Verfahren und Vorrichtung zur Mikrolötung Die Entwicklung der Elektronik
führt in den letzten Jahren mit größten Schritten zur feinsten Mikrolöttechnik.
Während bis vor kurzem Lötstellenlotgewichte von 40 - 'i00 mg völlig normal waren,
reichen die Lotgewichte bei dieser Entwicklung stark verkleinert bis in den Bereich
von 10 - 0,1 mg. Während bisher bei normalen Lötungen Röhrenlötzinne verwendet wurden,
also Lötzinndrähte mit einem oder mehreren hohlen Kanälen mit Durchmessern von 0,8
- 2 mm, die mit geeigneten Flußmitteln gefüllt wurden, haben solche Methoden in
Anpassung an die Verkleinerung mit Röhrenlötzinndrähten bis zu 0,? mm Durchmesser
nicht zZUm Erfolg geführt. Die Oberfläche der Röhrenlötzinndrähte oxydiert mit der
Zeit, und dann genügen die kleinen Flußmittelmengen im Lötdraht nicht mehr zur Herstellung
einwandfreier Lötverbindungen. Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, das
Problem der Mikrolötung durch Schaffung eines neuen Lötwerkzeuges, besonderer Verfahrensmaßnahmen
bei seiner Benutzung und einer geeigneten Vorrichtung zu seiner Handhabung zu lösen.
Zur Lösung dieser Aufgabe betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines
Lötwerkzeuges zur Mikrolötung mit kleinsten Kotgewichten pro Lötstelle, indem ein
geeignet geformtes, in eine Spitze kleinen Querschnitts auslaufendes Kupferstück
eines sehr kleinen Lötkolbens mit einem nicht oder schwer lötbaren
Überzug,
z.B. aus Or oder einem oder mehreren anderen Metallen, z.B. Nickels oder Metallegierungen,
beschichtet und die Spitze durch Beschneiden oder Abschleifen soweit verkürzt wird,
daß eine winzige, durch die nicht oder schwer lötbare Metallschicht des Überzuges
eingerahmte Fläche blanken Kupfers freigelegt wird, von der beim Eintauchen in flüssiges
Lötzinn unter Beifügung eines geeigneten Lötmittels stets eine gleiche, von der
Temueratur des Bades und die Spitze abhängige winzige Menge Lötzinn aufgenommen
und auf die Lötstelle übertragen wird. Zur Durchführung von Mikrolötungen mit einem
so hergestellten Werkzeug wird vorzugsweise das geschmolzene Lötzinn in seinem Vorratsbehälter
automatisch auf einer bestimmten Temperatur gehalten, die unterhalb der in gleicher
Weise gesteuerten konstanten Temperatur der Lötstelle liegt, um eine gleichmäßig
Gewichts aufnahme an Lot durch die Lötspitze sicherzustellen. Zweckmäßig ist das
verwendete Lötzinn bei der Temperatur, auf die das Lotmetallbad im Vorratsbehälter
eingestellt ist, mit dsm Metall der Lötspitze (Kupfer oder ein anderes brauchbares
Metall wie z.B. Silber) ganz oder teilweise gesättigt, damit es die lötwirksame
Fläche der Lötspitze nur benetzt und darauf haftet, ohne sie merklich anzulösen.
Die erfindungsgemäße Herstellung kleinster Lötstellen mit geringsten Lotgewiehten
wird durch die Verwendung immer nur frischen und oxydfreien Lots unterstützt, das
aus einer Schmelze bei einer Temperatur wenig über dem Schmelzpunkt entnommen wird.
Hierbei ist die Oxydationsgeschwindigkeit am geringsten. Die Erfindung ist im nachstehenden
anhand des gezeichneten Ausführungsbeispiels beschrieben. Fig. 1 ist eine schematische
Ansicht eines Lötkolbens 1 nach der Erfindung. Fig. 2 ist ein vergrößerter Längsschnitt
durch die eigentliche Lötspitze 3.
Fig. 3 ist ein stark vergrößerter
Querschnitt nach der Linie A - A in Fig. 1.Method and device for micro-soldering The development of electronics
has led to the finest micro-soldering technology in the last few years.
While until recently solder joint weights of 40-100 mg were completely normal,
With this development, the solder weights reach into the range, greatly reduced
from 10 - 0.1 mg. While tube soldering pins were previously used for normal soldering,
that is, solder wires with one or more hollow channels with a diameter of 0.8
- 2 mm, which were filled with suitable flux, have such methods in
Adaptation to the reduction with tube soldering tin wires down to 0 ,? mm diameter
not currently led to success. The surface of the tube soldering tin wires oxidizes with the
Time, and then the small amounts of flux in the solder wire are no longer sufficient for production
flawless soldered connections. The invention has set itself the task of
Problem of micro-soldering by creating a new soldering tool, special procedural measures
to solve with its use and a suitable device for its handling.
