DE3810254A1 - Einrichtung zum wellenloeten von flachbaugruppen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zum Wellenlöten von Flachbaugruppen mit einem Lötbad, über das die Flachbau­ gruppen unmittelbar an einer Transporteinrichtung gehalten transportiert werden.

Aus dem Buch von R. J. Klein Wassing "Weichlöten in der Elektronik" 1984, Seiten 256 bis 260 ist es bekannt, daß beim Wellenlöten von Flachbaugruppen die jeweilige Leiterplatte in das Lötbad im allgemeinen bis zur halben Plattendicke eintauchen darf; die zulässige Toleranz in vertikaler Richtung ist für die Leiter­ plattenunterseite in bezug auf die Lötoberfläche 0,5 mm. Diese enge Toleranz in vertikaler Richtung ist für die Leiterplatten­ unterseite in bezug auf die Lötoberfläche 0,5 mm. Diese enge Toleranz läßt sich nach den Angaben in dem Buch ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen, wie das Einspannen der Flachbaugruppen in Rahmen, nicht einhalten. Die Notwendigkeit für diese Maßnahmen liegt unter anderem darin, daß sich die Leiterplatten der Flachbaugruppen bei einem unmittelbaren Einhängen in die Transporteinrichtung infolge der Belastung durch die Bauele­ mente oder infolge von Temperaturänderungen durchbiegen. Des­ halb werden nach den Angaben auf den Seiten 334 bis 336 des ge­ nannten Buches zur Vermeidung von Durchbiegen bzw. Verwerfungen der Flachbaugruppen Lötrahmen verwendet, die die Flachbaugruppe an ihrer Leiterplatte beim Durchlauf durch das Lötbad stützen. Diese Lötrahmen können an ihrer in Transportrichtung vorderen und hinteren Seite mit Abstützungen versehen sein; auch in Längsrichtung weisen sie Stützen für die Leiterplatte der je­ weiligen Flachbaugruppe auf. Wenn verhältnismäßig breite Flach­ baugruppen gelötet werden sollen, dann sind an dem Lötrahmen Stützen vorhanden, die die Leiterplatte der Flachbaugruppe im mittleren Bereich abstützen.

Die Verwendung von Lötrahmen schließt ein Wellenlöten aus, bei dem - wie auf Seite 333 des genannten Buches angegeben - die Flachbaugruppen mit ihrer Leiterplatte jeweils unmittelbar am Transportsystem gehalten sind, indem dieses beispielsweise zwei Ketten von Federbändern aufweist (sog. Finger-Bänder), die die Flachbaugruppen mit der gewünschten Geschwindigkeit transportieren.

Gemäß der Erfindung ist bei einer Einrichtung der eingangs an­ gegebenen Art erfindungsgemäß vor und hinter dem Lötbad im Zuge der Transporteinrichtung mindestens ein Stützelement die Flach­ baugruppen abstützend angeordnet, und die Stützelemente sind quer zur Bewegungsrichtung der Flachbaugruppen verstellbar an­ geordnet.

Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Einrichtung be­ steht darin, daß bei ihr eine Abstützung der Flachbaugruppen zwischen den Transportbändern der Transporteinrichtung durch Stützelemente erfolgt, die vor und hinter dem Lötbad angeordnet sind. Allein durch diese Stützelemente wird ein Durchbiegen der Flachbaugruppen verhindert, wobei diese in vorteilhaft ein­ facher Weise ohne Verwendung von Lötrahmen unmittelbar am Transportsystem gehalten sind. Die Flachbaugruppen lassen sich dann infolge Wegfalls der Lötrahmen einfach und zeitsparend im Transportsystem anordnen und aus diesem entfernen; es entfällt die Halterung der Flachbaugruppen im Lötrahmen und ihre Entnahme aus dem Lötrahmen. Die Verstellbarkeit der Stützelemente quer zur Bewegungsrichtung der Flachbaugruppen ermöglicht es dabei in vorteilhafter Weise, daß sich die Stützelemente jeweils in den Bereichen der Flachbaugruppen bzw. ihrer Leiter­ platten bewegen lassen, die frei von Bauelementen bzw. von An­ schlußelementen von elektrischen Bauteilen sind. Somit ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung in vorteilhaft einfacher Weise auch bei großflächigen Flachbaugruppen infolge Einsatzes der Stützelemente unter Vermeidung von Durchbiegen der Flach­ baugruppen ein einwandfreies Wellenlöten gewährleistet.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung können die Stützelemente in unterschiedlicher Weise ausgestaltet sein; beispielsweise können sie aus Stiften bestehen. Als besonders vorteilhaft wird es jedoch im Hinblick auf die Bewegung der Flachbaugruppen über die Stützelemente hinweg angesehen, wenn diese als Stützrollen ausgebildet sind.

