Vorrichtung zum Wellenlöten

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wellenlöten von Werkstücken nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Dabei wird das der Lötbehandlung zu unterziehende Werkstück über mindestens eine über einem Lotreservoir erzeugte Lotwelle bewegt, wobei über dem Lotreservoir eine Schutzgasatmosphäre unter weitgehendem Ausschluss von Sauerstoff ausgebildet wird und zumindest ein Teil des Werkstücks mit der Lötwelle in Berührung gebracht wird.

Solche Lötvorrichtungen sind aus der DE 195 41 445 A1 oder der DE 298 23 860 U1 bekannt. Bei diesen Verfahren ist die Lötwelle nur unterhalb des Werkstückes mit Schutzgas umspült. Im Gegensatz zu anderen Schutzgaseinbringungen oberhalb und unterhalb des Werkstückes führt das dazu, dass nur relativ wenig Schutzgas verbraucht wird. Nachteilig dabei ist jedoch, dass bei stark schwankendem, weit über die normalen Löteinstellungen hinausgehenden Wellenparametern ist zu einer

"Überschwemmung" des unteren Teils der Abdeckhaube mit Lötzinn kommen kann, was zur Folge haben kann, dass das Lot erstarrt und bei mehrmaliger Überflutung dann so hoch aufbaut, dass die zu lötenden Leiterplatten gestoppt werden müssen.

Die Vorrichtung der DE 298 23 860 U1 verwendet zur Stickstoffzufuhr poröse Rohre mit definierter Porengröße. Oftmals zerbrechen diese Rohre infolge thermischer oder mechanischer Spannungen, so daß das Schutzgas unkontrolliert ausströmen kann. Auch die Gleichmäßigkeit der Verteilung des Gases ist bei einem porösen Rohr kaum gesichert.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lötvorrichtung zum Wellenlöten dahingehend zu verbessern, dass sie sicher gegen Überschwemmungen ist und gleichzeitig stets die gewünschte, voreingestellte Menge an Schutzgas bietet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst von einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ausführungen der Erfindung sind Gegenstände von Unteransprüchen.

Erfindungsgemäß sind statt großer Abdeckbleche unterhalb der Werkstücke nun zwei oder mehrere Rohre vorgesehen, die nach oben gerichtete Löcher oder Schlitze aufweisen und die von u-förmigen Abschirmgehäusen umgeben sind, die im Wesentlichen nach unten offen sind. Überschwemmungen durch Falscheinstellung der Lotwellen sind dadurch sicher vermieden. Diese zwei, drei, vier oder fünf

Gaszuführungen ergeben einen sog. Inertisierungsrechen, der relativ frei innerhalb der gesamten Abdeckhaube unterhalb der Werkstücke montiert werden kann. Die Schlitze oder Löcher sorgen für eine definierte Gaszufuhr, da ihr Querschnitt stets vorberechenbar groß ist und bleibt. Die u-förmigen Abschirmgehäuse verhindern ein Zusetzen der Schlitze mit Lot oder Verschmutzungen, so dass auch dadurch der gewünschte Gaszufluss stets ermöglicht wird. Das Gas wird nach unten Richtung Lötbad geblasen und inertisiert den gesamten Raum oberhalb des Lötpfads und unterhalb des Werkstücks. Abtropfendes Lot kann nicht mehr die Zutrittsöffnungen verstopfen, sondern perlt von den Abschirmgehäusen nach unten ab. Der in direktem Strömungsbereich der Wellen befindliche Raum wird durch einen Inertisierungsrechen großflächig wirksam, aber auch für das strömende Lot durchlässig, geschützt.

In einer Ausführung der Erfindung sind die Abschirmgehäuse aus Titanblech gefertigt oder beschichtet, was den Vorteil hat, dass Lotspritzer nicht haften sondern abperlen.

In einer bevorzugten Ausführung ist der Abstand der einzelnen Abschirmgehäuse zueinander > als 3 mm. Dies hat den Vorteil, dass Lotperlen stets ablaufen können und die Durchgänge für das Lot nicht verstopfen, auch wenn der Betreiber zuviel Lot oder Lotwellen einstellt.