To solve this problem, the invention relates to a method for producing a
Soldering tool for micro-soldering with the smallest droppings per solder joint by adding a
appropriately shaped piece of copper tapering into a point with a small cross-section
a very small soldering iron with one that is difficult or impossible to solder
Coating,
e.g. made of Or or one or more other metals, e.g. nickel or metal alloys,
coated and the tip shortened by trimming or grinding,
that a tiny, through the difficult or impossible to solder metal layer of the coating
framed area of bare copper is exposed, from which it is immersed in liquid
Solder with the addition of a suitable solder always the same from the
Temperature of the bath and the tip dependent tiny amount of solder added
and is transferred to the solder joint. For micro-soldering with a
The tool produced in this way is preferably the molten tin solder in its storage container
automatically kept at a certain temperature, which is below that in the same
Way controlled constant temperature of the solder joint is to provide a uniformly
Ensure weight absorption of solder by the soldering tip. That is useful
used solder at the temperature to which the solder metal bath in the reservoir
is set with dsm metal of the soldering tip (copper or another usable
Metal such as silver) fully or partially saturated so that it is the most effective soldering
The surface of the soldering tip is only wetted and adheres to it without noticeably loosening it.
The production according to the invention of the smallest soldering points with the smallest amount of soldering
is supported by the use of fresh and oxide-free lots, the
is taken from a melt at a temperature a little above the melting point.
The rate of oxidation is the lowest here. The invention is in the following
described with reference to the illustrated embodiment. Fig. 1 is a schematic
View of a soldering iron 1 according to the invention. Fig. 2 is an enlarged longitudinal section
through the actual soldering tip 3.
Fig. 3 is a greatly enlarged
Cross section along the line A - A in Fig. 1.
Man geht, entsprechend der Kleinheit der Miitstellen, aus von einem
sehr kleinen elektrischen Lötkolben 1, dessen Erhitzung z.B. durch den Heizmantel
des Kolbens etwa in der Zone 2 stattfindgt und die Wärme durch die Schraube und
den Sitzkonus zur -Spitze führt. Man stellt eine Kupferspitze 3 von runder oder
einer anderen, sich stark verjüngenden und der Lötstellenform angepaßten Lötfinnenform
her, die auf das Ende des Heizkörpers aufschraubbar ist. Diese Kupferspitze 3 wird
stark verchromt oder mit einem geschlossenen Überzug 4 aus einem anderen Metall,
wie z.B. Nickel, oder einer Metallegierung versehen, die unter normalen Lötbedingungen
keine Legierung mit Zinn-Pb-Loten und ähnlichen Weichloten eingehen kann. Danach
wird das Ende dieser Kupferspitze, z.B. längs der Schnittlinie A-A in Fig. 1, so
weit abgeschnitten oder abgeschliffen, bis der blanke Kupferkern 33 in der gewünschten
Flächengröße, eingerahmt von der Metallschicht 4, sichtbar wird (Fig. 3). Auf diese
Weise sind kleinste Kupferflächen bis zu 0;1 mm und weniger Durchmesser herstellbar.
Die Kupferspitze 3 wird nun mit ihrem Gewinde 6 auf das Gewinde 5 des Kolbens 1
fest aufgeschraubt, der damit gebrauchsfertig ist.According to the small size of the centers, one starts from one
very small electric soldering iron 1, which is heated e.g. by the heating jacket
of the piston takes place approximately in zone 2 and the heat through the screw and
leads the seat cone to the tip. One puts a copper tip 3 of round or
another, strongly tapered soldering fin shape adapted to the shape of the soldering point
here, which can be screwed onto the end of the radiator. This copper tip 3 will
heavily chrome-plated or with a closed coating 4 made of another metal,
such as nickel, or a metal alloy that can be used under normal soldering conditions
no alloy can form with tin-lead solders and similar soft solders. Thereafter
the end of this copper tip, for example along section line A-A in Fig. 1, will be so
Cut off or sanded off until the bare copper core 33 is in the desired
Area size, framed by the metal layer 4, is visible (Fig. 3). To this
Smallest copper areas of up to 0.1 mm and less in diameter can be produced.
The copper tip 3 is now with its thread 6 on the thread 5 of the piston 1
firmly screwed on, which is ready for use.
