DE2910066C2

DE2910066C2 - Einrichtung zum Reflow-Löten von vielpoligen Steckverbindungen

Info

Publication number: DE2910066C2
Application number: DE19792910066
Authority: DE
Inventors: Heiner Bahnsen; Heinz 8900 Augsburg Kittel
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1979-03-14
Filing date: 1979-03-14
Publication date: 1984-03-29
Also published as: DE2910066A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Reflow-Löten von vielpoligen Steckverbindern.

In Datenverarbeitungsanlagen werden Flachbaugruppen verwendet, die an ihrem einen Ende mit mehrpoligen Steckverbindern, insbesondere Federleisten versehen sind. Die Federleisten weisen dabei tauchverzinnte Lötbeinchen auf, die auf vorverzinnte Pads der Flachbaugruppen gelötet werden. Dazu werden alle Lötbeinchen der Federleiste gleichzeitig an die Pads der Flachbaugruppe gedrückt und nach dem Wiederatifschmelzverfahren (Reflow-Löten) miteinander verlötet. Da es sich hierbei um kostenintensive und temperaturempfindliche elektronische Bauteile handelt, sind die Anforderungen an das Lötverfahren sehr hoch.

In der deutschen Offenlegungsschrift 25 01 807 wird eine Lötvorrichtung für mehradrige Kabel beschrieben, wobei die abisolierten mehradrigen Kabel an einem Gestell befestigt und die einzelnen Adern in Nuten einer Einspannvorrichtung eingeführt sind, wobei die Abstände der Nuten voneinander den Abständen entsprechen, in welchen die Adern mit einem Verbinder verlötet werden sollen. In Kanälen im Verbinder sind metallische Einsatzteile angeordnet, in denen die einzelnen abisolierten Adern zu liegen kommen. Anschließend wird das Ganze mit noch nicht geschmolzenem Lot abgedeckt- Die Lötvorrichtung selbst besitzt entweder rechtwinklig geformte oder dreieckig geformte Vorsprünge, die in Abständen voneinander angeordnet sind, welche den Abständen der metallischen Einsätze voneinander entsprechen. Durch Erhitzen und Absenken dieser Lötvorrichtung wird das aufliegende Lot geschmolzen und verläuft beim Heißwerden der Verbinderseitenteile über diese Seitenteile auf die

ίο einzelnen Adern, wobei eine Verlötung der Adern mit den Seitenteilen erfolgt.

Bei diesem Verfahren handelt es sich um die übliche Bügellötmethode, bei der ein fester Metallbügel erwärmt und durch Berührung des Lotes den Schmelz-Vorgang auslöst- Ein berührungsloses Löten ist mit dieser Anordnung jedoch nicht möglich.

In der US-Patentschrift 34 09 977 wird ein Heißgasthermokompressionsbonding-Verfahren beschrieben, das zum Anbonden von Drähten an Halbleiterelemente dient. Dieses Verfahren ist jedoch kein Lot- sondern ein Schweißverfahren, wobei eine wesentliche Komponente darin zu sehen ist, daß beide zu verschweißende Teile mit hohem Druck aneinandergepreßt und dann mit Heißgas, das im wesentlichen ein Wasserstoff-Nitrogemisch ist, verschweißt werden.

In der deutschen Patentanmeldung P 28 38 021 ist bereits eine Einrichtung zum Löten dsirch Wiederaufschmelzen des Lötnihtels vorgeschlagen worden. Dabei ist eine auf einem Schlitten angeordneter und mit

M diesem gegenüber einer Aufnahmevorrichtung für eine elektrische Baugruppe verschiebbarer Lötbacken einem Niederhalter zugeordnet Der Niederhalter ist seinerseits gegenüber dem Lötbacken verschiebbar in Lagern des Schlittens längsbeweglich und unter Vorspannung festgelegt, so daß er vor Beginn des Lötvorgangs aber auch in der Abkühlphase bei abgeschobenem Lötbacken die Lötpartner an den Lötstellen zueinander fixiert

Dieses Verfahren hat gewisse Mängel. Verursacht durch verharztes Kolophonium sind die Lötbügel häufig verschmutzt. Dadurch wird keim, gleichmäßige und störungsfreie Fertigung ermöglicht Unterschiedliche SN-PB-Schichtdickcn der Lölparlner und Verwölbungen der Flachbaugruppen bewirken mechanische Beschädigungen am Bügel, ungleiche Lötsciten an den Lötstellen bzw. partiell überhöhte Temperaturen und damit keine kontinuierliche Lötqualität. Die Fehlermöglichkeiten erfordern einen hohen Überwachungs- und Wartungsaufwand an der Maschine.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine

^w Einrichtung zum Löten durch Wiederaufschmelzen des Lötmittels zu schaffen, bei dem die Lötqualität gegenüber der vorstehend bekannten Anordnung verbessert wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird gemäß der Erfindung die Einrichtung zum Reflow-Löten ausgebildet durch einen Halterahmen zur Aufnahme eines ersten mit Lötflächen versehenen Lötteils, durch in einer Halterung nebeneinander angeordneten gefederten Nadeln, die die Lötbeinchen eines zweiten Lötteils, das in einer Aufnahme befestigt ist, gegen die Lötflächen des ersten Lötteils drücken und durch mindestens eine Heißluftdüse die in einem vorgegebenen Abstand von den Lötstellen angeordnet ist. wobei Heißluftdüse und Lötgut relativ zueinander bewegbar zum Zwecke einer Aneinandervorbeiführung angeordnet sind.

