DE3635448C1 - Method and device for reflow soldering of electronic components on printed circuit boards, conforming with SMD technology - Google Patents

Method and device for reflow soldering of electronic components on printed circuit boards, conforming with SMD technology

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Abstract

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reflow-Löten von elektronischen Bauteilen auf Leiterplatten nach der SMD-Technik, bei dem die mit Leiterbahnen versehenen Leiterplatten an den zu lötenden Stellen mit Lötpaste versehen werden, bei dem die elektronischen Bauteile auf die Leiterplatte gesetzt werden und bei dem die Bauteile beim Durchlauf durch eine Löt-Anlage mittels Wärmeeinwirkung mit den Leiterbahnen der Leiterplatten verlötet werden.The invention relates to a method for reflow soldering electronic components on printed circuit boards using SMD technology, at which the printed circuit boards with conductor tracks to be soldered Places with solder paste where the electronic Components are placed on the circuit board and the components when passing through a soldering system using heat PCB conductor tracks are soldered.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Reflow-Löten zur Durchführung des Verfahrens, mit einem Durchlauftunnel, mit Heizeinrichtungen in dem Durchlauftunnel, mit einer durch den Durchlauftunnel hindurchführenden Fördereinrichtung, und mit einem Antrieb für die Fördereinrichtung.The invention also relates to a device for reflow soldering Implementation of the procedure, with a continuous tunnel, with Heaters in the tunnel, with one through the Conveyor tunnel leading through, and with a Drive for the conveyor.

Derartige Reflow-Löt-Anlagen und Lötverfahren sind aus der DE-OS 34 29 375 bekannt.Such reflow soldering systems and soldering methods are known from DE-OS 34 29 375.

Diese Löt-Anlagen arbeiten sehr zuverlässig und zufriedenstellend. Tritt dennoch der Störfall "erhöhte Temperatur" auf, so werden entweder solange alle Leiterplatten noch zerstört, bis der Maschinenbediener zur Maschine kommt und diese abschaltet oder es werden im Falle des Abschaltens der Maschine noch alle sich gerade in der Maschine befindlichen Leiterplatten zerstört. Bei relativ kleinen, aber hochwertigen, bestückten Leiterplatten verursacht so bereits ein einziger Störfall schon Ausschuß-Kosten von einigen Tausend-DM.These soldering systems work very reliably and satisfactorily. However, if the "elevated temperature" fault occurs, then all PCBs are destroyed until the Machine operator comes to the machine and switches it off or it If the machine is switched off, everyone is still in PCBs on the machine are destroyed. With relatively small, but high-quality, populated printed circuit boards already cause one the only incident is reject costs of a few thousand DM.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verfügung zu stellen, mit denen bei geringstmöglichen maschinentechnischen Kosten die Ausschußkosten bei Störfälle zu minimieren sind.Proceeding from this, the object of the invention is a method and to provide a device with which at lowest possible technical costs, the reject costs Incidents are to be minimized.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Temperatur an der Oberfläche der Leiterplatten in der Löt-Anlage an mindestens einer Stelle berührungslos gemessen wird, daß der oder die Ist-Werte der gemessenen Temperatur oder Temperaturen in einer Steuereinrichtung mit den Soll-Werten verglichen werden, daß bei Abweichung zwischen Ist-Wert und Soll-Wert die Durchlaufgeschwindigkeit der Leiterplatten durch die Löt-Anlage entsprechend verändert wird und daß im Störfall die Durchlaufgeschwindigkeit auf ihrem maximal möglichen einstellbaren Wert erhöht und ggf. ein optisches oder akustisches Signal ausgelöst wird. Bezüglich der Vorrichtung wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß am oder im Durchlauftunnel mindestens ein Temperaturmeßgerät - zur berührungslosen Messung der Temperatur auf der Oberfläche der Leiterplatten - angeordnet ist, daß das oder die Temperaturmeßgeräte mit einer Steuereinrichtung verbunden sind, und daß die Steuereinrichtung mit dem Antrieb der Fördereinrichtung verbunden ist.This object is achieved in that the temperature at the surface of the circuit boards in the soldering system at at least one point is measured without contact that the actual value or values of the measured Temperature or temperatures in a control device with the The target values are compared so that if there is a discrepancy between the actual value and Target value is the throughput speed of the printed circuit boards through the Soldering system is changed accordingly and that in the event of a malfunction Throughput speed at its maximum possible adjustable value increased and if necessary an optical or acoustic signal is triggered. With regard to the device, the object is achieved by that at or in the tunnel tunnel at least one temperature measuring device - for non-contact measurement of the temperature on the surface of the Printed circuit boards - is arranged that the or the temperature measuring devices are connected to a control device, and that the Control device is connected to the drive of the conveyor.

In vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung wird die Temperatur an drei Stellen berührungslos gemessen.In an advantageous development of the invention, the temperature increases three points measured without contact.

Weiterhin ist es besonders günstig, wenn als Steuereinheit ein Computer verwendet wird.Furthermore, it is particularly advantageous if a control unit Computer is used.

In Weiterbildung des Verfahrens liegt ein weiterer Vorteil darin, daß bei Verwendung von mehr als einem berührungslosen Temperaturmeßgerät die gemittelte Temperatur über alle Temperaturmeßgeräte als einziger Ist-Wert verwendet wird.In a further development of the method, another advantage is that when using more than one non-contact temperature measuring device the average temperature over all temperature measuring devices is the only one Actual value is used.

Ebenso vorteilhaft ist es anzusehen, daß bei Verwendung von mehr als einem berührungslosen Temperaturmeßgerät jeder einzelne gemessene Ist-Wert der Temperatur mit einem korrespondierenden Soll-Wert verglichen wird. It is equally advantageous to consider that when using more than a non-contact temperature measuring device every single measured Actual value of the temperature with a corresponding target value is compared.  

In Weiterbildung der Vorrichtung ist es vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung ein Computer ist.In a further development of the device, it is advantageous if the control device is a computer.

Besonders wirkungsvoll stellt sich die Vorrichtung dar, wenn die Steuereinrichtung mit einer Alarmeinrichtung verbunden ist.The device is particularly effective when the Control device is connected to an alarm device.

Es ist weiterhin von Vorteil, wenn die Geschwindigkeit des Antriebs der Fördereinrichtung stufenlos regelbar ist und auch, wenn die maximale Geschwindigkeit des Antriebes einstellbar ist.It is also beneficial if the speed of the drive the conveyor is infinitely variable and also when the maximum speed of the drive is adjustable.

In vorteilhafter Weiterbildung der erfindungsgemäßen Vorrichtung bietet es sich an, drei Temperaturmeßgeräte zur berührungslosen Messung der Temperatur anzuordnen.In an advantageous development of the device according to the invention it is up to three temperature measuring devices for non-contact measurement of the Arrange temperature.

Durch die Erfindung wird der große Vorteil erreicht, daß bei jeglicher Anlagen-Störung, z. B. Überhitzung, die Fördereinrichtung automatisch und augenblicklich auf die schnellste Vorlaufgeschwindigkeit gebracht wird, so daß die zu lötenden Teile auf keinen Fall beschädigt werden können und dadurch die Ausschuß-Kosten radikal gesenkt werden.The great advantage achieved by the invention is that with any Plant malfunction, e.g. B. overheating, the conveyor automatically and immediately brought to the fastest forward speed is so that the parts to be soldered are not damaged under any circumstances can radically reduce the cost of rejects.

Durch die schnelle Eingriffs-Möglichkeit der Regelung der Durchlaufgeschwindigkeit ist es auch nunmehr möglich geworden, geringfügige Schwankungen im Produktionsablauf ohne Qualitätsverlust abfangen zu können.Due to the quick intervention possibility of regulating the Throughput speed it has now also become possible slight fluctuations in the production process without loss of quality intercept.

Ein Abfangen von Qualitätsverlusten durch Produktionsschwankungen nur durch eine Regelung der Heizungen im Durchlauftunnel ist relativ uneffektiv, da die Heizungen in der Regel auf Steuesignale sehr träge reagieren.An interception of quality losses due to production fluctuations only by regulating the heaters in the tunnel is relative ineffective, since the heaters are usually very slow on control signals react.

