬ ticity, which makes it possible to set up recording with a mög ¬ lichst large transfer area for heat transfer to the auszulötende component. This requires a certain contact pressure.
Die Trennmembran kann aus einem Elastomer wie Silikon oder aus einer Metallfolie hergestellt werden. Für die Metallfolie können insbesondere auch Legierungen verwendet werden, die einen Schmelzbereich aufweisen, der sich mit dem verfahrensbedingten Arbeitstemperaturen des Reparaturlötkopfes überschneidet. Dabei kann das elastische Verhalten der im Schmelzbereich befindlichen Legierung zu einer Verbesserung der elastischen Eigenschaften der Trennmembran genutzt weren. Beispiele für die letztgenannten Legierungen sind SnPb, SnBi, SnSb, SnAg oder SnIn.The separation membrane can be made of an elastomer such as silicone or of a metal foil. For the metal foil in particular alloys can be used, the have a melting range, which overlaps with the process-related operating temperatures of the repair soldering head. In this case, the elastic behavior of the alloy in the melting range can be used to improve the elastic properties of the separating membrane. Examples of the latter alloys are SnPb, SnBi, SnSb, SnAg or SnIn.
Die schonende Möglichkeit eines Entlötens macht vorteilhaft den Reparaturlötkopf vielseitiger einsetzbar, da auch empfindliche Bauelemente entlötet werden können. Insbesondere kann der Reparaturlötkopf vorteilhaft auch für ein anschließendes Einlöten eines neuen Bauteils verwendet werden, wobei durch die dosierte Zirkulation des Wärmeübertragungsmediums eine thermische Überbeanspruchung des einzulötenden Bauteils verhindert wird.The gentle possibility of desoldering advantageously makes the repair soldering head more versatile, since even sensitive components can be desoldered. In particular, the repair soldering head can advantageously also be used for a subsequent soldering in of a new component, wherein the metered circulation of the heat transfer medium prevents thermal overstressing of the component to be soldered.
Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Trennmembran auswechselbar an der Gehäusestruktur befes- tigt ist. Dies bedeutet, dass Trennmembranen unterschiedlicher Geometrie vorgehalten werden können, welche jeweils auf ein bestimmtes zu entlötendes Bauelement oder eine Gruppe von Bauelementen mit ähnlicher Geometrie zugeschnitten sind. Dies erleichtert die Umrüstung des Reparaturlötkopfes bei wech- selnden Anforderungen an die zu entlötenden Bauteile vorteilhaft.According to one embodiment of the invention it is provided that the separation membrane is interchangeable fastened to the housing structure. This means that separation membranes of different geometry can be kept, which are each tailored to a particular component to be desoldered or a group of components with similar geometry. This makes it easier to retrofit the repair soldering head with changing requirements for the components to be desoldered.
Weiterhin ist gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestal¬ tung der Erfindung die Trennmembran in einer formveränderli- chen Einspannung gehalten. Zum einen ermöglicht die formveränderliche Einspannung eine Anpassung an Trennmembranen mit unterschiedlichen Geometrien, sobald diese ausgewechselt werden. Weiterhin kann eine formveränderliche Einspannung jedoch auch verwendet werden, um die gerade verwendete Trennmembran im Rahmen ihrer Elastizität zu verformen und so eine Anpassung ein und derselben Membran an unterschiedliche zu entlötende Bauelemente vorzunehmen. Die erleichterte Anpassbarkeit des Reparaturlötkopfes an verschiedene Bauelement-Geometrien schafft vorteilhaft eine weitere Erhöhung der Flexibilität beim Einsatz.Further, the separating membrane is held in a clamping surfaces formveränderli- according to a particularly advantageous Ausgestal ¬ processing of the invention. On the one hand, the form-adjustable clamping allows adaptation to separation membranes with different geometries as soon as they are replaced. Furthermore, however, a form-adjustable clamping can also be used to the currently used separation membrane deform in the context of their elasticity and so make an adjustment of the same membrane to different components to be desoldered. The easier adaptability of the repair soldering head to different component geometries advantageously provides a further increase in flexibility in use.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die formveränderliche Ein¬ spannung aus einer Vielzahl beweglicher Fixierungsstifte be- steht, die den Rand der Trennmembran halten.It is particularly advantageous if the variable-shape clamping voltage consists of a large number of movable fixing pins which hold the edge of the separating membrane.
So ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn die formveränderliche Einspannung aus einer Vielzahl beweglicher Fixierungsstifte besteht, die den Rand der Trennmembran halten. An die- sen Fixierungsstiften sind geeignete Formelemente vorgesehen, die in den Rand der Trennmembran eingreifen und diese in einer bestimmten Stellung fixieren. Soll die Form der Trennmembran verändert werden, so können die Fixierstifte verstellt werden, wodurch eine Anpassung der Form der Trennmem- bran an eine andere Art von auszulötenden Bauelementen erfol¬ gen kann. Die flexible Verwendungsmöglichkeit des Reparaturlötkopfes wird dadurch vorteilhaft verbessert.For example, it is advantageous if the deformable clamping consists of a plurality of movable fixing pins which hold the edge of the separating membrane. Suitable fixing elements are provided on these fixing pins, which engage in the edge of the separating membrane and fix it in a specific position. If the shape of the separation membrane are changed, the fixing pins can be adjusted, thereby adjusting the shape of the separation membrane to a different type of components auszulötenden ¬ SUC gene can. The flexible use of the repair soldering is thereby advantageously improved.
Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass die Trennmembran rechteckig ist, wobei zwei gegenüberliegende Ränder mit kon¬ stantem Abstand zueinander und die anderen beiden Ränder mit veränderbarem Abstand zueinander in der Einspannung gehalten sind. Hierdurch wird vorteilhaft eine Trennmembran geschaffen, die sich auf die weit verbreiteten rechtwinkligen Bau- elemente anpassen lässt. Dabei ist über die beiden Ränder mit veränderbarem Abstand vorteilhaft auch das Format der zu ent¬ lötenden Bauelemente leicht einzustellen. Die Wärmeübertragung kann dabei vorteilhaft immer auf einem möglichst großen Flächenanteil des auszulötenden Bauelementes ausgeweitet wer¬ den .Another possibility is that the separation membrane is rectangular, with two opposite edges with kon ¬ stantem distance from each other and the other two edges of which are held with a variable distance from one another in the clamp. This advantageously creates a separating membrane which can be adapted to the widely used right-angled components. In this case also the format of ent ¬ soldered components is easy to adjust advantageous over the two edges with a variable distance. The heat transfer can be advantageous always on the largest possible Area share of the component to be eroded widened who ¬ .
Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorge- sehen, dass die Trennmembran einen Vakuumanschluss aufweist, der mit der Aufnahmefläche kommuniziert. Über den Vakuumanschluss kann vorteilhaft ein Unterdruck zwischen der Trennmembran und dem Bauelement aufgebaut werden, welcher zu einer Haftung des Bauelementes an der Aufnahmefläche führt. Hier- durch ist gewährleistet, dass der Reparaturlötkopf auch als Handhabungswerkzeug für das einzulötende bzw. auszulötende Bauelement verwendet werden kann. Dies erleichtert eine Verwendung des Reparaturlötkopfes, mit der das Ein- bzw. Auslöten von Bauelementen in einem Arbeitsgang erfolgen kann.According to a particular embodiment of the invention, it is provided that the separating membrane has a vacuum connection which communicates with the receiving surface. A negative pressure between the separating membrane and the component can be advantageously constructed via the vacuum connection, which leads to adhesion of the component to the receiving surface. This ensures that the repair soldering head can also be used as a handling tool for the component to be soldered or to be soldered. This facilitates use of the repair soldering head, with which the soldering or desoldering of components can be done in one operation.
Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Entlöten eines oberflächenmontierten Bauelementes. Bei diesem Verfahren wird ein Reparaturlötkopf mit einer Aufnahmefläche auf das zu entlötende Bauteil aufgesetzt, die Aufnahmefläche durch eine Wärmequelle beheizt, bis Lotkontakte zwischen dem Bauelement und der Oberfläche erweichen und dann das Bauelement von der Oberfläche des Substratbauteils abgehoben. Ein solches Verfahren ist aus der eingangs bereits erwähnten US 4, 066,204 bekannt.Furthermore, the invention relates to a method for desoldering a surface-mounted component. In this method, a repair solder is placed with a receiving surface on the component to be desoldered, heated the receiving surface by a heat source until softened solder contacts between the device and the surface and then lifted the device from the surface of the substrate component. Such a method is known from the aforementioned US 4, 066,204.
Allgemein bekannt ist die Verwendung eines solchen Verfahrens auch zum Einlöten von Bauelementen. Dabei wird ein oberflä- chenmontierbares Bauelement dadurch eingelötet, dass ein Re¬ paraturlötkopf mit einer Aufnahmefläche auf das einzulötende Bauteil fixiert wird, das Bauelement mit dem Reparaturlötkopf auf die Oberfläche des vorgesehenen Einbauortes (also auf das Substratbauteil) aufgesetzt wird und die Aufnahmefläche durch eine Wärmequelle beheizt wird, bis Lotdepots zwischen dem Bauelement und der Oberfläche erweichen und sich Lotkontakte ausbilden.The use of such a method is also generally known for soldering components. Here, a surface-chenmontierbares component is soldered by the fact that a re ¬ paraturlötkopf is fixed with a receiving surface on the einzulötende component, the component with the repair soldering to the surface of the intended mounting location (thus to the substrate member) is placed and the receiving surface by a heat source is heated until solder deposits between the device and the Soften the surface and form solder contacts.
Es besteht nun der Wunsch, die Verfahren der genannten Art möglichst flexibel und schonend für die aus- bzw. einzulöten- den Bauelemente anwenden zu können.There is now a desire to be able to use the methods of the type mentioned as flexibly and gently as possible for the components to be soldered or soldered.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass als Wärmequelle ein fluidisches Wärmeübertragungsmedium zum Einsatz kommt, welches in zwei Teilmengen mit unterschiedlichen Temperaturen vorgehalten wird. Dabei wird die Aufnahmefläche durch eine Trennmembran gebildet, welche gemeinsam mit einer Gehäusestruktur des Reparaturlötkopfes auf der der Aufnahmefläche abgekehrten Seite der Trennmembran einen Hohlraum ausbildet. Zur Beheizung der Aufnahmefläche werden über zwei un- abhängige Zuläufe von den Teilmengen des Wärmeübertragungsme¬ diums zur Einstellung einer geforderten Temperatur geeignete Anteile in Hohlräume eingeleitet und das Wärmeübertragungsme¬ dium durch einen Rücklauf wieder zurückgeleitet. Durch die Verwendung eines fluidischen Wärmeübertragungsmediums, also eines Gases oder vorzugsweise einer Flüssigkeit, werden die bereits genannten Vorteile erreicht. Insbesondere können an dem Reparaturlötkopf Trennmembranen unterschiedlicher Geomet¬ rie befestigt werden ohne dass eine zuverlässige Wärmeübertragung über das fluidische Wärmeübertragungsmedium gefährdet würde. Denn das Wärmeübertragungsmedium kann sich den unterschiedlichen Geometrien der Trennmembran ohne weiteres anpas¬ sen. Hierdurch wird aber auch eine größere Flexibilität für das Verfahren erreicht, da durch Verwendung verschiedener Trennmembranen oder von Trennmembranen mit variabler Geomet- rie eine Anpassbarkeit an unterschiedliche aus- oder einzulö¬ tende Bauelemente erfolgen kann. Gleichzeitig wird das Verfahren vorteilhaft auch schonender, da das Wärmeübertragungsmedium unabhängig von der Geometrie der Trennmembran zu einer gleichmäßigen Wärmeübertragung ohne thermische Belastungsspitzen verwendet werden kann.This object is achieved in that the heat source is a fluid heat transfer medium is used, which is kept in two subsets with different temperatures. In this case, the receiving surface is formed by a separation membrane, which forms a cavity together with a housing structure of the repair soldering on the receiving surface facing away from the side of the separation membrane. To heat the receiving surface via two independent dependent feeds are initiated by the subsets of Wärmeübertragungsme ¬ diums for setting a required temperature suitable play in cavities and Wärmeübertragungsme ¬ dium forwarded back through a return. By the use of a fluidic heat transfer medium, ie a gas or preferably a liquid, the advantages already mentioned are achieved. In particular, different Geomet ¬ RIE can be attached without a reliable heat transfer through the fluidic heat transfer medium would be jeopardized at the repair soldering separation membranes. Because the heat transfer medium may be different geometries of the separation membrane readily anpas ¬ sen. In this way, however, a greater flexibility for the method is achieved, since by using different separation membranes or separation membranes with variable geome- an adaptability to different auszulö ¬ tende components can take place. At the same time, the method is advantageously also gentler, since the heat transfer medium regardless of the geometry of the separation membrane to a uniform heat transfer without thermal stress peaks can be used.
