DE102004014749B3

DE102004014749B3 - Heating device for surface mount electronic components for making and/or breaking solder or adhesive connections has independently controllable radiating segments associated with at least one defined sub-pattern

Info

Publication number: DE102004014749B3
Application number: DE102004014749A
Authority: DE
Inventors: Jens Gammelin; Peter Gammelin
Original assignee: REWATRONIK GmbH
Current assignee: REWATRONIK GmbH
Priority date: 2003-12-03
Filing date: 2004-03-25
Publication date: 2005-09-08
Anticipated expiration: 2024-03-26

Abstract

The heating device is made up of several radiating segments (15-18) arranged adjacent to each other in a predefined pattern so that at least a given number of radiating segments can be independently controlled and the independently controllable radiating segments are associated with at least one defined sub-pattern. The pattern has parallel and mutually perpendicular radiating segments. Independent claims are also included for the following: (A) a soldering device (B) and a radiating head for a soldering device (C) and a soldering method using an inventive soldering device.

Description

Die Erfindung betrifft eine Löt- oder Klebevorrichtung zum Herstellen und/oder Unterbrechen der Verbindungen von elektronischen Bauelementen mit einer Leiterplatte sowie ein Löt- oder Klebeverfahren unter Verwendung einer derartigen Löt- oder Klebevorrichtung. Vorzugsweise werden die Löt- oder Klebevorrichtung und das Löt- und Klebeverfahren zum Anbringen und Lösen oberflächenmontierter elektronischer Bauelemente verwendet.The Invention relates to a soldering or adhesive device for making and / or breaking the connections of electronic components with a printed circuit board and a Soldering or Adhesive method using such a soldering or Gluer. Preferably, the soldering or gluing device and the soldering and adhesive method for attaching and detaching surface mounted electronic Components used.

Bekannt sind Löteinrichtungen, bei denen die Lötverbindung mit Hilfe eines in vorherbestimmtem Abstand über der Lötverbindung angeordneten Strahlerkopfes mittels thermischer Energie hergestellt oder gelöst wird. Sie werden typischerweise bei der Reparatur von elektronischen Baueinheiten eingesetzt, wobei es darauf ankommt, einzelne Bauelemente von einem bestückten Träger schonend zu entfernen bzw. wieder einzusetzen. Es muss gesichert sein, dass genügend Energie zugeführt wird, um die Schmelztemperatur des Lotes an allen Lötpunkten zuverlässig zu erhalten.Known are soldering devices, where the solder joint by means of a lamp head arranged at a predetermined distance above the solder joint is produced or dissolved by means of thermal energy. They are typically used in the repair of electronic assemblies, wherein it is important, individual components of a stocked carrier gently to remove or reinsert. It must be assured that enough Energy supplied is the melting temperature of the solder at all solder points reliable to obtain.

Derartige Lötvorrichtungen werden insbesondere bei der Herstellung oder beim Lösen von Lötverbindungen bei oberflächenmontierten elektronischen Bauelementen eingesetzt, wobei die mit einem Träger (Substrat) zu verbindenden Bauelemente auf dessen Oberfläche positioniert und anschließend die Lötverbindungen durch lokal begrenzte Erwärmung erzeugt werden.such soldering especially in the manufacture or dissolution of solder joints for surface mounted used with electronic components, with the support (substrate) positioned to be connected components on the surface and then the solder connections due to localized warming be generated.

Eine Lötvorrichtung der beschriebenen Art ist aus EP 0 315 228 A1 bekannt. Danach ist im Strahlerkopf der Vorrichtung eine Wärmequelle installiert, die für Löt- und Entlötvorgänge bei Bauelementen unterschiedlicher Abmessungen und unterschiedlicher Anzahl von Lötpunkten verwendet wird. Abhängig von den Abmessungen des jeweils zu bearbeitenden Bauelements werden verschiebbare Blenden eingestellt, welche die Energiezuführ nur in den gewünschten Bereiche zulassen und die übrigen Bereiche abdecken. A soldering device of the type described is out EP 0 315 228 A1 known. Thereafter, in the radiator head of the device, a heat source is installed, which is used for soldering and Entlötvorgänge for components of different dimensions and different numbers of solder points. Depending on the dimensions of the respective component to be machined displaceable panels are set, which allow the energy supply only in the desired areas and cover the remaining areas.