Für den Kunden ergibt sich der Vorteil, dass über die erhöhte Variabilität praktisch alle Lotbadformen und Betriebsparameter abgedeckt werden können. Bei der Umstellung auf bleifreie Lote ist die Vorrichtung ohne Umrüstung nutzbar. Atmosphärische ^■ Lötmaschinen, die bisher noch nicht auf Stickstoff umgerüstet werden konnten, können somit einfach umgerüstet werden.

Als Schutzgase können Stickstoff, Kohlendioxid, Argon, Helium, Schwefelhexafluorid oder Gemische von diesen, auch unter Beimengung von Wasserstoff, eingesetzt werden.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in einer Figur gezeigten Ausführungsbeispiels näher erläutert:

In der Figur ist mit 1 eine Abdeckhaube bezeichnet, die das Lötbad 2 einschließlich der Bereiche der Lötwellen 3, 4 einhaust. Ausgespart bleiben die für den Lötprozess notwendigen Wellenscheitel 5, 6. Unterhalb des rechten Teils 7 der Abdeckhaube 1 ist ein Gasdiffusor 9 angebracht, der bei Bedarf ebenfalls durch ein erfindungsgemäßes Rohr 13 ersetzt werden kann. Am linken Teil 8 und im Mittelteil 11 sind dagegen erfindungsgemäße Rohre 13 vorgesehen, die nach oben hin geschlitzt oder gelocht sind und die von Abschirmgehäusen 14 umgeben sind. Die Abschrimgehäuse 14 haben im Wesentlichen einen U-förmigen Querschnitt, wobei die Enden zueinander parallel stehen können, zueinander gezeigt sein können oder - wie in der Figur gezeigt - etwas voneinander weg weisen. Wie in der Figur gut zu erkennen ist, sind die Abschirmgehäuse 14 im Wesentlichen nach unten gerichtet, schützen die Rohre 13 und deren Austrittsschlitze oder Löcher und leiten den Stickstoff oder das andere Schutzgas in den Raum nach unten, von wo es sich über den ganzen zu inertisierenden Raum - bis hinauf zum Werkstück 15 - verbreitet. Die Rohre 13 und ihre Abschirmgehäuse 14 sind in dieser Ausführung in einer Reihe (strichpunktierte Linie) angeordnet, können aber auch anders angeordnet sein. Die Gaseinspeisung erfolgt über die Rohre 9 und 13, wodurch eine sehr gleichmäßige Gasverteilung mit einer geringen Gasströmung über die gesamte Wellenbreite erreicht wird. Die Gasleitbleche 14 führen zu einer annähernd parallelen Strömung zu den Wellenoberflächen. Der Gasverbrauch ist vergleichsweise niedrig und liegt je nach konstruktiver Ausführung zwischen 3 und 10 m ³ / h .Die geringe Strömungsgeschwindigkeit lässt praktisch keine Staubildung aus Krätze zu. Zwischen den Wellen 3, 4 wird ein Restsauerstoffgehalt von 500 ppm, im Augenblick des überfahrenden Werkstücks 15 von 150 ppm erreicht.

In der Figur sind vier Rohre 9 gezeigt, wobei drei Rohre relativ nahe beieinander stehen und das vierte Rohr den Raum links der Welle 6 begast. Möglich sind selbstverständlich auch die Verwendung von weniger Rohren, wie zwei, oder von mehr Rohren, wie 5 oder 6. Die Inertisierungsrechen können sehr einfach dem vorliegenden Gerät und der Anzahl der Wellenberge 5, 6 angepasst werden. Erfindungsgemäß ergibt sich so eine sehr flexible Anordnung von Gasdiffusoren, die eine lange Lebensdauer haben und zuverlässig die gewünschte Menge Gas eindüst.

Zwischen den Gehäusen 14 ist am unteren Rand stets ein Abstand von mehr als 3 mm eingehalten, so dass Lötspritzer und Löttropfen von den Abschirmgehäusen 14 ablaufen können und keine Verstopfungen bilden, da Löttropfen in der Regel kleiner als 3 mm sind. Zinnstau beim Überschwemmen wird so verhindert, da die Löttröpfchen stets in das Bad 2 zurücklaufen.