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WO2024208486A1 - Selektivlötanlagenheizmodul mit einem reflektorschott, selektivlötanlage und zugehöriges verfahren - Google Patents

Selektivlötanlagenheizmodul mit einem reflektorschott, selektivlötanlage und zugehöriges verfahren Download PDF

Info

Publication number
WO2024208486A1
WO2024208486A1 PCT/EP2024/054748 EP2024054748W WO2024208486A1 WO 2024208486 A1 WO2024208486 A1 WO 2024208486A1 EP 2024054748 W EP2024054748 W EP 2024054748W WO 2024208486 A1 WO2024208486 A1 WO 2024208486A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
module
reflector
bulkhead
heating
circuit board
Prior art date
Application number
PCT/EP2024/054748
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas STEINDAMM
Andreas Stemmler
Original Assignee
Ersa Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ersa Gmbh filed Critical Ersa Gmbh
Publication of WO2024208486A1 publication Critical patent/WO2024208486A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/005—Soldering by means of radiant energy
    • B23K1/0053—Soldering by means of radiant energy soldering by means of I.R.
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/008—Soldering within a furnace
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/04—Heating appliances
    • B23K3/047—Heating appliances electric
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K3/00—Tools, devices, or special appurtenances for soldering, e.g. brazing, or unsoldering, not specially adapted for particular methods
    • B23K3/08—Auxiliary devices therefor
    • B23K3/085—Cooling, heat sink or heat shielding means
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
    • B23K2101/36—Electric or electronic devices
    • B23K2101/42—Printed circuits

Definitions

  • the invention relates to a selective soldering system heating module, i.e. a heating module for a selective soldering system, a selective soldering system and an associated method.
  • circuit boards equipped with electrical or electronic components are processed in different or mixed processing modules.
  • the modules form different zones of the selective soldering system, whereby the modules can be implemented as separate assemblies.
  • the circuit boards can also be designed as printed circuit cards, which contain several circuit boards that are separated into individual circuit boards after soldering.
  • the first step is fluxing, during which the areas of the circuit board that will be exposed to liquid solder during the soldering process are wetted.
  • This is followed by preheating in heating modules.
  • the aim of preheating is to heat the circuit board homogeneously before it is transported to the soldering module, where the actual soldering process takes place.
  • preheating it is advantageous to introduce up to 50 percent of the heat energy into the circuit board using infrared heat lamps, so that the circuit board and components in the soldering module are not heated up suddenly when they come into contact with the liquid solder.
  • the soldering modules contain soldering pots that can be moved independently of one another and each generate a soldering wave.
  • the soldering pot or soldering wave is moved to the point on the circuit board where the component is ultimately to be soldered.
  • the soldered circuit board is fed to an output, whereby the output can also be the input.
  • Known heating modules of selective soldering systems which are arranged between flux modules and soldering modules, have a base, a module inlet and a module outlet, whereby during operation the respective circuit board is transported along a transport direction (x-direction) from the module inlet to a heating position and from the heating position to the module outlet.
  • the heating modules also generally have side walls running parallel to the transport direction, whereby heat radiators, in particular Infrared heat lamps are provided.
  • the side walls can form a heating cassette.
  • Newer selective soldering systems in particular are required to have a throughput height of 60 mm to 100 mm, or more, above and below the transport level, as the size and height of the components to be soldered or already on the circuit board is increasing - also with regard to the power electronics of electric vehicles.
  • the throughput height is the height at which the circuit boards with the components arranged on them can be transported through the soldering system or heating module without collision. The throughput height is therefore specific to the soldering system or heating module.
  • JP H04-274 867 A discloses a ref low soldering system in which adjustable partition walls are provided along a conveyor to form several chambers arranged one behind the other in order to reduce the consumption of protective gas, to lower operating costs and to easily set a temperature profile inside a ref low passage. Heating elements can be provided in the chambers. From DE 37 24 005 C2, among other things, a ref low soldering system is known which has heating elements and in which adjustable, elliptical reflectors are provided around the heating elements.
  • a reflow soldering system for flexible circuit boards is known in which openings are provided on the top. On or above the opening there are several adjustable IR shutters to shade the near infrared radiation emerging upwards from the opening. The shutters define a soldering field from which the near infrared radiation emerges to heat the flexible circuit board.
  • a soldering system in which a preheating chamber and pressure chambers are provided, whereby the pressure chambers are closed by means of bulkheads for generating pressure and can have their own heating device.
  • the pressure chambers can be designed as a sintering device or a diffusion soldering device.
  • the present invention is based on the object of providing a heating module of a selective soldering system and a selective soldering system with a heating module, which lead to an optimized process result even with large throughput heights.
  • a selective soldering system heating module having the features of claim 1.
  • the module entrance and/or module exit can be closed at least in sections.
  • the reflector bulkhead is adjustable in particular independently of any movement or transport of the circuit board.
  • the module entrance can in particular be provided at a different location to the module exit; however, it is also conceivable for the module entrance to also take on the function of the module exit, i.e. for the circuit board to be transported out of the module through the module entrance, which then functions as the module exit.
  • the passage height is at least temporarily reduced, which can occur in particular depending on the components to be soldered or already present on the circuit board.
  • a soldering system or a heating module has a throughput height of 100 mm, for example, this can be reduced to 50 mm or less by means of the at least one adjustable reflector bulkhead - if the components on the circuit board or their installation height allow it - which leads to more even heating of the circuit board and to noticeable energy savings. If there are components whose installation height is lower than the maximum permissible throughput height of the soldering system, a Better soldering results can be achieved, even if this reduces the throughput height of the soldering system.
  • the radiation emitted by the heat radiators is at least largely reflected by the at least one reflector bulkhead so that it remains in the heating module and contributes to preheating the circuit board. Furthermore, considerable energy savings can be achieved because less radiation energy leaves the heating module.
  • the material and surface of the reflector bulkhead are designed in such a way that the emitted wavelengths of the radiators are optimally reflected.
  • At least one reflector bulkhead is adjustable in a z-direction running perpendicular to the ground. This has the advantage that at least the movement in the direction of gravity can be realized with little or no force input.
  • the at least one reflector bulkhead is adjustable in a y-direction running parallel to the floor. This has the advantage that the at least one reflector bulkhead is adjustable from the side, meaning that no installation space is required vertically above and below. In particular, this means that other components (heating elements, fans, filters, etc.) above and/or below the transport level cannot be affected.
  • the at least one reflector bulkhead has, in particular, open-edged recesses for transport means running in the transport direction. This means that the module entrance and/or the module exit can be at least largely closed despite the presence of the transport means.
  • a drive is provided for adjusting the at least one reflector bulkhead.
  • the drive can be designed such that it is operated manually, for example via a crank.
  • the drive can also be designed such that it is operated by a motor, in particular via an electric motor, pneumatic motor or pneumatic cylinder.
  • a control system which controls the drive and is set up in such a way that the at least one reflector bulkhead is adjusted to the operating position depending on the installation height of the respective circuit board including the components arranged on it. This reduces the passage height depending on the installation height of the circuit board, to a value such that the circuit board including the components can still pass through the Heating module or the soldering system can be transported. If relatively high components are arranged on the circuit board, a larger throughput height can be used; if only relatively flat components are planned, the throughput height can be reduced to achieve better heating of the circuit boards.