Gemäß einer Ausgestaltung dieser Erfindung ist vorgesehen, dass für die Einstellung des geforderten Temperaturverlaufes ein Zeitprofil berücksichtigt wird. Dabei zielt der geforderte Temperaturverlauf letztendlich auf die Einstellung der zum Entlöten geforderten Temperatur, bei der die Lotkontakte erweichen. Hierdurch kann vorteilhafterweise sichergestellt werden, dass eine thermische Überbeanspruchung aufgrund einer zu rapiden Erwärmung des ein- oder auszulötenden Bauelementes vermieden werden kann. Das Zeitprofil kann beispielsweise eine lineare Erwärmung des Bauelementes vorsehen. Dabei kann die Erstellung des Profils in Abhängigkeit des zu erwärmenden Bauteiles aus Erfahrungswerten ermittelt werden. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass Bauelement oder die Oberfläche des Substrates, auf dem das Bauelement aus- bzw. eingelö¬ tet werden soll mit einer Temperaturüberwachung zu versehen. Hierbei kann beispielsweise ein Temperatursensor Verwendung finden, mit dessen Hilfe eine Steuerung oder auch Regelung des Temperaturverhaltens des sich erwärmenden Bauelementes erzeugt werden kann.According to one embodiment of this invention, it is provided that a time profile is taken into account for setting the required temperature profile. The required temperature profile ultimately aims at setting the temperature required for desoldering, at which the solder contacts soften. In this way, it can advantageously be ensured that a thermal overstress due to too rapid heating of the component to be soldered or brazed off can be avoided. The time profile can for example provide a linear heating of the component. In this case, the creation of the profile can be determined depending on the component to be heated from experience. Another possibility is that component or the surface of the substrate on which the component is off or eingelö ¬ tet is to be be equipped with a temperature control. In this case, for example, a temperature sensor can be used, with the aid of which a control or regulation of the temperature behavior of the heating component can be generated.
Eine andere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Trennmembran einen Vakuumanschluss aufweist, der mit der Auf¬ nahme kommuniziert, wobei das Bauelement durch Anlegen eines Vakuums an den Vakuumanschluss auf der Aufnahmefläche fixiert und nach dem Erweichen der Lotkontakte von der Oberfläche ab¬ gehoben wird. Durch Vorsehen eines Vakuumanschlusses lässt sich vorteilhaft das Bauelement besonders einfach auf der Aufnahmefläche fixieren. Dabei ist überdies auch eine verhältnismäßig schonende Handhabung des Bauelementes möglich, da auf mechanische Handhabungsgeräte verzichtet werden kann. Der Vakuumanschluss macht sich vorteilhaft auch die Elastizi- oAnother embodiment of the invention provides that the separating membrane has a vacuum port communicating with the on ¬ takeover, wherein the component is fixed by applying a vacuum to the vacuum port on the receiving surface and lifted from the surface ¬ after the softening of the solder contacts , By providing a vacuum connection, the component can advantageously be fixed particularly easily on the receiving surface. Moreover, a relatively gentle handling of the component is also possible because it can be dispensed with mechanical handling equipment. The vacuum connection also makes advantageous the elasticity O
tät der Trennmembran zu Nutze, da durch die elastische Trenn¬ membran ein dichtes Abschließen zwischen der Aufnahmefläche und dem Bauelement gewährleistet werden kann.use of the separation membrane, since a tight sealing between the receiving surface and the component can be ensured by the elastic separation ¬ membrane.