Die Erfindung wird nun mittels der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigtThe invention will now be described by means of the drawing Embodiment described in more detail. It shows

Fig. 1 ein Temperaturprofil T (Grad C) vs · t (min) mit möglichen Steuerverknüpfungen, Fig. 1 shows a temperature profile T (° C) vs · t (min) with possible control linkages,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Löt-Anlage. Fig. 2 is a schematic representation of a soldering system according to the invention.

In Fig. 1 ist ein über eine Wähleinrichtung vorgebbares Temperaturprofil dargestellt. Das Temperaturprofil ist je nach Leiterplattentyp, Lötpastentyp, Bauteilempfindlichkeit etc. einstellbar. Die Konstanz des Temperaturprofils wird durch die von der Steuereinrichtung 9 gesteuerten Heizungen 3, 4, 5 und Infrarotheizungen 6 und 7 gewährleistet. Die Steuerparameter hierfür erhält die Steuereinrichtung durch Meßfühler H 1, H 2, H 3 und I 1, I 2.In Fig. 1 a predeterminable temperature profile through a selector is shown. The temperature profile can be set depending on the type of circuit board, type of solder paste, component sensitivity etc. The constancy of the temperature profile is ensured by the heaters 3, 4, 5 and infrared heaters 6 and 7 controlled by the control device 9 . The control device receives the control parameters for this from sensors H 1 , H 2 , H 3 and I 1 , I 2 .

Zur Überwachung der Temperatur auf der Leiterplattenoberfläche direkt sind berührungslos messende Temperaturmeßgeräte 8, z. B. Pyrometer angeordnet, die ihre Meß-Signale ebenfalls an die Steuereinrichtung 9 liefern. Dort wird dann über vergleichende Betrachtung die Durchlaufgeschwindigkeit des Förderbands der Fördereinrichtung 2 festgelegt.To monitor the temperature on the surface of the circuit board directly, non-contact temperature measuring devices 8 , e.g. B. pyrometer arranged, which also deliver their measurement signals to the control device 9 . There, the throughput speed of the conveyor belt of the conveyor 2 is then determined by comparative consideration.

In Fig. 2 ist noch einmal das Verknüpfungsschema zwischen Steuereinrichtung 9 und Heizeinrichtungen und Temperaturmeßgeräten 8 in einer schematischen Skizze der Vorrichtung dargestellt. Hierbei ist noch zu erkennen, daß auch der als Elektromotor ausgebildete Antrieb 1 der Fördereinrichtung 2 mit der Steuereinrichtung 9 verbunden ist. FIG. 2 shows the connection diagram between control device 9 and heating devices and temperature measuring devices 8 again in a schematic sketch of the device. It can also be seen here that the drive 1 of the conveying device 2 , which is designed as an electric motor, is also connected to the control device 9 .

Claims (13)