  • control is further configured such that the adjustment is such that in a first operating position the distance between at least the reflector bulkhead and the transport plane is equal to or slightly greater than the installation height of the respective circuit board. This ensures that as little heat radiation as possible escapes from the heating module.
  • the control is further set up in such a way that the adjustment is such that after the respective circuit board reaches the heating position, the at least one reflector bulkhead is adjusted to a second operating position in which the module entrance and/or the module exit is at least largely closed. Consequently, after each entry of a circuit board into the heating module, the latter can preferably be closed as largely as possible so that as little radiation as possible escapes from the heating module during the heating phase.
  • the at least one reflector bulkhead is adjusted to an open position so that the heated circuit board can exit the heating module and/or a circuit board to be heated can enter the heating module.
  • the object mentioned at the outset is also achieved by a soldering system for soldering components present on a printed circuit board, comprising a heating module according to the invention.
  • the object mentioned at the outset is also achieved by a method for operating a selective soldering system, wherein the selective soldering system comprises a heating module, wherein when a circuit board is in a heating position in the heating module, the heating module is closed with an adjustable reflector bulkhead. The closing takes place at least slightly and preferably as far as possible.
  • the heating module is preferably a heating module according to the invention.
  • Figure 1 shows a selective soldering system according to the invention in side view
  • Figure 3 shows a longitudinal section through the heating module according to Figure 3 .
  • Figure 4 is an isometric view of a second heating module according to the invention.
  • Figure 5 is an isometric view of a third heating module according to the invention.
  • FIG 1 shows a selective soldering system 10 for selectively soldering components on a circuit board 16.
  • the soldering system 10 has an input 12 and an output 14. Circuit boards, as shown in Figures 2 to 5 and identified by the reference symbol 16, are fed to the soldering system 10 through the input 12.
  • the circuit boards 16 are transported in the transport direction 20 along an x-axis through the soldering system 10 to the output 14 via a transport system, which is identified by the reference symbol 18 in Figures 2, 4 and 5.
  • the transport system 18 can have two rails running parallel to one another, in which transport chains, belts or rollers on which the circuit boards 16 rest or which take the respective circuit board 16 along are provided.
  • the soldering system 10 comprises various modules, whereby mixed modules with mixed processing functions are also possible. Downstream of the input 12 there is a flux module 22 in which the areas of the circuit board 16 that are exposed to liquid solder during the soldering process are wetted with flux. Downstream of the flux module 22 there is a heating module 24 in which the circuit boards 16 are preheated. Downstream of the heating module 24 there are two soldering modules 26 and 28 in which circuit boards can be soldered independently of one another. For this purpose, soldering pots (not shown) that can be moved independently of one another are arranged in the soldering modules 26 and 28, each of which generates a soldering wave.
  • the soldering pot or the soldering wave is moved to the location on the circuit board 16 where the component is ultimately to be soldered. After the soldering process, the completely soldered circuit board is fed to the output 14, whereby the output can also form the input.
  • the heating module 24, or its key components is shown in simplified form.
  • the transport system 18 extending through the soldering system 10 can be seen, with which the circuit boards 16 can be transported along the transport direction 20 in a transport plane E into the heating module 24 and out of the heating module.
  • electrical or electronic components 25 are provided on the top side of the circuit board 16 and are to be soldered in the soldering system 10.
  • the components 25 have feet which extend through the circuit board 16 and which are soldered to the circuit board 16 from below in the soldering module 28 (through-hole technology).
  • Electrical or electronic components 27 can also be provided on the underside of the circuit board which are not soldered in the soldering system 10 but are already attached or pre-assembled on the circuit board 16 in some other way before the circuit board 16 is transported to the soldering system 10, for example by means of pressing or by means of another soldering process.
  • the heating module 24 comprises a module input 30 and a module output 32, whereby the module input and the module output can also be identical or at the same location.
  • the printed circuit board 16 can be moved via the module input 30 into the heating module 24 and there into a heating position as shown in Figure 2, in which the actual heating process takes place. Once the preheating of the printed circuit board 16 is completed, the printed circuit board 16 can be transported from the heating position shown in Figures 2 and 3 through the module output 32 along the transport direction 20 from the heating module 24 into the adjoining soldering module 26, 28. A reversal of the transport direction or a different transport direction is also conceivable.
  • the heat radiators 36 are located below the circuit board 16 in order to preheat it from below. This is useful because the components 25 are soldered using a soldering wave from below the circuit board 16. However, it is also conceivable to install further heat radiators 36 on a cover element 38 opposite the base 34.
  • Heat radiator 36 to protect the circuit board 16 from to heat from above. In this case, it makes sense to provide additional reflector bulkheads 56, 58 above the circuit board 16, as shown in Figure 4 and described below, or bulkheads which cover the entire inlet and outlet area in height as far as possible.
  • a reflector bulkhead 40 and 52 is provided at the module inlet 30 and at the module outlet 32, respectively, which can be adjusted along a z-axis running transversely to the x-axis and y-axis into an operating position shown in Figure 3, in which the circuit board 16 is in the heating position.
  • Di there is a distance Di in the operating position between the transport plane E and the reflector bulkhead 40 or its upper edge 42.
  • the distance between the transport plane E and the reflector bulkhead 40 or a wall 44 delimiting the module inlet 30 at the bottom is the value D2, where D2 is greater than Di.
  • the value D2 corresponds to the maximum throughput height specified by the machine, with D2 preferably being in the range of 60 mm to 100 mm, or greater. This ensures that circuit boards 16 with components 27 that have a comparatively large installation height can be soldered.
  • the distance Di can be adjusted so that a reduced throughput height is obtained which is only slightly greater than the maximum (here downward-directed) installation height H of the circuit board 16 or of the components 27 present thereon. This ensures that the circuit board 16 can be transported through the module entrance 30 into the heating module 24 without collision when the reflector bulkhead 40 is in the operating position. If several identically equipped circuit boards 16 are transported one after the other into the heating module 24, the reflector bulkhead 40 remains in its operating position. Only when a circuit board 16 with components whose installation height H exceeds the distance Di is to be introduced into the heating module is the reflector bulkhead 40 lowered so far that the circuit board 16 together with components can be transported into the heating module 24 without collision.
  • drives 48 in the form of electric motors or pneumatic motors/cylinders are provided, which can be controlled via a controller 50.
  • the controller 50 can be set up in such a way that it adjusts the reflector bulkhead 40 into the operating position depending on the installation height of the circuit board 16, so that the circuit board with the components 27 arranged on it can be transported into the heating module 24 without collision, but preferably with a small distance to the reflector bulkhead 40 or to its upper edge 42. If comparatively flat components 27 are provided on the circuit board 16, a low throughput height Di can be set; if comparatively tall components 27 are provided on the circuit board 16, the adjustment of the reflector bulkhead can be such that a larger required throughput height Di results.
  • the drives 48 can also be manually operated drives, which are operated manually using a crank, for example. It is also conceivable that the reflector bulkheads 40, 52 can also be adjusted without drives. It is conceivable, for example, that the reflector bulkheads are provided with elongated holes extending in the z-direction, through which fastening screws extend, which are fastened to suitable components on the heating module 24. The respective reflector bulkhead 40, 52 can be adjusted by loosening the screws. Once it has reached the required or specified height, the screws can be tightened.