Für das Verfahren des Auslötens ergibt sich eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dadurch, dass nach dem Fixieren des Bauelementes auf der Aufnahmefläche und vor dem Erweichen der Lotkontakte der Abstand des Reparaturlötkopfes von der Oberfläche unter Aufbau von Zugspannungen in der Trennmembran vergrößert wird. Hierdurch werden Vorspannungen in der Trenn¬ membran erzeugt, die bei einem Erweichen der Lotkontakte zu einer Entspannung der Trennmembran unter Vergrößerung des Abstandes des zu entlötenden Bauelementes von der Oberfläche führen. Hierdurch kann vorteilhaft vermieden werden, dass durch einen Anpressdruck des Reparaturlötkopfes auf das zu entlötende Bauelement dieses zunächst auf die Oberfläche auf¬ gedrückt wird, wobei sich der erweichende Lotwerkstoff verteilen würde. Durch das sofortige Abheben des Bauelementes wird eine unnötige Verschmutzung der Oberfläche mit Lotwerk- stoff weitgehend vermieden, so dass der Einbauort nach demFor the method of brazing, an advantageous development of the invention results from the fact that, after fixing the component on the receiving surface and before softening the solder contacts, the distance of the repair soldering head from the surface is increased by building up tensile stresses in the separation membrane. As a result, bias voltages are generated in the separation ¬ membrane, which lead to a relaxation of the separation membrane by increasing the distance of the component to be desoldered from the surface at a softening of the solder contacts. This can advantageously be avoided that this is first pressed onto the surface to ¬ by a contact pressure of the Reparaturlötkopfes to entlötende component, with the softening solder material would distribute. Due to the immediate lifting of the component, unnecessary contamination of the surface with soldering material is largely avoided, so that the installation location after the
Entfernen des Bauelementes einfach von Lotresten befreit wer¬ den kann.Removing the device simply freed from Lotresten who ¬ can.
Weitere Einzelheiten der Erfindung sind im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechendeFurther details of the invention are described below with reference to the drawing. Same or appropriate
Zeichnungselemente sind in den einzelnen Figuren mit jeweils den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insofern mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigenDrawing elements are each provided with the same reference numerals in the individual figures and will only be explained several times insofar as there are differences between the individual figures. Show it
Figur 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Reparaturlötkopfes im schematischen Querschnitt, Figur 2 eine Aufsicht in den Hohlraum des Reparaturlötkopfes gemäß Figur 1,1 shows an embodiment of the repair soldering head according to the invention in a schematic cross section, FIG. 2 shows a plan view into the cavity of the repair soldering head according to FIG. 1,
Figur 3 und 4 schematisch einen Querschnitt und eine Auf- sieht auf ein anderes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Reparaturlötköpfes,FIGS. 3 and 4 schematically show a cross section and an embodiment of the repair soldering head according to the invention,
Figur 5 ein Temperaturprofil für den Betrieb des erfindungsgemäßen Reparaturlötkopfes undFigure 5 shows a temperature profile for the operation of the repair soldering head according to the invention and
Figur 6 bis 8 ausgewählte Schritte eines Entlötens als Ausführungsbeispiel für das erfindungsgemäße Ver¬ fahren.FIGS. 6 to 8 show selected steps of desoldering as an exemplary embodiment of the method according to the invention.
Ein Reparaturlötkopf 11 gemäß Figur 1 besteht aus einer Gehäusestruktur 12, die beispielsweise in nicht dargestellter Weise an den Greifarm eines Bestückungsautomaten angebunden sein kann. Die Gehäusestruktur weist bewegliche Führungsstifte 13 auf, die dazu dienen, eine Trennmembran 14 an deren Rand 15 zu fixieren. Zum Abdichten gegenüber der Umgebung ist weiterhin eine elastische Manschette 16 vorgesehen. Die Trennmembran 14 weist eine in Figur 1 nach unten gerichtete Aufnahmefläche 17 auf, an der ein nicht näher dargestelltes Bauelement, welches bevorzugt zu diesem Zweck eine ebene Flä- che anbietet, angelagert werden kann. Dass Bauelement kann durch einen Vakuumanschluss 18, der zu diesem Zweck mit einer Vakuumpumpe 19 verbunden ist, an der Aufnahmefläche 17 fixiert werden. Hierfür bildet ein Teil der Trennmembran 14 eine Saugglocke 20 aus.A repair soldering head 11 according to FIG. 1 consists of a housing structure 12 which, for example, can be connected to the gripper arm of a placement machine in a manner not shown. The housing structure has movable guide pins 13, which serve to fix a separation membrane 14 at its edge 15. For sealing against the environment, an elastic sleeve 16 is further provided. The separating membrane 14 has a receiving surface 17 directed downwards in FIG. 1, on which a component not shown in more detail, which preferably offers a flat surface for this purpose, can be deposited. The component can be fixed to the receiving surface 17 by a vacuum connection 18, which is connected to a vacuum pump 19 for this purpose. For this purpose, a part of the separation membrane 14 forms a suction cup 20.
Die Trennmembran 14 bildet zusammen mit einer Manschette 16 und der Gehäusestruktur einen Hohlraum 21, in den ein Wärmeübertragungsmedium, beispielsweise Öl 22, eingefüllt werden kann. Da der Hohlraum von der Umgebung abgeschlossen ist, wird hierdurch eine Verschmutzung des zu handhabenden Bauelementes sowie des Einbauortes (Substrat, nicht dargestellt) vermieden .The separation membrane 14 forms, together with a collar 16 and the housing structure, a cavity 21 into which a heat transfer medium, for example oil 22, can be filled. Since the cavity is closed off from the environment, As a result, contamination of the component to be handled and the installation location (substrate, not shown) is avoided.
Zur Erzeugung definierter Temperaturverhältnisse im Hohlraum 21 kann das Öl 22 durch voneinander unabhängige Zuläufe 23a, 23b in den Hohlraum 21 gepumpt werden. Hierzu stehen zwei Pumpen 24a, 24b zur Verfügung, die das Öl aus zwei Reservoirs 25a, 25b pumpen. Die Temperatur des in den Reservoirs 25a, 25b vorgehaltenen Öls ist unterschiedlich (beispielsweiseTo generate defined temperature conditions in the cavity 21, the oil 22 can be pumped into the cavity 21 through independent feeds 23a, 23b. For this purpose, two pumps 24a, 24b are available, which pump the oil from two reservoirs 25a, 25b. The temperature of the oil stored in the reservoirs 25a, 25b is different (for example
Raumtemperatur und 2000C). Durch Steuerung der Volumenströme beider Öle kann daher ein Mischungsverhältnis in dem Hohlraum 21 mit vorhersagbarer Temperatur erzeugt werden. Hierdurch lässt sich ein vorgegebener Erwärmungszustand eines an der Aufnahmefläche 17 fixierten Bauelementes erzeugen.Room temperature and 200 0 C). By controlling the volume flows of both oils, therefore, a mixing ratio in the cavity 21 can be generated at a predictable temperature. This makes it possible to generate a predetermined heating state of a component fixed to the receiving surface 17.