Wie oben bereits erwähnt wurde, lassen sich die Stützelemente bzw. Stützrollen quer zur Bewegungsrichtung der Flachbaugruppen verstellen, was ggf. von Hand erfolgen kann. Als besonders vor­ teilhaft wird es jedoch angesehen, wenn die Stützrollen mit einer Stelleinrichtung verbunden sind, die einer freien Abstützbahn auf der jeweils zu lötenden Flachbaugruppe ent­ sprechend die Stützrollen verstellt. Unter einer freien Abstützbahn wird dabei eine Bahn verstanden, auf der keine Bau­ elemente oder Anschlußteile vorhanden sind. Die Abstützbahn muß nicht geradlinig sein.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Einrichtung ist in Transportrichtung der Flachbaugruppen vor dem Lötbad eine Leseeinrichtung für Beschriftungen auf der jeweils zu lötenden Flachbaugruppe angeordnet, und eine an die Leseeinrichtung angeschlossene elektrische Steuereinrichtung ist ausgangsseitig mit einem Stellmotor der Stelleinrichtung verbunden. Der besondere Vorteil dieser Ausführungsform ist darin zu sehen, daß anhand der jeweiligen Beschriftung auf der Leiterplatte der zu lötenden Flachbaugruppe mittels der Lese­ einrichtung festgestellt wird, um welche Art von Flachbaugruppe es sich jeweils handelt. In Kenntnis der Verteilung der Bau­ elemente bzw. deren Anschlußelemente auf der Flachbaugruppe wird danach über die Steuereinrichtung der Stellmotor entspre­ chend angetrieben, so daß die Stützelemente bzw. Stützrollen in Abhängigkeit von der jeweils zu lötenden Flachbaugruppe automatisch so eingestellt werden, daß die jeweils zu lötende Flachbaugruppe mit einer freien Abstützbahn über die Stütz­ elemente hinweggeführt wird.

Bei der erfindungsgemäßen Einrichtung weist die Stelleinrich­ tung in vorteilhafter Weise einen Schlitten auf, an dem die Stützrollen gehalten sind. Trägt dieser Schlitten einen Spindeltrieb, dann ist er in vorteilhafter Weise von dem auf dem Schlitten angebrachten Stellmotor angetrieben.

An dem Schlitten kann in einem in Transportrichtung variabel einstellbaren Abstand ein Tisch mit einer zusätzlichen Stütz­ rolle angebracht werden, wenn dies im Hinblick auf die Größe der jeweils zu lötenden Flachbaugruppe zur guten Abstützung erforderlich ist.

Um die Stützelemente bzw. Stützrollen in ihrer Höhenstellung der Stärke der jeweiligen Leiterplatte der zu lötenden Flach­ baugruppen anpassen zu können, sind die Stützrollen in vor­ teilhafter Weise an jeweils dem einen Ende von Tragstangen gelagert, die mit ihrem jeweils anderen Ende an Haltestangen befestigt sind; die Haltestangen sind am Schlitten absenkbar gehalten.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels der er­ findungsgemäßen Einrichtung mit einer Stützeinheit und in

Fig. 2 in perspektivischer Darstellung detailliert die Stütz­ einheit gezeigt.

In Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Einrichtung in schemati­ scher Darstellung wiedergegeben. Mit SE ist eine Stützeinheit bezeichnet, die lediglich als Block mit Führungsrollen 1, 2 und 3 gezeichnet ist. Unterhalb der Stützeinheit SE verläuft eine Transporteinrichtung TE, das aus Finger-Bändern mit An­ triebs- bzw. Umlenkrollen UR besteht, von denen in der Fig. 1 nur eine Rolle gezeigt ist. Im dargestellten Zustand hat eine Flachbaugruppe 4 das nur schematisch angedeutete Lötbad LB nahezu verlassen, während sich eine weitere Flachbaugruppe unter­ halb einer Leseeinrichtung LE befindet, die die auf dieser Flachbaugruppe befindliche Beschriftung liest. Anhand der ge­ lesenen Beschriftung wird dann in einer elektrischen Steuer­ einrichtung ST festgestellt, um welche Art Flachbaugruppe es sich handelt; damit ist dann auch bekannt, wo sich eine freie Abstützbahn auf der Flachbaugruppe befindet. Entsprechend wird von der elektrischen Steuereinrichtung ST die Stützeinheit SE hinsichtlich einer in Fig. 1 nicht gezeigten Stelleinrichtung beaufschlagt, so daß, nachdem die Flachbaugruppe 4 die Stütz­ einheit SE völlig verlassen hat, die Stützrollen 1, 2 und 3 zum Abstützen der folgenden Flachbaugruppe in einer Richtung quer zur Zeichenebene so eingestellt werden können, daß sie auf einer freien Abstützbahn die weitere Flachbaugruppe beim Durch­ laufen des Lötbades abstützen. Damit ist eine ausreichende Abstützung auch unterschiedlicher Flachbaugruppen möglich.

Die in Fig. 2 im Detail dargestellte Stützeinheit SE gemäß Fig. 1 übergreift einen Bereich 5, in dem sich das in der Fig. 2 der besseren Übersichtlichkeit halber nicht dargestell­ te Lötbad LB (vgl. Fig. 1) befindet. Über dieses Lötbad werden in Richtung eines Pfeiles 6 auf einer in Fig. 2 ebenfalls dar­ gestellten Transporteinrichtung die Flachbaugruppen eingeführt; in ihrer in der Fig. 2 dargestellten Stellung hat die Flach­ baugruppe 4 die Stützeinheit SE damit das Lötbad bereits ver­ lassen.

Die dargestellte Stützeinheit SE ist mit einer Stützrolle 7 vor dem Bereich 5 des nicht dargestellten Lötbades und einer weite­ ren Stützrolle 8 sowie einer zusätzlichen Stützrolle 9 hinter dem Bereich 1 versehen. Die Stützrollen 7 bis 9 sind an Enden von Tragstangen 11, 12 und 13 gelagert. Mit ihrem jeweils ande­ ren Ende 14, 15 und 16 sind die Tragestangen 11 bis 13 in Haltestangen 17, 18 und 19 gehaltert.

Jede dieser Haltestangen 17 bis 19 ist über jeweils einen (nur schematisch dargestellten) Spindeltrieb 20, 21 und 22 absenkbar in Halteblöcken 23, 24 und 25 gehalten. Die Betätigung der Spindelantriebe 20 bis 22 erfolgt jeweils am in der Fig. 2 oberen Ende durch Handbetätigung.

Die Halteblöcke 23 und 24 für die Haltestangen 17 und 18 be­ finden sich an einem Schlitten 26, der in Führungen 27 und 28 quer zur Richtung des Pfeiles 6 und damit quer zur Transport­ richtung der Flachbaugruppe verschiebbar ist. Der Schlitten 26 enthält zu diesem Zwecke eine Tragscheibe 29, an der ein An­ triebsmotor 30 gelagert ist. Der Antriebsmotor 30 greift mit einem in der Figur nur schematisch angedeuteten Zahnriementrieb 31 an einem Spindeltrieb 32 an, der einerseits in einem Lager­ block 33 und andererseits in einem mit den Führungen 27 und 28 verbundenen weiteren Lagerblock 34 gelagert ist. durch Antrieb des Motors 30 in unterschiedlichen Drehrichtungen kann somit der Schlitten 26 in Richtung des Doppelpfeiles 35 verstellt werden. Die Führungen 27 und 28 sowie der Lagerblock 33 sind an einer Tragschiene 36 befestigt.