  • FIG 3 shows how the heat radiators 36 also radiate heat in the direction of the module inlet 30 or module outlet 32.
  • the heat radiation is indicated by the arrows 54. Because the reflector bulkhead 40 or 52 is in its operating position, the radiation 54 directed towards the module inlet 30 or module outlet 32 is reflected by the reflector bulkhead 40, 52 towards the circuit board 16 or the inner area of the heating module. Heat radiation which, without the presence of the reflector bulkhead 40, 52, emerges from the heating module 24 through the opening with the passage height D2 is held in the heating module 24 due to the reflection 40, 52 on the respective reflector bulkhead 40, 52 and thus contributes to the uniform heating of the circuit board 16.
  • the circuit board 16 can be heated sufficiently well, in particular in its edge regions 53, due to the reflection of the heat radiation 54 on the reflector bulkhead 40, 52. Furthermore, by providing the reflector bulkheads 40, 52, less heat radiation leaves the heating module 24. This prevents undesired heating of components that are provided outside the heating module 24. In addition, the soldering system 10 or the heating module 24 can be operated in a more energy-efficient manner.
  • Figure 4 shows a heating element 124 with top and bottom heating, in which components corresponding to the heating element 24 according to Figures 2 and 3 are provided with corresponding reference numerals. While in the embodiment according to Figures 2 and 3 the reflector bulkheads 40, 52 are each only provided below the transport plane E or the respective circuit board 16, in the heating module 124 upper reflector bulkheads 56 and 58 are also provided.
  • a reflector bulkhead 56, 58 provided above the transport plane E is particularly advantageous when heat radiators are not only provided on the base 34, but also in or on the cover element 38 above the circuit board 16.
  • the reflector bulkheads 56, 58 provided above the transport plane can ensure that heat radiation from the heat radiators provided above the transport plane remains in the respective heating module.
  • the arrangement is such that the reflector bulkheads 40, 56 can be moved towards and away from each other in the z-direction.
  • the reflector bulkheads 42, 58 can also be moved towards and away from each other in the z-direction.
  • the shotts are set to the smallest distance so that the products can still get into the heater.
  • the two reflector bulkheads 40, 56 are adjusted to an open position. After the circuit board 16 has reached its heating position, the two reflector bulkheads 40, 56 are moved towards each other so that the module entrance 30 is at least largely closed.
  • the two reflector bulkheads 40, 56 have open-edge recesses 60 which are arranged such that when the module entrance is closed, i.e. when the two reflector bulkheads 40, 56 reach their operating position, the transport means 18 are located within the recesses 60.
  • the reflector bulkheads 52, 58 at the module output 32 can also have such recesses 60.
  • the heating module 124 can, corresponding to the heating module 24, have drives 48 and a controller 50 (not shown in Figure 4) which is designed to move the reflector bulkheads 40, 56 into an open position during the transport of the respective circuit board 16 into the heating module 24 and, after the respective circuit board 16 has reached its heating position, to move the reflector bulkheads 40, 56 into the operating position closing the module entrance 30.
  • drives can drive the reflector bulkheads 52, 58 at the module exit so that they move from their closed operating position into an open position when the respective circuit board 16 is moved from the heating module 24 into the adjoining soldering module 26.
  • FIG. 5 shows a further embodiment of a heating module 224, wherein corresponding components in the heating module 124 are provided with corresponding reference numerals.
  • the heating module 224 differs from the heating module 124 in that reflector bulkheads 62, 64 are provided which are not arranged to be adjustable towards and away from each other in the vertical z-direction, but in the y-direction.
  • the circuit board 16 can be transported along the transport direction 20 into the heating module 224. After it has reached the heating position, the reflector bulkheads 62 and 64 are moved towards each other, whereby the module entrance 30 is at least largely completely closed. While the circuit board 16 is being heated, no noticeable heat radiation emerges from the heating module 224.
  • reflector bulkheads 62, 64 are only shown at the module entrance, it is conceivable within the scope of the invention, corresponding reflector bulkheads must also be provided at the module output 32 .

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Abstract

Heizmodul für eine Selektivlötanlage mit einem Reflektorschott, Selektivlötanlage und zugehöriges Verfahren.

Description

Titel : Selektivlötanlagenheizmodul mit einem
Reflektorschott , Selektivlötanlage und zugehöriges Verfahren
Beschreibung
Die Erfindung betri f ft ein Selektivlötanlagenhei zmodul , also ein Hei zmodul für eine Selektivlötanlage , eine Selektivlötanlage und ein zugehöriges Verfahren .
In Selektivlötanlagen werden mit elektrischen oder elektronischen Bauteilen bestückte Leiterplatten in unterschiedlichen oder auch gemischten Bearbeitungsmodulen bearbeitet . Die Module bilden dabei unterschiedliche Zonen der Selektivlötanlage , wobei die Module durch separate Baugruppen realisiert sein können . Die Leiterplatten können auch als Leiterkarten ausgebildet sein, welche mehrere Leiterplatten enthalten, die nach dem Löten in einzelne Leiterplatten getrennt werden .
Beim Selektivlöten erfolgt zunächst das Fluxen, bei dem die Bereiche der Leiterplatte , die beim Lötvorgang mit flüssigem Lot beaufschlagt werden, benetzt werden . Danach erfolgt das Vorhei zen in Hei zmodulen . Ziel des Vorhei zens ist das homogene Erwärmen der j eweiligen Leiterplatte , bevor dieses in das Lötmodul , in dem der eigentliche Lötprozess stattfindet , transportiert wird . Beim Vorhei zen ist es vorteilhaft , bis zu 50 Prozent der Wärmeenergie per Infrarot-Wärmestrahler in die Leiterplatte einzubringen, so dass die j eweilige Leiterplatte mit den Bauteilen im Lötmodul beim Kontakt mit dem flüssigen Lot nicht schockartig erwärmt wird . Zum Löten der Bauteile sind in den Lötmodulen insbesondere unabhängig voneinander verfahrbare Löttiegel angeordnet , die j eweils eine Lötwelle erzeugen . Beim Lötvorgang wird der Löttiegel bzw . die Lötwelle an die Stelle der Leiterplatte bewegt , an der das Bauteil letztlich verlötet werden soll . Nach dem Lötvorgang wird die fertig gelötete Leiterplatte einem Ausgang zugeführt , wobei der Ausgang auch der Eingang bilden kann .
Bekannte Hei zmodule von Selektivlötanlagen, die zwischen Fluxmodulen und Lötmodulen angeordnet sind, weisen einen Boden, einen Moduleingang und einen Modulausgang auf , wobei im Betrieb die j eweilige Leiterplatte entlang einer Transportrichtung (x-Richtung) vom Moduleingang in eine Hei zposition und von der Hei zposition zum Modulausgang transportiert wird . Die Hei zmodule weisen weiter in der Regel parallel zur Transportrichtung verlaufenden Seitenwandungen auf , wobei im oder am Boden Wärmestrahler, insbesondere Infrarotwärmestrahlern, vorgesehen sind . Der Boden mit den
Seitenwandungen kann dabei eine Hei zkassette bilden .