Um einen Kreislauf aufrecht zu erhalten, wird das Öl 22 über einen Rücklauf 26 mittels einer Pumpe 27 in die Reservoirs 25a, 25b zurückgepumpt. Dabei wird über Wärmetauscher 28a, 28b die in den Reservoirs herrschende Temperatur wieder eingestellt. Dementsprechend ist hierfür entweder eine Kühlung oder eine Beheizung des rücklaufenden Öls notwendig.To maintain a cycle, the oil 22 is pumped back via a return 26 by means of a pump 27 into the reservoirs 25a, 25b. In this case, the temperature prevailing in the reservoirs is set again via heat exchangers 28a, 28b. Accordingly, this either a cooling or heating of the returning oil is necessary.
In Figur 2 ist dargestellt, wie mittels der Führungsstifte 13 ein Aufweiten des Durchmessers der Trennmembran 14 erfolgen kann. Die Stifte sind zu diesem Zweck in nicht näher dargestellter Weise radial beweglich gelagert, so dass ein radia¬ les Auseinanderbewegen ihrer Endpunkte zu einer Aufweitung des Randes 15 der Trennmembran 14 führt. Zu erkennen ist wei- terhin, dass der im Zentrum der Trennmembran 14 angeordneteFIG. 2 shows how the diameter of the separation membrane 14 can be widened by means of the guide pins 13. The pins are mounted radially movable for this purpose in a manner not shown, so that a radia ¬ les moving apart of their end points leads to a widening of the edge 15 of the separation membrane 14. It can also be seen that the one arranged in the center of the separation membrane 14
Vakuumanschluss 18 von der elastischen Verformung der Membran 14 unbeeinflusst bleibt. Als Material für die Trennmembran 14 kann beispielsweise HTV-Silikonkautschuk verwendet werden, da Bauteile aus diesem Material in der stabilisierten Form eine Temperaturbeständigkeit von bis zu 3000C aufweisen können. Eine Trennmembran aus Silikonkautschuk genügt daher den Anforderungen des Anwendungsfalls. Neben einer Temperaturbeständigkeit gegen das eingeleitete Wärmeübertragungsmedium ist weiterhin eine chemische Beständigkeit gegenüber dem Wär¬ meübertragungsmedium notwendig. Für die Verformbarkeit muss eine genügende Elastizität vorhanden sein. Zuletzt ist auch eine genügende Wärmeleitfähigkeit erforderlich, damit die Temperatur des Wärmeübertragungsmediums auf das Bauelement übertragen werden kann.Vacuum port 18 of the elastic deformation of the membrane 14 is unaffected. For example, HTV silicone rubber can be used as the material for the separating membrane 14 since components made of this material in the stabilized form have a Temperature resistance of up to 300 0 C may have. A separating membrane of silicone rubber therefore meets the requirements of the application. In addition to a temperature resistance to the introduced heat transfer medium a chemical resistance to Wär ¬ meübertragungsmedium is still necessary. For the deformability, a sufficient elasticity must be present. Finally, a sufficient thermal conductivity is required so that the temperature of the heat transfer medium can be transferred to the device.
Die Figuren 3 und 4 zeigen eine andere Bauform der Trennmembran. Diese ist in Figur 3 im schematischen Schnitt dargestellt sowie in Figur 4 als Aufsicht von oben. Die Trennmem- bran 14 hat einen wannenförmigen Aufbau mit rechteckigemFigures 3 and 4 show another design of the separation membrane. This is shown in Figure 3 in a schematic section and in Figure 4 as a top view. The Trennmem- bran 14 has a trough-shaped construction with rectangular
Grundriss. Der Figur 3 lässt sich entnehmen, dass die gegenü¬ berliegenden Seitenwände 29 entlang eines Wandelementes 30 geführt sind und mit diesen überlappen, so dass eine Dichtung zustande kommt. Andererseits sind die Seitenwände 29 und das Wandelement 30 nicht fest miteinander verbunden, so dass sich die Seitenwand 29 bei einer Verformung an dem Wandelement 30 entlangschieben kann.Layout. Of Figure 3 can be deduced that the gegenü ¬ berliegenden side walls are guided 29 along a wall element 30 and overlap with them, so that a seal is established. On the other hand, the side walls 29 and the wall member 30 are not fixedly connected to each other, so that the side wall 29 can slide along the wall element 30 in a deformation.
Der Füllstand mit dem Öl 22 ist angedeutet. Er befindet sich aus Gründen einer zuverlässigen Dichtung unterhalb des Randes der Seitenwand 29. Der restliche Aufbau des Reparaturlötkop¬ fes 11 ist nicht genauer dargestellt, kann jedoch entsprechend Figur 1 aufgebaut sein.The level with the oil 22 is indicated. It is located for the sake of a reliable seal below the edge of the side wall 29. The remaining structure of the repair soldering ¬ fes 11 is not shown in more detail, but can be constructed according to Figure 1.