Unter Benutzung geeigneter F1ußmittel nimmt die Fläche 33 beim Eintauchen
in eine Lötzinnschmelze eine bestimmte Menge Lot auf. Bei niedrigeren Temperaturen
der Spitze 3 ist diese Menge größer als bei höheren Temperaturen. Wenn die Temperatur
von Spitze und Lotschmelze auf einen konstanten Wert gesteuert wird, ist die Gewähr
gegeben, daß die Spitze bei jeder Tauchung in die Lotschmelze mit praktisch ausreichender
Genauigkeit die gleiche durch die eingestellten Temperaturwerte bestimmte Lotmenge
aufnimmt und auf die Lötstelle übertragen kann.With the use of suitable fluxes, surface 33 decreases upon immersion
a certain amount of solder in a molten solder. At lower temperatures
the tip 3, this amount is greater than at higher temperatures. When the temperature
is controlled to a constant value of the tip and solder melt, is the guarantee
given that the tip with each dip in the molten solder with practically sufficient
Accuracy the same amount of solder determined by the set temperature values
absorbs and can transfer to the solder joint.
Durch Verwendung von Speziallegierungen als Lotmetall, die für die
Temperatur der Kotschmelze mit dem Metall gesättigt sind, aus dem die Lötspitze
besteht - bei vorliegendem Beispiel aus ,
Kupfer, gegebenenfalls
auch bei einer Lötspitze aus Silber eine Lotschmelze, die mit Silber gesättigt iqt
- wird sichergestellt, daß eine Auslösung der Spitze durch das schmelzflüssige Lotmetall
vermieden wird und diese sich praktisch nicht abnutzt. Die Temperatur der Spitze
selbst liegt zudem nicht sehr viel höher als die der Lotschmelze, etwa bei 260 bis
30000, bei der diese Zote zwar die angeschliffene Kupferfläche benetzen und daran
haften, aber nur mit der Geschwindigkeit reagieren, die der Temperaturdifferenz
der ILotschmelze und der Lötspitze proportional ist. Der Kupferschwund der Lötspitze
durch Lösungsverlust ist demzufolge verschwindend gering. Mit den geringen Lotmengen,
welche an der winzigen benetsbaren Fläche der Kupferspitze haften, kann einwandfrei
gelötet werden, vorausgesetzt, da13 die zu lötenden zwei Drähte oder sonstige zu
lötende Verbindung auf einer gedruckten Platte vor der Lötung mit einem dünnen Film
eines Lötmittels versehen sind. Bei sehr kleinen und engliegenden Lötstellen' z.B.
50 - 100 Lötstellen auf 1 cm 2, kann ein solcher Kleinstlötkolben in einem Manipulator
befestigt sein, mit dem die Lötungen dann unter einem Mikroskop durchgeführt werden.
Zweckmäßigerweise setzt man z.B. eine zu lötende miniaturisierte gedruckte Schaltung
in einen Kreuztisch, mit dem man die einzelne Lötstelle im Schnittpunkt des Fadenkreuzes
einstellt, Der Manipulator führ dann jeweils auf der im Fadenkreuz liegenden Stelle
die Lötung automatisch durch. Bei der Betätigung des Manipulators wird die Spitze
mit Lötmittel versehen und danach in die Lotschmelze getaucht, um die vorbestimmte
Dosis Lot aufzunehmen. Das Senken der Lötspitze auf die zu lötende Stelle kann nach
Geschwindigkeit und Zeitdauer über den Manipulator in an sich bekannter Weise gesteuert
werden.By using special alloys as solder, which are used for the
Temperature of the feces are saturated with the metal that makes up the soldering tip
consists - in this example of,
Copper, if applicable
Even with a soldering tip made of silver, a solder melt that is saturated with silver
- It is ensured that a triggering of the tip by the molten solder metal
is avoided and this practically does not wear out. The temperature of the tip
itself is also not very much higher than that of the solder melt, around 260 bis
30000, in which this Zote wet the sanded copper surface and on it
adhere, but only react with the speed that the temperature difference
the soldering melt and the soldering tip is proportional. The copper loss of the soldering tip
loss of solution is therefore negligible. With the small amounts of solder,
which adhere to the tiny wettable surface of the copper tip can work perfectly
be soldered, provided that the two wires or other wires to be soldered are too
soldering connection on a printed board before soldering with a thin film
a solder are provided. In the case of very small and tight solder joints' e.g.
50 - 100 soldering points on 1 cm 2, such a small soldering iron can be in a manipulator
be attached, with which the soldering can then be carried out under a microscope.
For example, a miniaturized printed circuit to be soldered is expediently used
into a cross table, with which you can find the individual soldering point at the intersection of the crosshairs
The manipulator then moves to the point in the crosshairs
the soldering is carried out automatically. When the manipulator is operated, the tip
provided with solder and then immersed in the molten solder to the predetermined
Dose of solder. Lowering the soldering tip onto the point to be soldered can be done afterwards
The speed and duration are controlled in a manner known per se via the manipulator
will.