1. Verfahren zum Reflow-Löten von elektronischen Bauteilen auf Leiterplatten nach der SMD-Technik,
  • - bei dem die mit Leiterbahnen versehenen Leiterplatten an den zu lötenden Stellen mit Lötpaste versehen werden,
  • - bei dem die elektronischen Bauteile auf die Leiterplatte gesetzt werden und
  • - bei dem die Bauteile beim Durchlauf durch eine Löt-Anlage mittels Wärmeeinwirkung mit den Leiterbahnen der Leiterplatten verlötet werden,
1. Process for reflow soldering of electronic components on printed circuit boards using SMD technology,
  • in which the printed circuit boards provided with conductor tracks are provided with solder paste at the points to be soldered,
  • - in which the electronic components are placed on the circuit board and
  • in which the components are soldered to the conductor tracks of the printed circuit boards as they pass through a soldering system by means of heat,
dadurch gekennzeichnet,characterized,
  • - daß die Temperatur an der Oberfläche der Leiterplatten in der Löt-Anlage an mindestens einer Stelle berührungslos gemessen wird,- That the temperature on the surface of the circuit boards in the Soldering system is measured at least at one point without contact,
  • - daß der oder die Ist-Werte der gemessenen Temperatur oder Temperaturen in einer Steuereinrichtung mit den Soll-Werten verglichen werden,- That the or the actual values of the measured temperature or Temperatures in a control device compared with the target values will,
  • - daß bei Abweichung zwischen Ist-Wert und Soll-Wert die Durchlaufgeschwindigkeit der Leiterplatten durch die Löt-Anlage entsprechend verändert wird, und- That if there is a discrepancy between the actual value and the target value Throughput speed of the circuit boards through the soldering system is changed accordingly, and
  • - daß im Störfall die Durchlaufgeschwindigkeit auf ihren maximal möglichen einstellbaren Wert erhöht und ggf. ein optisches oder akustisches Signal ausgelöst wird.- That in the event of a malfunction, the throughput speed to its maximum possible adjustable value is increased and if necessary an optical or acoustic signal is triggered.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur an drei Stellen berührungslos gemessen wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the temperature at three points is measured without contact. 3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Steuereinheit ein Computer verwendet wird.3. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a computer is used as the control unit becomes. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mehr als einem berührungslosen Temperaturmeßgerät die gemittelte Temperatur über alle Temperaturmeßgeräte als einziger Ist-Wert verwendet wird.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that when using more than one non-contact temperature measuring device the average temperature over all Temperature measuring devices are used as the only actual value. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Verwendung von mehr als einem berührungslosen Temperaturmeßgerät jeder einzelne gemessene Ist-Wert der Temperatur mit einem korrespondierenden Soll-Wert verglichen wird.5. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that when using more than one non-contact temperature measuring device each individual measured actual value the temperature is compared with a corresponding target value. 6. Vorrichtung zum Reflow-Löten zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
  • - mit einem Durchlauftunnel,
  • - mit Heizeinrichtungen in dem Durchlauftunnel,
  • - mit einer durch den Durchlauftunnel hindurchführenden Fördereinrichtung, und
  • - mit einem Antrieb für die Fördereinrichtung,
6. Device for reflow soldering for performing the method according to claim 1,
  • - with a continuous tunnel,
  • - with heating devices in the tunnel,
  • - With a conveying device passing through the tunnel, and
  • - with a drive for the conveyor,
dadurch gekennzeichnet,
  • - daß am oder im Durchlauftunnel mindestens ein Temperaturmeßgerät (8) zur berührungslosen Messung der Temperatur auf der Oberfläche der Leiterplatten angeordnet ist,
  • - daß das oder die Temperaturmeßgeräte (8) mit einer Steuereinrichtung (9) verbunden sind, und
  • - daß die Steuereinrichtung (9) mit dem Antrieb (1) der Fördereinrichtung (2) verbunden ist.
characterized,
  • - That at least one temperature measuring device ( 8 ) for non-contact measurement of the temperature on the surface of the printed circuit boards is arranged on or in the tunnel,
  • - That the one or more temperature measuring devices ( 8 ) are connected to a control device ( 9 ), and
  • - That the control device ( 9 ) with the drive ( 1 ) of the conveyor ( 2 ) is connected.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (9) ein Computer ist.7. The device according to claim 6, characterized in that the control device ( 9 ) is a computer. 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung (9) mit einer Alarmeinrichtung verbunden ist.8. Device according to one of claims 6 or 7, characterized in that the control device ( 9 ) is connected to an alarm device. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Antriebs (1) der Fördereinrichtung (2) stufenlos regelbar ist.9. Device according to one of claims 6-8, characterized in that the speed of the drive ( 1 ) of the conveyor ( 2 ) is infinitely variable. 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-9, dadurch gekennzeichnet, daß die maximale Geschwindigkeit des Antriebes (1) einstellbar ist.10. Device according to one of claims 6-9, characterized in that the maximum speed of the drive ( 1 ) is adjustable. 11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6-10, dadurch gekennzeichnet, daß drei Temperaturmeßgeräte (8) zur berührungslosen Messung der Temperatur angeordnet sind.11. Device according to one of claims 6-10, characterized in that three temperature measuring devices ( 8 ) are arranged for contactless measurement of the temperature.
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