Der Figur 4 kann entnommen werden, wie der Verstellmechanis¬ mus für die Trennmembran 14 bei diesem Ausführungsbeispiel ausgebildet ist. Neben den Wandelementen 30, die parallel zu¬ einander stehen und mit einem konstanten Abstand im Reparaturlötkopf 11 angeordnet sind, sind zwei weitere Wandelemente 31 vorgesehen, an denen die Seitenwand 29 befestigt ist. Diese Wandelemente 31 lassen sich zwischen den Wandelementen 30 verschieben, wodurch die Trennmembran 14 eine Längung erfährt und der Reparaturlötkopf 11 auf ein Bauteil anderen Formats angepasst werden kann.The figure 4 can be seen as the Verstellmechanis ¬ mechanism for the separation membrane 14 is formed in this embodiment. In addition to the wall elements 30, which are parallel to ¬ each other and are arranged at a constant distance in repair solder 11, two other wall elements 31 is provided, on which the side wall 29 is fixed. These wall elements 31 can be displaced between the wall elements 30, as a result of which the separation membrane 14 experiences an elongation and the repair soldering head 11 can be adapted to a component of a different format.
Die Trennmembran (14) gemäß dieser Ausgestaltung kann beispielsweise durch eine hochflexible Kupferfolie gebildet wer¬ den. Die Verwendung von Kupfer hat den wesentlichen Vorteil, dass eine Wärmeübertragung aufgrund der guten Wärmeleiteigenschaften von Kupfer schnell erfolgen kann. Andererseits weist die Kupferfolie eine genügende Elastizität auf, damit diese sich zwecks einer besseren Wärmeübertragung gut an die Oberfläche des Bauelementes anpassen kann.The separation membrane (14) according to this embodiment can be formed for example by a highly flexible copper foil ¬ the. The use of copper has the significant advantage that heat transfer can occur quickly due to the good thermal conductivity of copper. On the other hand, the copper foil on a sufficient elasticity, so that it can adapt well to better heat transfer to the surface of the device.
Der Figur 5 lässt sich entnehmen wie beispielsweise für ein Auslöten eines Bauelementes ein Temperaturprofil erstellt werden kann. Soll das Bauelement nach dem Auslöten beispielsweise einer neuen Verwendung zugeführt werden, so sind hin- sichtlich der Erwärmung die Vorgaben des Herstellers zu beachten. Diese bestehen aus einer maximal zulässigen Temperatur Tmax sowie einer zulässigen Erwärmungsgeschwindigkeit δT/δt. Um trotz dieser Vorgaben eine möglichst schnelle Erwärmung des Bauelementes zu gewährleisten, wird für das Wärmeübertragungsmedium ein Temperaturprofil gewählt, welches durch die Vorgaben des Herstellers beeinflusst ist. Die Temperatur des Wärmeübertragungsmediums liegt dabei immer um den Betrag ΔT höher als die aktuell gemessene Temperatur des Bauelementes, so dass eine konstante Erwärmung δT/δt gewährleistet wird. Wird die maximal zulässige Temperatur Tmax des Bauelementes erreicht, wird die Temperatur des Wärmeübertragungsmediums durch Zumischen von kaltem Wärmeübertragungsmedium auf die Temperatur des Bauelementes Tmax abgesenkt, so dass diese Temperatur im Bauelement gehalten wird. Sobald die Lötverbindungen erweichen, kann das Bauelement aus dem Einbauort entfernt werden. Anschließend ist eine weitere Einhaltung der Temperatur Tmax nicht mehr erforderlich.FIG. 5 shows how, for example, a temperature profile can be created for the purpose of desoldering a component. If the component is to be supplied, for example, to a new use after the soldering, then the specifications of the manufacturer must be observed with regard to the heating. These consist of a maximum permissible temperature Tmax and a permissible heating rate delta T / ∂t. In order to ensure the fastest possible heating of the component despite these specifications, a temperature profile is selected for the heat transfer medium, which is influenced by the specifications of the manufacturer. The temperature of the heat transfer medium is always higher by the amount .DELTA.T than the currently measured temperature of the component, so that a constant heating δT / δt is ensured. If the maximum permissible temperature T max of the component is reached, the temperature of the heat transfer medium is lowered by admixing cold heat transfer medium to the temperature of the component T max , so that this temperature in the component is held. As soon as the solder joints soften, the component can be removed from the installation site. Subsequently, a further compliance with the temperature T max is no longer necessary.
Die Figuren 6 bis 8 zeigen ausgewählte Schritte eines Auslötens eines Bauelementes 32. Dieses ist mit Lotkontakten 33 auf einer Leiterplatte 34 befestigt. Bei dem Verfahrensschritt gemäß Figur 6 wird der Reparaturlötkopf 11, der entsprechend Figur 1 aufgebaut ist, auf das Bauelement 32 aufgesetzt. Der Vakuumanschluss 18 wird evakuiert, so dass in der Glocke 20 ein Unterdruck entsteht, der die Trennmembran 14 auf dem Bauelement 32 fixiert. Die Trennmembran hat bis zur Einspannungsstelle im Reparaturlötkopf 11 eine Höhe h.Figures 6 to 8 show selected steps of a soldering of a component 32. This is fixed with solder contacts 33 on a printed circuit board 34. In the method step according to FIG. 6, the repair soldering head 11, which is constructed in accordance with FIG. 1, is placed on the component 32. The vacuum connection 18 is evacuated, so that a negative pressure is created in the bell 20, which fixes the separation membrane 14 on the component 32. The separation membrane has a height h up to the point of fixation in the repair soldering head 11.