Insbesondere bei neueren Selektivlötanlage wird gefordert , dass diese eine Durchlaufhöhe von 60 mm bis 100 mm, oder größer, ober- sowie unterhalb der Transportebene aufweisen, da die Größe und Höhe der zu lötenden oder der bereits auf der Leiterplatte vorhandenen Bauteilen - auch im Hinblick auf die Leistungselektronik von elektrischen Kraftfahrzeugen - zunimmt . Die Durchlaufhöhe ist dabei die Höhe , mit welcher die Leiterplatten mit den darauf angeordneten Bauteilen kollisions frei durch die Lötanlage bzw . das Hei zmodul transportiert werden können . Die Durchlaufhöhe ist also lötanlagen- bzw . hei zmodulspezi fisch .
Es hat sich gezeigt , dass dann, wenn die Durchlaufhöhe einer Maschine beispielsweise bei 100 mm liegt , die Erwärmung der Leiterplatten in der Hei zposition aufgrund des vergleichsweise großen Abstands zu den Wärmestrahlern vergleichsweise ungleichmäßig und inhomogen erfolgt . Insbesondere die Randbereiche der Leiterplatten erhalten weniger Strahlungsenergie als die mittigen Bereiche der Leiterplatten, was sich auf das spätere Lötverhalten und damit auf das gesamte Prozessergebnis negativ auswirkt .
In der JP H04- 274 867 A ist eine Ref lowlötanlage of fenbart , bei der zur Reduzierung des Verbrauchs von Schutzgas , zur Senkung der Betriebskosten und zur einfachen Einstellung eines Temperaturprofils im Inneren eines Ref low-Durchgangs entlang einer Fördereinrichtung verstellbare Trennwände zur Bildung von mehreren hintereinander liegenden Kammern vorgesehen sind . In den Kammern können Hei zelemente vorgesehen sein . Aus der DE 37 24 005 C2 ist u . a . eine Ref lowlötanlage bekannt , die Hei zelemente aufweist und bei der um die Hei zelemente verstellbare , elliptische Reflektoren vorgesehen sind .
Aus der DE 37 15 940 C2 ist eine Infrarot-Lötofen mit einer Schiebelade mit einer Schiebeladewand und einem zum Ein- und Herausschieben von Leiterplatten bekannt .
Aus der DE 10 2011 087 704 Al ist eine Ref lowlötanlage für flexible Leiterplatte bekannt , bei der oberseitige Öf fnungen vorgesehen sind . An bzw . oberhalb der Öf fnung befinden sind mehrere verstellbare IR-Blenden zur Abschattung der aus der Öf fnung nach oben austretenden Nahinfrarot-Strahlung . Die Blenden definieren ein Lötfeld, aus welchem die Nahinfrarot- Strahlung zur Erwärmung der flexiblen Leiterplatte austritt .
Aus der DE 10 2011 087 704 Al ist eine Lötanlage bekannt , bei der eine Vorhei zkammer und Druckkammern vorgesehen sind, wobei die Druckkammern mittels Schotts zur Druckerzeugung verschlossen werden und eine eigene Hei zeinrichtung aufweisen können . Die Druckkammern können als Sintereinrichtung oder Di f fusionslöteinrichtung ausgebildet sein .
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde , ein Hei zmodul einer Selektivlötanlage sowie eine Selektivlötanlage mit einem Hei zmodul bereitzustellen, die auch bei großen Durchlaufhöhen zu einem optimierten Prozessergebnis führen .
Diese Aufgabe wird durch ein Selektivlötanlagenhei zmodul mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst . Durch Verstellen des wenigstens einen Reflektorschotts in die Betriebslage kann der Moduleingang und/oder Modulausgang wenigstens abschnittsweise verschlossen werden . Das Reflektorschott ist dabei insbesondere unabhängig von einer Bewegung bzw . eines Transportierens der Leiterplatte verstellbar . Der Moduleingang kann insbesondere an einem anderen Ort als der Modulausgang vorgesehen sein; es ist aber auch denkbar, dass der Moduleingang ebenfalls die Funktion des Modulausgangs übernimmt , dass also die Leiterplatte durch den Moduleingang, der dann als Modulausgang fungiert , aus dem Modul transportiert wird . Durch Vorsehen des wenigstens einen Reflektorschotts wird wenigstens zeitweise die Durchlaufhöhe verringert , was insbesondere in Abhängigkeit der zu lötenden oder bereits auf der Leiterplatte vorhandenen Bauteilen erfolgen kann . Damit kann erreicht werden, dass in der Hei zposition der Leiterplatte weniger Strahlungsenergie , die von den Wärmestrahlen erzeugt wird, das j eweilige Hei zmodul verlässt . Weiter kann dadurch auch erreicht werden, dass die Randbereiche der Leiterplatten ausreichend mit Strahlungsenergie beaufschlagt werden und der Temperaturverlauf in der Leiterplattenebene homogener wird .
Weist eine Lötanlage oder ein Hei zmodul beispielsweise eine Durchlaufhöhe von 100 mm auf , so kann diese mittels des wenigstens einen verstellbaren Reflektorschotts - wenn es die auf der Leiterplatte vorhandenen Bauteile bzw . deren Aufbauhöhe zulassen - auf 50 mm oder weniger reduziert werden, was zu einer gleichmäßigeren Erwärmung der Leiterplatte und zu merklichen Energieeinsparungen führt . Sind also Bauteile vorhanden, deren Aufbauhöhe geringer als die maximal zulässige Durchlaufhöhe der Lötanlage ist , kann durch Verstellung des wenigstens einen Reflektorschotts in die Betriebslage ein besseres Lötergebnis erzielt werden; auch wenn dadurch die Durchlaufhöhe der Lötanlage reduziert wird .
Vorzugsweise wird die von den Wärmestrahlern emittierte Strahlung an dem wenigstens einen Reflektorschott wenigstens weitgehend so reflektiert , dass sie im Hei zmodul verbleibt und zur Vorhei zung der Leiterplatte beiträgt . Weiterhin kann eine erhebliche Energieeinsparung erreicht werden, da weniger Strahlung Energie das Hei zmodul verlässt . Idealerweise sind Material und Oberfläche des Reflektorschotts so beschaf fen, dass die emittierten Wellenlängen der Strahler optimal reflektiert werden .
Dabei ist vorteilhaft , wenn das wenigstens eine Reflektorschott in einer senkrecht zum Boden verlaufenden z- Richtung verstellbar ist . Dies hat den Vorteil , dass zumindest die Bewegung in Richtung der Schwerkraft ohne oder nur mit geringer Krafteinbringung realisiert werden kann .
Weiter kann es vorteilhaft sein, wenn das wenigstens eine Reflektorschott in einer parallel zum Boden verlaufenden y- Richtung verstellbar ist . Dies hat den Vorteil , dass das wenigstens eine Reflektorschott von der Seite her verstellbar ist , wodurch kein Bauraum nach vertikal oben und unten benötigt wird . Insbesondere oberhalb und/oder unterhalb der Transportebene können dadurch weitere Baugruppen (Hei zelemente , Lüfter, Filter, etc . ) nicht beeinträchtigt werden .
Um das Reflektorschott trotz Vorhandensein von Transportmitteln, die die j eweilige Leiterplatte durch die Lötanlage transportieren, in die Betriebslage bewegen zu können, ist von Vorteil , wenn das wenigstens eine Reflektorschott insbesondere randof fene Aussparungen für in Transportrichtung verlaufende Transportmittel aufweist . Damit kann der Moduleingang und/oder am Modulausgang trotz Vorhandensein der Transportmittel wenigstens weitgehend verschlossen werden .