Mit dem Schlitten 26 ist über zwei Verstellstangen 40 ein Tisch 41 gehalten. Dieser Tisch 41 trägt den Halteblock 25 der Halte­ stange 19 der zusätzlichen Stützrolle 9. Sein Abstand in Transportrichtung der Flachbaugruppen kann pneumatisch verändert werden. Die Verschiebung des Tisches 41 in bezug auf den Schlitten 26 erfolgt auf der Tragschiene 36.

Wie Fig. 1 ferner erkennen läßt, ist jede Flachbaugruppe 4 mit Fingern 43 von Finger-Bändern gehalten, die an Ketten eines nicht dargestellten Transportsystems befestigt sind. Mittels der Finger 43 wird die jeweilige Flachbaugruppe 4 vom Transport­ system über das Lötbad und durch die Stützeinheit SE gezogen, wobei die Flachbaugruppe 4 durch die Stützrollen 7 bis 9 abge­ stützt wird, so daß sich die Flachbaugruppe 4 nicht durchbiegen kann; das Wellenlöten erfolgt deshalb auch ohne Lötrahmen einwandfrei. Dabei erfolgt durch Betätigen des Stellmotors 30 eine Verstellung der Stützrollen 7 bis 9 parallel zum Doppelpfeil 95 derart, daß die Flachbaugruppe 4 mit einer freien Abstütz­ bahn über die Stützrollen läuft.

Claims (7)

1. Einrichtung zum Wellenlöten von Flachbaugruppen (4) mit einem Lötbad (LB), über das die Flachbaugruppen (4) unmittelbar an einer Transporteinrichtung (TE) gehalten transportiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor und hinter dem Lötbad (LB) im Zuge der Transporteinrich­ tung (TE) mindestens ein Stützelement (7, 8, 9) die Flachbau­ gruppen (4) abstützend angeordnet ist und daß die Stützelemente (7, 8, 9) quer zur Bewegungsrichtung (Pfeil 6) der Flachbaugruppen (4) verstellbar angeordnet sind.

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützelemente als Stützrollen (7, 8, 9) ausgebildet sind.

3. Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrollen (7, 8, 9) mit einer Stelleinrichtung (26) verbunden sind, die einer freien Abstützbahn auf der jeweils zu lötenden Flachbaugruppe (4) entsprechend die Stützrollen (7, 8, 9) verstellt.

4. Einrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in Transportrichtung (Pfeil 6) der Flachbaugruppen (4) vor dem Lötbad (1 B) eine Leseeinrichtung (LE) für Beschriftungen auf der jeweils zu lötenden Flachbaugruppe (4) angeordnet ist und daß eine an die Leseeinrichtung (LE) angeschlossene elek­ trische Steuereinrichtung (ST) ausgangsseitig mit einem Stell­ motor (30) der Stelleinrichtung (26) verbunden ist.

5. Einrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stelleinrichtung einen Schlitten (26) aufweist, an dem die Stützrollen (7, 8, 9) gehalten sind.

6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (26) einen Spindeltrieb (32) trägt, der von dem auf dem Schlitten (26) angebrachten Stellmotor (30) angetrieben ist.

7. Einrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrollen (7, 8, 9) an jeweils dem einen Ende von Tragstangen (11, 12, 13) gelagert sind, die mit ihrem jeweils anderen Ende (14, 15, 16) an Haltestangen (17, 18, 19) befestigt sind, und daß die Haltestangen (17, 18, 19) am Schlitten (26) absenkbar gehalten sind.