Bei dem Verfahrensschritt gemäß Figur 7 wird der Reparaturlötkopf 11 um den Betrag x angehoben. Es zeigt sich, dass aufgrund der Elastizität der Trennmembran 14 und aufgrund des festen Anliegens der Trennmembran 14 auf dem Bauelement 32 eine Längung der Trennmembran in Richtung der Höhe h um den Betrag x erfolgt. Hierdurch werden Zugspannungen in der Trennmembran induziert, aufgrund derer das Bauelement 32 einer Zugkraft Z von der Leiterplatte 34 weg unterworfen wird. Es zeigt sich auch, dass durch die Längung der Trennmembran um den Betrag x die Saugglocke 20 ein etwas größeres Volumen erhält.In the method step according to FIG. 7, the repair soldering head 11 is raised by the amount x. It can be seen that due to the elasticity of the separating membrane 14 and due to the firm abutment of the separating membrane 14 on the component 32, the separating diaphragm is elongated in the direction of the height h by the amount x. As a result, tensile stresses are induced in the separation membrane, due to which the component 32 is subjected to a tensile force Z of the circuit board 34 away. It is also shown that the suction cup 20 receives a slightly larger volume by the elongation of the separation membrane by the amount x.
Der Figur 8 lässt sich entnehmen, dass bei einem Erweichen der Lotkontakte 33 aufgrund des Wärmeeintrags durch den Reparaturlötkopf 11 die eingeprägte Zugkraft Z (siehe Figur 7) zu einem Abheben des Bauelementes 32 führt. Hierbei wird der Abstand der Unterseite des Bauelementes 32 von der Leiterplatte 34 um den Betrag x vergrößert, so dass die Lotkontakte 33 zur Leiterplatte 34 gelöst werden. Dabei verringert sich die Höhe der Saugglocke wieder auf h. Auf der Leiterplatte verbleiben Lotreste 35, die in einem nachfolgenden (nicht dargestellten) Schritt von der Leiterplatte entfernt werden müssen, sofern der Einbauplatz zur Aufnahme eines neuen Bauelementes vorbereitet werden soll. Das Bauelement 32 kann mit dem Reparaturlötkopf von der Platte entfernt und beispielsweise entsorgt oder einer neuen Verwendung zugeführt werden. It can be seen from FIG. 8 that when the solder contacts 33 soften due to the heat input by the repair soldering head 11, the impressed tensile force Z (see FIG. 7) leads to a lifting of the component 32. In this case, the distance of the underside of the component 32 from the printed circuit board 34 is increased by the amount x, so that the solder contacts 33 are released to the circuit board 34. there the height of the suction cup decreases again to h. On the circuit board remains Lotreste 35, which must be removed in a subsequent step (not shown) of the circuit board, if the slot is to be prepared for receiving a new component. The component 32 can be removed from the plate with the repair soldering head and, for example, disposed of or supplied to a new use.

Claims

Patentansprüche claims
1. Reparaturlötkopf (11) für ein oberflächenmontiertes Bauelement (32) - mit einer Aufnahmefläche (17), die auf das zu entlötende Bauelement (32) aufgesetzt werden kann und1. Repair soldering head (11) for a surface-mounted component (32) - with a receiving surface (17) which can be placed on the component to be desoldered (32) and
- mit einer Wärmequelle, mit der die Aufnahmefläche (17) erwärmt werden kann, dadurch gekennzeichnet, dass- With a heat source, with which the receiving surface (17) can be heated, characterized in that
- die Aufnahmefläche (17) durch eine Trennmembran (14) gebildet ist, welche gemeinsam mit einer Gehäusestruktur- The receiving surface (17) by a separating membrane (14) is formed, which together with a housing structure
(12) des Reparaturlötkopfes (11) auf der der Aufnahmefläche abgekehrten Seite der Trennmembran einen Hohlraum (21) ausbildet wobei(12) of the repair soldering head (11) on the side facing away from the receiving surface of the separating membrane forms a cavity (21)
- der Hohlraum (21) zwei unabhängige Zuläufe (23a, 23b) und einen Rücklauf (26) für ein fluidisches Wärmeübertragungsmedium (22) als Wärmequelle aufweist.- The cavity (21) has two independent feeds (23a, 23b) and a return (26) for a fluidic heat transfer medium (22) as a heat source.
2. Reparaturlötkopf (11) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennmembran (14) auswechselbar an der Gehäusestruktur (12) befestigt ist.2. Repair soldering head (11) according to claim 1, characterized in that the separating membrane (14) is replaceably fixed to the housing structure (12).
3. Reparaturlötkopf (11) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennmembran (14) in einer formveränderlichen Einspannung gehalten ist.3. repair soldering head (11) according to claim 1 or 2, characterized in that the separating membrane (14) is held in a form variable clamping.
4. Reparaturlötkopf (11) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die formveränderliche Einspannung aus einer Vielzahl beweglicher Führungsstifte (13) besteht, die den Rand der Trennmembran (14) halten. 4. repair soldering head (11) according to claim 3, characterized in that the variable-shape clamping of a plurality of movable guide pins (13), which hold the edge of the separation membrane (14).
5. Reparaturlötkopf (11) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennmembran (14) rechteckig ist, wobei zwei gegenüberliegende Ränder mit konstantem Abstand zueinander und die anderen beiden Ränder mit veränderbarem Abstand zueinander in der Einspannung gehalten sind.5. repair soldering head (11) according to claim 3, characterized in that the separating diaphragm (14) is rectangular, wherein two opposite edges are kept at a constant distance from one another and the other two edges with variable distance from one another in the clamping.
6. Reparaturlötkopf (11) nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennmembran (14) einen Vakuumanschluss (18) aufweist, der mit der Aufnahmefläche (17) kommuniziert.6. repair soldering head (11) according to any one of the preceding claims, characterized in that the separating membrane (14) has a vacuum connection (18) which communicates with the receiving surface (17).