Weiterhin ist vorteilhaft , wenn am Moduleingang und/oder am Modulausgang j eweils zwei Reflektorschotts vorgesehen sind, die aufeinander zu und voneinander weg verstellbar sind . Dadurch kann der Moduleingang und/oder der Modulausgang vergleichsweise schnell verschlossen werden, da j edes der beiden Reflektorschotts - im Vergleich zu nur einem Reflektorschott - nur den halben Weg zurücklegen muss .
Es hat sich weiter als vorteilhaft gezeigt , wenn ein Antrieb zum Verstellen des wenigstens einen Reflektorschotts vorgesehen ist . Der Antrieb kann dabei so ausgebildet sein, dass er händisch betätigt wird, beispielsweise über eine Kurbel . Weiter kann der Antrieb so ausgebildet sein, dass er motorisch, insbesondere über einen Elektro- , Pneumatikmotor oder Pneumatikzylinder, betätigt wird .
In dem Fall , in dem der Antrieb motorisch ausgebildet ist , ist es vorteilhaft , wenn eine den Antrieb ansteuernde Steuerung vorgesehen ist , die derart eingerichtet ist , dass in Abhängigkeit der Aufbauhöhe der j eweiligen Leiterplatte samt darauf angeordneten Bauteilen das wenigstens eine Reflektorschott in die Betriebslage verstellt wird . Damit wird die Durchlaufhöhe in Abhängigkeit der Aufbauhöhe der Leiterplatte verringert , und zwar auf einen Wert , so dass die Leiterplatte samt Bauteilen noch kollisions frei durch das Heizmodul bzw. die Lötanlage transportiert werden kann. Sind auf der Leiterplatte vergleichsweise hochbauende Bauteile angeordnet, so kann es bei einer größeren Durchlaufhöhe bleiben; sind nur vergleichsweise flachbauende Bauteile vorgesehen, so kann die Durchlaufhöhe zur Erzielung einer besseren Erwärmung der Leiterplatten reduziert werden.
Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Steuerung weiter derart eingerichtet ist, dass die Verstellung derart ist, dass in einer ersten Betriebslage der Abstand zwischen dem wenigstens Reflektorschott und der Transportebene gleich oder geringfügig größer ist als die Aufbauhöhe der jeweiligen Leiterplatte. Dadurch wird erreicht, dass möglichst wenig Wärmestrahlung aus dem Heizmodul austritt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Steuerung weiter derart eingerichtet ist, dass die Verstellung derart ist, dass, nachdem die jeweilige Leiterplatte die Heizposition erreicht, das wenigstens eine Reflektorschott in eine zweite Betriebslage, in der der Moduleingang und/oder der Modulausgang wenigstens weitgehend verschlossen ist, verstellt wird. Folglich kann dadurch nach jedem Eintritt einer Leiterplatte in das Heizmodul dieses vorzugsweise weitestgehend verschlossen werden, sodass während der Heizphase möglichst keine Strahlung aus dem Heizmodul austritt. Nach Beendigung des Vorheizens wird das wenigstens eine Reflektorschott in eine Öffnungslage verstellt, sodass die erwärmte Leiterplatte aus dem Heizmodul heraustreten und/oder eine zu erwärmende Leiterplatte in das Heizmodul eintreten kann. Die eingangs genannte Aufgabe wird auch gelöst durch eine Lötanlage zum Löten von auf einer Leiterplatte vorhandenen Bauteilen, umfassend ein erfindungsgemäßes Hei zmodul .
Weiter wird die eingangs genannte Aufgabe zu dem gelöst durch ein Verfahren zum Betreiben einer Selektivlötanlage , wobei die Selektivlötanlage ein Hei zmodul umfasst , wobei dann, wenn sich eine Leiterplatte in dem Hei zmodul in einer Hei zposition befindet , das Hei zmodul mit einem verstellbaren Reflektorschott verschlossen wird . Das Verschließen erfolgt dabei wenigstens geringfügig und vorzugsweise weitestgehend . Vorzugsweise handelt es sich bei dem Hei zmodul um ein erfindungsgemäßes Hei zmodul .
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung zu entnehmen, anhand derer verschiedene Aus führungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben und erläutert sind . Es zeigen :
Es zeigen :
Figur 1 eine erfindungsgemäße Selektivlötanlage in Seitenansicht ,
Figur 2 eine Ansicht eines ersten erfindungsgemäßen Hei zmoduls in isometrischer Ansicht ,
Figur 3 einen Längsschnitt durch das Hei zmodul gemäß Figur 3 ,
Figur 4 eine isometrische Ansicht eines zweiten erfindungsgemäßen Hei zmoduls ; und Figur 5 eine isometrische Ansicht eines dritten erfindungsgemäßen Hei zmoduls .
In der Figur 1 ist eine Selektivlötanlage 10 zum Selektivlöten von auf einer Leiterplatte 16 vorhandenen Bauteilen . Die Lötanlage 10 weist einen Eingang 12 und einen Ausgang 14 auf . Durch den Eingang 12 werden Leiterplatten, wie sie in den Figuren 2 bis 5 gezeigt sind und mit dem Bezugs zeichen 16 gekennzeichnet sind, der Lötanlage 10 zugeführt . Über ein Transportsystem, das in den Figuren 2 , 4 und 5 mit dem Bezugs zeichen 18 gekennzeichnet ist , werden die Leiterplatten 16 in Transportrichtung 20 entlang einer x-Achse durch die Lötanlage 10 hin zum Ausgang 14 transportiert . Das Transportsystem 18 kann dabei 2 parallel zueinander verlaufende Schienen aufweisen, in denen Transportketten, - bänder oder Rollen, auf denen die Leiterplatten 16 aufliegen bzw . die die j eweilige Leiterplatte 16 mitnehmen, vorgesehen sind .
Die Lötanlage 10 umfasst verschiedene Module , wobei auch gemischte Module mit gemischten Bearbeitungs funktionen möglich sind . Dem Eingang 12 nachgelagert befindet sich ein Fluxmodul 22 , in dem die Bereiche der Leiterplatte 16 , die beim Lötvorgang mit flüssigem Lot beaufschlagt werden, mit Flussmittel benetzt werden . Dem Fluxmodul 22 nachgelagert ist ein Hei zmodul 24 , in dem die Leiterplatten 16 vorgehei zt werden . Dem Hei zmodul 24 nachgelagert sind zwei Lötmodule 26 und 28 , in denen Leiterplatten unabhängig voneinander verlötet werden können . Dazu sind in den Lötmodulen 26 und 28 unabhängig voneinander verfahrbare Löttiegel (nicht gezeigt ) angeordnet , die j eweils eine Lötwelle erzeugen . Beim Lötvorgang wird der Löttiegel bzw . die Lötwelle an die Stelle der Leiterplatte 16 bewegt , an der das Bauteil letztlich verlötet werden soll . Nach dem Lötvorgang wird die fertig gelötete Leiterplatte dem Ausgang 14 zugeführt , wobei der Ausgang auch der Eingang bilden kann .
In den Figuren 2 und 3 ist das Hei zmodul 24 , bzw . dessen maßgeblichen Bauteile , vereinfacht dargestellt . Zunächst ist das sich durch die Lötanlage 10 erstreckende Transportsystem 18 zu erkennen, mit dem die Leiterplatten 16 entlang der Transportrichtung 20 in einer Transportebene E in das Hei zmodul 24 und aus dem Hei zmodul heraus transportiert werden können .