Durch diese Maßnahme erhält man ein berührungsloses Löten, wodurch kaum Verschmutzungen der

Löteinrichlung auftreten. Da Verschleißteile, wie Heizspirale und Niederhaltenadeln handelsübliche Kaufteile sind, läßt sich der Wartungsaufwand erheblich reduzieren. Die Temperaturbelastung der Lötteile zueinander ist geringer als bei dem vorgeschlagenen Verfahren.

Das erste Lötteil kann dabti vorteilhafterweise eine Flachbaugruppe und das zweite Lötteil eine Federleiste eines Steckverbinders sein.

Einen besondCiS günstigen Lötfluß erhält man dann, wenn die Heißluftdüsen in einem Winkel von etwa 10° gegenüber einer Waagrechten nach oben geneigt sind.

An beiden Seiten der Lötstellen können zweckmäßigerweise Heißluftdüsen angeordnet sein. Den günstigen Löteffekt erhalt man dann, wenn die Heißluftdüsen ovale Öffnungen aufweisen. Um die: Löttemperatur in einem bestimmten Bereich ausregeln zu können, sind am Düsenende jeweils Thermoelemente angeordnet, die die Temperatur der Heißluft regulieren. Die Heißluft wird dabei mittels Durchführung der Luft durch eine Heizspirale erzeugt.

Anhand der Figur wird die Erfindung näher erläutert. Auf einem beweglichen Schlitten 10 ist eine Aufnahmevorrichtung 5 zur Befestigung der Federleiste 9 vorgesehen. Gleichzeitig wird in einem nicht dargestellten Halterahmen 1 eine Flachbaugruppe 2 befestigt Jedes Lötbeinchen 8 der Federleiste 9 wird dabei mit gefederten Nadeln 4 einzeln mit definiertem Druck an das jeweilige Pad der Flachbaugruppe 2 angedrückt. Der entsprechende geometrische Aufbau dieser Nadeln in einer beweglichen Halterung 3 ergibt den Niederhalter. Jede Nadel 4 ist einzeln austauschbar. Während des Lötens drücken die Nadeln das Lötbeinchen in das flüssige Lot. Es bilden sich dabei optimale Lötstellen aus. Der negative Einfluß von SN-PB-Schichtdicken und Leiterplatiendurchbiegungen werden dabei ausgeschaltet. Der eigentliche Lötvorgang wird berührungslos durchgeführt. Dabei fährt die Heißluftdüse 6 im Abstand von ca. 1,5 mm an den Lötstellen vorbei. Es kann aber auch die Flachbaugruppe 2 an den Düsen 6 mit linearer Vorschubgeschwindigkeit entlangfahren. Die besonders geformten Düsen sind der Flachbaugruppe im Winkel von 10° zugeordnet und blasen mit geringer definierter Luftgeschwindigkeit auf die vorher mit Flußmittel versehenen Lötstellen. Die Lufttemperatur ist im Bereich von 260° C bis 360° C einstc''^!3ar und wird auf ±5° C Genauigkeit am Düsener.de in der Luft mitteis Thermoelement geregelt Die Lufterwärmung erfolgt mittels Durchführung der Luft durch eine Heizspirale.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche

1. Einrichtung zum Reflow-Löten von vielpoligen Steckverbindern, gekennzeichnet durch einen Halterahmen (1) zur Aufnahme eines ersten mit Leitflächen versehenen Lötteils (2), durch in einer Halterung (3) nebeneinander angeordneten gefederten Nadeln (4), die die Lötbeinchen (8) eines zweiten Löt'eils (9), das in einer Aufnahme (5) befestigt ist, gegen die Leitflächen des ersten Lötteils (2) drücken und durch mindestens eine Heißluftdüse (6), die in einem vorgegebenen Abstand vor den Lötstellen angeordnet ist, wobei Heißluftdüse und Lötgut relativ zueinander bewegbar zum Zwecke einer Aneinandervorbeiführung angeordnet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Lötteil (2) eine Rachbaugruppe und das zweite Lötteil (9) eine Federleiste eines mehrpoligen Steckverbinders ist.

3. Einrichuing nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluftdüsen (6) in einem Winkel von etwa 10° gegenüber der Waagrechten nach oben geneigt angeordnet sind.

4. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Seiten der Lötstellen Heißluftdüsen (6) angeordnet sind.

5. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Heißluftdüsen (6) u /ale öffnungen aufweisen.

6. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß am Düsenende ein Thermoelement (7) zr* Temperaturregelung der Heißluft angeordnet ist.

7. Einrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Lufterwärmung mittels Durchführung der Luft durch eine Heizspirale erfolgt