7. Verfahren zum Auslöten eines oberflächenmontierten Bauelementes (32), bei dem7. A method for desoldering a surface mounted device (32), in which
- ein Reparaturlötkopf (11) mit einer Aufnahmefläche (17) auf das zu entlötende Bauteil (32) aufgesetzt wird,a repair soldering head (11) with a receiving surface (17) is placed on the component (32) to be desoldered,
- die Aufnahmefläche (17) durch eine Wärmequelle beheizt wird, bis Lotkontakte (33) zwischen dem Bauelement (32) und der Oberfläche erweichen und- The receiving surface (17) is heated by a heat source until solder contacts (33) between the device (32) and the surface soften and
- das Bauelement (32) von der Oberfläche abgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, dass - als Wärmequelle ein fluidisches Wärmeübertragungsmedium (22) zum Einsatz kommt, welches in zwei Teilmengen mit unterschiedlichen Temperaturen vorgehalten wird, und die Aufnähmefläche (17) durch eine Trennmembran (14) gebildet ist, welche gemeinsam mit einer Gehäusestruktur (12) des Reparaturlötkopfes (11) auf der der- The component (32) is lifted from the surface, characterized in that - as a heat source, a fluidic heat transfer medium (22) is used, which is held in two subsets with different temperatures, and the Aufnähmefläche (17) by a separation membrane (14 ) is formed, which together with a housing structure (12) of the repair soldering head (11) on the
Aufnahmefläche (17) abgekehrten Seite der Trennmembran (14) einen Hohlraum (21) ausbildet, wobei zur Beheizung der Aufnahmefläche (17) - über zwei unabhängige Zuläufe (23a, 23b) von den Teilmengen des Wärmeübertragungsmediums (22) zur Einstellung einer geforderten Temperatur geeignete Anteile in den Hohlraum (21) eingeleitet werden und - das Wärmeübertragungsmedium (22) durch einen Rücklauf (26) wieder den Hohlraum (21) verlässt.Receiving surface (17) facing away from the separation membrane (14) forms a cavity (21), wherein for heating the receiving surface (17) - Be introduced via two independent feeds (23a, 23b) of the subsets of the heat transfer medium (22) for setting a required temperature suitable proportions in the cavity (21) and - the heat transfer medium (22) through a return (26) again the cavity ( 21) leaves.
8. Verfahren zum Einlöten eines oberflächenmontierbaren Bauelementes (32), bei dem - ein Reparaturlötkopf (11) mit einer Aufnahmefläche (17) auf das einzulötende Bautelement (32) aufgesetzt wird,8. Method for soldering in a surface-mountable component (32), in which - a repair soldering head (11) with a receiving surface (17) is placed on the building element (32) to be soldered,
- das Bauelement (32) mit dem Reparaturlötkopf (11) auf die Oberfläche des vorgesehenen Einbauortes aufgesetzt wird und - die Aufnahmefläche (17) durch eine Wärmequelle beheizt wird, bis Lotdepots zwischen dem Bauelement (32) und der Oberfläche erweichen und sich Lotkontakte ausbilden, dadurch gekennzeichnet, dass - als Wärmequelle ein fluidisches Wärmeübertragungsmedium (22) zum Einsatz kommt, welches in zwei Teilmengen mit unterschiedlichen Temperaturen vorgehalten wird, und- The component (32) with the repair soldering head (11) is placed on the surface of the intended installation location and - the receiving surface (17) is heated by a heat source until solder deposits between the device (32) and the surface soften and form solder contacts, characterized in that - as a heat source, a fluidic heat transfer medium (22) is used, which is kept in two subsets with different temperatures, and
- die Aufnahmefläche (17) durch eine Trennmembran (14) gebildet ist, welche gemeinsam mit einer Gehäusestruktur (12) des Reparaturlötkopfes (11) auf der der- The receiving surface (17) by a separating membrane (14) is formed, which together with a housing structure (12) of the repair soldering head (11) on the
Aufnahmefläche (17) abgekehrten Seite der Trennmembran (14) einen Hohlraum (21) ausbildet, wobei zur Beheizung der Aufnahmefläche (17)Receiving surface (17) facing away from the separation membrane (14) forms a cavity (21), wherein for heating the receiving surface (17)
- über zwei unabhängige Zuläufe (23a, 23b) von den Teilmengen des Wärmeübertragungsmediums (22) zurvia two independent feeds (23a, 23b) from the subsets of the heat transfer medium (22) to the
Einstellung einer geforderten Temperatur geeignete Anteile in den Hohlraum (21) eingeleitet werden undSetting a required temperature suitable proportions are introduced into the cavity (21) and
- das Wärmeübertragungsmedium (22) durch einen Rücklauf (26) wieder den Hohlraum (21) verlässt. - The heat transfer medium (22) through a return (26) again leaves the cavity (21).
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass für die Einstellung des geforderten Temperaturverlaufes ein Zeitprofil berücksichtigt wird.9. The method according to claim 7 or 8, characterized in that for the adjustment of the required temperature profile, a time profile is taken into account.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennmembran (14) einen Vakuumanschluss (18) aufweist, der mit der Aufnahmefläche (17) kommuniziert, wobei das Bauelement (32) durch Anlegen eines Vakuums an den Vakuumanschluss (18) auf der Aufnahmefläche fixiert und nach dem Erweichen der Lotkontakte von der Oberfläche abgehoben wird.10. The method according to claim 9, characterized in that the separation membrane (14) has a vacuum connection (18) which communicates with the receiving surface (17), wherein the component (32) by applying a vacuum to the vacuum port (18) on the Fixed receiving surface and is lifted after softening the solder contacts from the surface.
11. Verfahren zum Auslöten nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Fixieren des Bauelementes (32) auf der Aufnahmefläche und vor dem Erweichen der Lotkontakte der Abstand des Reparaturlötkopfes (11) von der Oberfläche unter Aufbau von Zugspannungen in der Trennmembran (14) vergrößert wird. 11. A method for desoldering according to claim 10, characterized in that after fixing of the component (32) on the receiving surface and before softening of the solder contacts the distance of the repair soldering head (11) from the surface under construction of tensile stresses in the separation membrane (14) is enlarged.
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