Wie aus Figur 3 deutlich wird, sind auf der Oberseite der Leiterplatte 16 elektrische oder elektronische Bauteile 25 vorgesehen, die in der Lötanlage 10 verlötet werden sollen . Die Bauteile 25 weisen Füßchen auf , die sich durch die Leiterplatte 16 erstrecken und die von unten her im Lötmodul 28 mit der Leiterplatte 16 verlötet werden ( Through-Hole- Technology) . Auf der Unterseite der Leiterplatte können ebenfalls elektrische oder elektronische Bauteile 27 vorgesehen sein, die in der Lötanlage 10 nicht verlötet werden, sondern bereits vor dem Transportieren der Leiterplatte 16 in die Lötanlage 10 auf sonstige Art und Weise , beispielsweise mittels Pressen oder auch mittels eines anderen Lötprozesses , auf der Leiterplatte 16 bereits befestigt bzw . dort vormontiert sind .
Das Hei zmodul 24 umfasst einen Moduleingang 30 und einen Modulausgang 32 , wobei der Moduleingang und der Modulausgang auch identisch bzw . am selben Ort sein können . Die Leiterplatte 16 kann über den Moduleingang 30 in das Hei zmodul 24 und dort in eine Hei zposition, wie sie in Figur 2 gezeigt ist , verlagert werden, in der der eigentliche Hei zvorgang stattfindet . I st das Vorhei zen der Leiterplatte 16 abgeschlossen, so kann die Leiterplatte 16 aus der in den Figuren 2 und 3 gezeigten Hei zposition durch den Modulausgang 32 entlang der Transportrichtung 20 aus dem Hei zmodul 24 in das sich daran anschließende Lötmodul 26 , 28 transportiert werden . Eine Umkehrung der Transportrichtung bzw . eine andere Transportrichtung ist ebenfalls denkbar .
Wie ebenfalls aus Figur 2 und 3 deutlich wird, weist das Hei zmodul 34 einen Boden 34 auf , in dem oder an dem Wärmestrahler 36 vorgesehen sind, die röhrenförmig ausgebildet sein können . Die Wärmestrahler verlaufen im in den Figuren 2 und 3 gezeigten Aus führungsbeispiel quer zur Transportrichtung 20 , in Richtung einer y-Achse . Es ist auch denkbar, dass die Strahler parallel oder anders zur Transportrichtung positioniert sind . Im Betrieb strahlen die Wärmestrahler 36 insbesondere Infrarotstrahlung hin zur Leiterplatte 16 , so dass diese mittels der Strahlung erwärmt wird . Um die Leiterplatte nicht nur oberflächlich zu erwärmen, ist es vorteilhaft , Wärmeenergie per Infrarotstrahler in die Leiterplatte einzubringen .
Bei der Aus führungs form der Figur 2 und 3 befinden sich die Wärmestrahler 36 unterhalb der Leiterplatte 16 , um diese von unten vorzuwärmen . Dies ist deshalb sinnvoll , weil ein Löten der Bauteile 25 mittels einer Lötwelle von unterhalb der Leiterplatte 16 her erfolgt . Allerdings ist auch denkbar, an einem dem Boden 34 gegenüberliegenden Abdeckelement 38 weitere
Wärmestrahler 36 vorzusehen, um die Leiterplatte 16 auch von oben her zu erwärmen . In diesem Fall macht das Vorsehen von weiteren Reflektorschotts 56 , 58 oberhalb der Leiterplatte 16 Sinn, wie sie in Figur 4 gezeigt und weiter unten beschrieben sind bzw . von Shotts , welche möglichst den kompletten Einlaufund Auslaufbereich in der Höhe abdecken .
Wie weiter aus den Figuren 2 und 3 deutlich wird, ist am Moduleingang 30 und am Modulausgang 32 j eweils ein Reflektorschott 40 und 52 vorgesehen, das entlang einer quer zur x-Achse und y-Achse verlaufenden z-Achse in eine in der Figur 3 gezeigte Betriebslage , in der sich die Leiterplatte 16 in der Hei zposition befindet , verstellbar ist . Wie weiter aus Figur 3 deutlich wird, ist zwischen der Transportebene E und dem Reflektorschott 40 bzw . dessen Oberkante 42 ein Abstand Di in der Betriebslage vorhanden . In einer Öf fnungslage des Reflektorschotts 40 , in der das Reflektorschott 40 den Moduleingang 30 vollständig freigibt , beträgt der Abstand zwischen der Transportebene E und dem Reflektorschott 40 , bzw . einer den Moduleingang 30 nach unten hin begrenzenden Wandung 44 den Wert D2 , wobei D2 größer als Di ist . Der Wert D2 entspricht dabei der maximalen, von der Maschine vorgegebenen Durchlaufhöhe , wobei D2 vorzugsweise im Bereich von 60 mm bis 100 mm, oder größer, liegt . Dadurch kann gewährleistet werden, dass Leiterplatten 16 mit Bauteilen 27 , die eine vergleichsweise großen Aufbauhöhe aufweisen, gelötet werden können .
Der Abstand Di kann so eingestellt werden, dass sich eine reduzierte Durchlaufhöhe ergibt , die lediglich geringfügig größer ist , als die maximale (hier nach unten gerichtete ) Aufbauhöhe H der Leiterplatte 16 bzw . der darauf vorhandenen Bauteile 27 . Damit kann gewährleistet werden, dass die Leiterplatte 16 durch den Moduleingang 30 bei sich in der Betriebslage befindlichem Reflektorschott 40 in das Hei zmodul 24 kollisions frei transportiert werden kann . Werden mehrere , identisch bestückte Leiterplatten 16 nacheinander in das Hei zmodul 24 transportiert , so verbleibt das Reflektorschott 40 in seiner Betriebslage . Erst dann, wenn eine Leiterplatte 16 mit Bauteilen, deren Aufbauhöhe H den Abstand Di überragt , in das Hei zmodul eingeführt werden sollen, wird das Reflektorschott 40 so weit abgesenkt , dass ein kollisions freies Transportieren der Leiterplatte 16 samt Bauteilen in das Hei zmodul 24 möglich ist .
Zum Verstellen des Reflektorschotts 40 sind Antriebe 48 in Form von Elektromotoren oder Pneumatikmotoren/- zylindern vorgesehen, die über eine Steuerung 50 angesteuert werden können . Die Steuerung 50 kann dabei so eingerichtet sein, dass sie in Abhängigkeit von der Aufbauhöhe der Leiterplatte 16 das Reflektorschott 40 in die Betriebslage verstellt , so dass die Leiterplatte mit den darauf angeordneten Bauteilen 27 kollisions frei , aber vorzugsweise mit geringem Abstand zum Reflektorschott 40 bzw . zu dessen Oberkante 42 , in das Hei zmodul 24 transportiert werden kann . Sind auf der Leiterplatte 16 also vergleichsweise flache Bauteile 27 vorgesehen, so kann eine geringe Durchlaufhöhe Di eingestellt werden; sind auf der Leiterplatte 16 vergleichsweise hochbauende Bauteile 27 vorgesehen, so kann die Verstellung des Reflektorschotts so sein, dass sich eine größere erforderliche Durchlaufhöhe Di ergibt . Bei den Antrieben 48 kann es sich auch um händisch betätigbare Antriebe handeln, die beispielsweise mittels einer Kurbel händisch betätigt werden . Weiterhin ist denkbar, dass das Verstellen der Reflektorschotts 40 , 52 auch ohne Antriebe erfolgen kann . Denkbar ist beispielsweise , dass an den Reflektorschotts sich in z-Richtung erstreckende Langlöcher vorgesehen sind, durch welche Befestigungsschrauben erstrecken, die am Hei zmodul 24 an geeigneten Bauteilen befestigt sind . Durch Lösen der Schrauben kann das j eweilige Reflektorschott 40 , 52 verstellt werden . Hat es die erforderliche oder vorgegebene Höhe erreicht , können die Schrauben festgezogen werden .
Wie aus den Figuren 2 und 3 deutlich wird, ist nicht nur am Moduleingang 30 ein Reflektorschott 40 vorgesehen, sondern auch ein weiteres , entsprechendes Reflektorschott 52 am Modulausgang 32 . Das Reflektorschott 52 ist entsprechend dem Reflektorschott 40 in z-Richtung verstellbar . Dazu sind vorzugsweise den Antrieben 48 am Moduleingang entsprechende Antriebe vorgesehen ( in den Figuren nicht gezeigt ) , die von der Steuerung 50 entsprechend angesteuert werden .
In der Figur 3 ist gezeigt , wie die Wärmestrahler 36 auch in Richtung hin zum Moduleingang 30 bzw . Modulausgang 32 Wärme abstrahlen . Die Wärmeabstrahlung ist durch die Pfeile 54 angedeutet . Dadurch, dass das Reflektorschott 40 bzw . 52 in seiner Betriebslage ist , wird die hin zum Moduleingang 30 bzw . Modulausgang 32 gerichtete Strahlung 54 am Reflektorschott 40 , 52 hin zur Leiterplatte 16 bzw . dem inneren Bereich des Hei zungsmoduls reflektiert . Wärmestrahlung, die ohne Vorhandensein der Reflektorschotts 40 , 52 durch die Öf fnung mit der Durchlaufhöhe D2 aus dem Hei zmodul 24 heraustreten würde, wird aufgrund der Reflektion 40, 52 am jeweiligen Reflektorschott 40, 52 im Heizmodul 24 gehalten und trägt so zur gleichmäßigen Erwärmung der Leiterplatte 16 bei. Die Leiterplatte 16 kann insbesondere in ihren Randbereichen 53 aufgrund der Reflektion der Wärmestrahlung 54 an den Reflektorschott 40, 52 ausreichend gut erwärmt werden. Weiterhin wird durch Vorsehen der Reflektorschotts 40, 52 erreicht, dass weniger Wärmestrahlung das Heizmodul 24 verlässt. Dadurch wird eine unerwünschte Erwärmung von Bauteilen, die außerhalb des Heizmoduls 24 vorgesehen sind, unterbunden. Zudem kann die Lötanlage 10 bzw. das Heizmodul 24 energiesparender betrieben werden.
In der Figur 4 ist ein Heizelement 124 mit Ober- und Unterheizung gezeigt, bei dem dem Heizelement 24 gemäß Figur 2 und 3 entsprechende Bauteile mit entsprechenden Bezugszeichen versehen sind. Während in der Aus führungs form gemäß Figuren 2 und 3 die Reflektorschotts 40, 52 jeweils nur unterhalb der Transportebene E bzw. der jeweiligen Leiterplatte 16 vorgesehen sind, sind beim Heizmodul 124 zusätzlich auch obere Reflektorschotts 56 und 58 vorgesehen. Ein oberhalb der Transportebene E vorgesehenes Reflektorschott 56, 58 ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn Wärmestrahler nicht nur am Boden 34 vorgesehen sind, sondern auch im oder am Abdeckelement 38 oberhalb der Leiterplatte 16. Durch die oberhalb der Transportebene vorgesehenen Reflektorschotts 56, 58 kann erreicht werden, dass Wärmestrahlung der oberhalb der Transportebene vorgesehenen Wärmestrahlern im jeweiligen Heizmodul verbleibt. Zusätzlich wird erwärmte Luft besser im Heizbereich eingeschlossen was vorteilhaft für die Wärmeübertragung ist. Die Anordnung ist derart , dass die Reflektorschotts 40 , 56 in z-Richtung aufeinander zu und voneinander weg verfahrbar sind . Entsprechend sind die Reflektorschotts 42 , 58 ebenfalls in z- Richtung aufeinander zu und voneinander weg verfahrbar .
Bei dem in Figur 4 gezeigten Hei zmodul 124 werden die Shotts auf den kleinsten Abstand eingestellt , so dass die Produkte noch in die Hei zung gelangen können . Alternativ werden zum Transportieren der j eweiligen Leiterplatte 16 in das Hei zmodul 124 die beiden Reflektorschotts 40 , 56 in eine Öf fnungslage verstellt . Nachdem die Leiterplatte 16 ihre Hei zposition erreicht hat , werden die beiden Reflektorschotts 40 , 56 aufeinander zu bewegt , so dass der Moduleingang 30 wenigstens weitgehend verschlossen wird .
Die beiden Reflektorschotts 40 , 56 haben dabei randof fene Aussparungen 60 , die so angeordnet sind, dass bei geschlossenem Moduleingang, also dann, wenn die beiden Reflektorschotts 40 , 56 ihre Betriebslage erreichen, sich die Transportmittel 18 innerhalb der Aussparungen 60 befinden .
Dies hat den Vorteil , dass trotz Vorsehen der Transportmittel 18 der Moduleingang 30 weitestgehend verschlossen werden kann . Weitere Aussparungen beispielsweise aufgrund spezieller Produktgeometrien sind ebenfalls möglich .
Entsprechend den Reflektorschotts 40 , 56 können auch die Reflektorschotts 52 , 58 am Modulausgang 32 solche Aussparungen 60 aufweisen . Dies hat den Vorteil , dass nicht nur der Moduleingang 30 , sondern auch der Modulausgang 32 in der Betriebslage der Reflektorschotts 52 , 58 wenigstens weitgehend verschlossen werden kann . Das Heizmodul 124 kann, entsprechend dem Heizmodul 24, Antriebe 48 und eine Steuerung 50 (in Figur 4 nicht gezeigt) aufweisen, die dazu eingerichtet ist, die Reflektorschotts 40, 56 während des Transports der jeweiligen Leiterplatte 16 in das Heizmodul 24 in eine Öffnungslage zu verfahren und, nachdem die jeweilige Leiterplatte 16 ihre Heizposition erreicht hat, die Reflektorschotts 40, 56 in die den Moduleingang 30 verschließende Betriebslage zu verfahren. Entsprechend können Antriebe die Reflektorschotts 52, 58 am Modulausgang so antreiben, dass diese aus ihrer geschlossenen Betriebslage in eine Öffnungslage verfahren, wenn die jeweilige Leiterplatte 16 aus dem Heizmodul 24 in das sich daran anschließende Lötmodul 26 verfahren wird.
In der Figur 5 ist eine weitere Aus führungs form eines Heizmoduls 224 gezeigt, wobei im Heizmodul 124 entsprechende Bauteile mit entsprechenden Bezugszeichen versehen sind. Das Heizmodul 224 unterscheidet sich von dem Heizmodul 124 dadurch, dass Reflektorschotts 62, 64 vorgesehen sind, die nicht in vertikaler z-Richtung aufeinander zu und voneinander weg verstellbar angeordnet sind, sondern in y-Richtung. In der Figur 5 gezeigten Öffnungslage der Reflektorschotts 62, 64 kann die Leiterplatte 16 entlang der Transportrichtung 20 in das Heizmodul 224 transportiert werden. Nachdem es die Heizposition erreicht hat, werden die Reflektorschotts 62 und 64 aufeinander zu bewegt, wodurch der Moduleingang 30 wenigstens weitgehend vollständig verschlossen wird. Während des Erwärmens der Leiterplatte 16 tritt keine merkliche Wärmestrahlung aus dem Heizmodul 224 aus. Auch wenn in der Figur 5 Reflektorschotts 62, 64 nur am Moduleingang dargestellt sind, ist im Rahmen der Erfindung denkbar, entsprechende Reflektorschotts auch am Modulausgang 32 vorzusehen .

Claims

Patentansprüche
1. Selektivlötanlagenheizmodul (24, 124, 224) zum Vorheizen von mit Bauteilen (25, 27) bestückten Leiterplatten (16) , mit einem Boden (34) , mit einem Moduleingang (30) und einem Modulausgang (32) , wobei im Betrieb die jeweilige Leiterplatten (16) entlang einer Transportrichtung (20) vom Moduleingang (30) in eine Heizposition und von der Heizposition zum Modulausgang (32) transportiert werden, und mit im oder am Boden (34) angeordneten Wärmestrahlern (36) , dadurch gekennzeichnet, dass am Moduleingang (30) und/oder am Modulausgang (32) wenigstens ein in eine Betriebslage, in der sich die jeweilige Leiterplatte (16) in der Heizposition befindet, verstellbares und den Moduleingang (30) und/oder Modulausgang (32) wenigstens abschnittsweise verschließendes Reflektorschott (40, 52, 56, 58, 62, 64) vorgesehen ist, wobei das wenigstens eine Reflektorschott (40, 52, 56, 58, 62, 64) so ausgebildet ist, dass es in der Betriebslage die von den Wärmestrahlern (36) emittierte Strahlung derart reflektiert, dass sie im Heizmodul (24, 124) verbleibt und zur Vorheizung der jeweiligen Leiterplatte (16) beiträgt .
2. Heizmodul (24, 124) nach Anspruch 1, wobei das wenigstens eine Reflektorschott (40, 52, 56, 58) in einer senkrecht zum Boden verlaufenden z-Richtung verstellbar ist.
3. Heizmodul (224) nach Anspruch 1 oder 2, wobei das wenigstens eine Reflektorschott (62, 64) in einer parallel zum Boden verlaufenden y-Richtung verstellbar ist .
4. Heizmodul (24, 124, 224) nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das wenigstens eine Reflektorschott (40, 52, 56, 58, 62, 64) randoffene Aussparungen (60) für in Transportrichtung verlaufende Transportmittel (18) aufweist, so dass in der Betriebslage die Transportmittel (18) in den Aussparungen (60) sind und der Moduleingang (30) und/oder der Modulausgang (32) wenigstens weitgehend verschlossen ist.
5. Heizmodul (24, 124, 224) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei am Moduleingang (30) und/oder am Modulausgang (32) jeweils wenigstens zwei Reflektorschotts (56, 58, 62, 64) vorgesehen sind, die aufeinander zu und voneinander weg verstellbar sind.
6. Heizmodul (24, 124, 224) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens ein Antrieb (48) zum Verstellen des wenigstens einen Reflektorschotts (40, 52, 56, 58, 62, 64) vorgesehen ist.
7. Heizmodul (24, 124, 224) nach Anspruch 6, wobei eine den Antrieb (48) ansteuernde Steuerung (50) vorgesehen ist, die derart eingerichtet ist, dass in Abhängigkeit einer Aufbauhöhe (H) der jeweiligen Leiterplatte (16) das wenigstens eine Reflektorschott (40, 52, 56, 58, 62, 64) in die Betriebslage verstellt wird.
8. Heizmodul (24, 124, 224) nach Anspruch 7, wobei die Steuerung (50) weiter derart eingerichtet ist, dass die Verstellung derart ist, dass in einer ersten Betriebslage der Abstand (Di) zwischen dem wenigstens Reflektorschott (40, 52, 56, 58) und Transportebene (E) gleich oder geringfügig größer ist als die Aufbauhöhe (H) der jeweiligen Leiterplatte (16) .
9. Heizmodul (24, 124, 224) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die Steuerung (50) weiter derart eingerichtet ist, dass die Verstellung derart ist, dass nachdem die jeweilige Leiterplatte (16) die Heizposition erreicht das wenigstens eine Reflektorschott (40, 52, 56, 58, 62, 64) in eine zweite Betriebslage, in der der Moduleingang (30) und/oder der Modulausgang (32) wenigstens weitgehend verschlossen ist, verstellt wird.
10. Selektivlötanlage (10) zum Löten von auf einer Leiterplatte (16) vorhandenen Bauteilen, umfassend ein Fluxmodul (22) , ein Lötmodul (28) und ein zwischen dem Fluxmodul (22) und dem Lötmodul (28) vorgesehenen Heizmodul (24, 124, 224) nach einem der vorhergehenden Ansprüche .
11. Verfahren zum Betreiben einer Selektivlötanlage (10) , wobei die Selektivlötanlage (10) ein Heizmodul (24, 124, 224) und im Heizmodul (24, 124, 224) angeordnete Wärmestrahler (36) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass dann, wenn sich eine Leiterplatte (16) in dem Heizmodul (24, 124, 224) in einer Heizposition befindet, das Heizmodul (24, 124, 224) mit einem verstellbaren Reflektorschott (40, 52, 56, 58, 62, 64) wenigstens geringfügig in eine Betriebslage verschlossen wird, so dass es in der Betriebslage die von den Wärmestrahlern (36) emittierte Strahlung derart reflektiert, dass sie im Heizmodul (24, 124) verbleibt und zur Vorheizung der jeweiligen Leiterplatte (16) beiträgt.
12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei in Abhängigkeit einer Aufbauhöhe (H) der jeweiligen Leiterplatte (16) das wenigstens eine Reflektorschott (40, 52, 56, 58, 62, 64) in die Betriebslage verstellt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei in einer ersten
Betriebslage der Abstand (Di) zwischen dem wenigstens Reflektorschott (40, 52, 56, 58) und Transportebene (E) gleich oder geringfügig größer ist als die Aufbauhöhe (H) der jeweiligen Leiterplatte (16) , und wobei die Verstellung weiter derart ist, dass, nachdem die jeweilige Leiterplatte (16) die Heizposition erreicht, das wenigstens eine Reflektorschott (40, 52, 56, 58, 62, 64) in eine zweite Betriebslage, in der der Moduleingang (30) und/oder der Modulausgang (32) wenigstens weitgehend verschlossen ist, verstellt wird.
PCT/EP2024/054748 2023-04-05 2024-02-26 Selektivlötanlagenheizmodul mit einem reflektorschott, selektivlötanlage und zugehöriges verfahren WO2024208486A1 (de)

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