Zwar werden mit dieser Vorrichtungen sehr gute Arbeitsergebnisse erzielt. Es ist aber bei starker Blendenabdeckung unvermeidlich, dass Stauwärme erzeugt wird, die zu einer unerwünschten Erwärmung des Strahlerkopfes führen kann. Neben teilweise nachteiliger, aber unvermeidlicher Stauwärme an den Blenden kann jeweils nur ein Bauteil pro Arbeitsschritt eingelötet oder eingeklebt werden.Though are achieved with these devices very good work results. But it is inevitable with strong visor cover that generates heat accumulation that becomes an undesirable Warming of the Guide head can. In addition to partially disadvantageous, but inevitable heat accumulation on the Apertures can soldered only one component per work step or be glued.

Die US 4,855,559 A zeigt eine Heizvorrichtung zum Herstellen und/oder Unterbrechen von Lötverbindungen von IC-Bausteinen mit einer Leiterplatte. Die Heizvorrichtung weist als Heizquelle mehrere parallelverschiebbare Heizstäbe auf, die durch Parallelverschiebung an die Größe des jeweiligen zu lötenden bzw. entlötenden IC-Bausteins angepasst werden können. Nachteilig ist hierbei, dass nur Lötverbindungen an den Randbereichen der IC-Bausteine erwärmbar sind. Weiterhin ist keine gezielte Energiezufuhr möglich.The US 4,855,559 A shows a heater for making and / or breaking solder joints of IC devices with a circuit board. The heating device has as heating source a plurality of parallel displaceable heating rods, which can be adjusted by parallel displacement to the size of the respective to be soldered or desoldered IC chip. The disadvantage here is that only solder joints can be heated at the edge regions of the IC devices. Furthermore, no targeted energy supply is possible.

Die DE 87 00 269 U1 offenbart eine Wellenlötanlage mit einer Vorheizstation. Die Vorheizstation weist mehrere, getrennt steuerbare Heizgeräte auf, so dass bestimmte Segmente einer Leiterplatte mit verschiedenen Heizleistungen vorgeheizt werden können. Die Heizenergie ist nur Segmentflächen und nicht einzelnen Lötpunkten zuführbar.The DE 87 00 269 U1 discloses a wave soldering machine with a preheating station. The preheating station has a plurality of separately controllable heaters, so that certain segments of a printed circuit board with different heating powers can be preheated. The heating energy can only be supplied to segment surfaces and not to individual soldering points.

Die US 6,452,135 B1 zeigt eine Heizvorrichtung zum Erhitzen von Objekten. Die Heizvorrichtung besteht aus in einem Gehäuse, nebeneinander und angrenzend angeordneten, Heizmodulen, welche jeweils durch ein Leiterkabel mit einer elektrischen Spannungsquelle verbunden sind. Somit kann jedes Heizmodul separat an- und ausgeschaltet werden.The US Pat. No. 6,452,135 B1 shows a heater for heating objects. The heater consists of in a housing, juxtaposed and adjacent, heating modules, which are each connected by a conductor cable to an electrical voltage source. Thus, each heating module can be switched on and off separately.

Die US 5,864,144 A offenbart eine Vorrichtung zur Erzeugung von Infrarotstrahlung zur Anwendung bei Infrarotspektroskopien. Diese Vorrichtung weist ein Heizelement auf, welches aus einem durchgehenden Heizband besteht, das so angeordnet ist, dass es mehrere konzentrische Kreisbögen bildet.The US 5,864,144 A discloses an apparatus for generating infrared radiation for use in infrared spectroscopy. This device has a heating element which consists of a continuous heating band, which is arranged so that it forms a plurality of concentric circular arcs.

Die US 5,280,434 A offenbart eine Steuerung zur Ansteuerung einer Anordnung von einzelnen Heizgeräten.The US 5,280,434 A discloses a controller for driving an array of individual heaters.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Löt- oder Klebevorrichtung sowie ein Löt- oder Klebeverfahren der eingangs genannten Art anzugeben, bei welchen ein oder mehrere Bauteile von einer bestimmten Leiterplatte schonend entfernt bzw. wieder eingesetzt werden können und bei denen die Heizenergie auf die für die Herstellung oder Unterbrechung der Verbindungen der elektronischen Bauelemente mit der Leiterplatte zu erwärmende Löt- oder Klebepunkte präzise geleitet werden kann.task The invention is to provide a soldering or gluing device as well as a soldering or gluing method of specify the type mentioned above, in which one or more components gently removed from a specific circuit board or again can be used and where the heating energy is on for the production or interruption the connections of the electronic components with the circuit board to be heated Soldering or Adhesive dots precise can be directed.

Diese Aufgabe wird von der Löt- oder Klebevorrichtung durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.These Task is performed by the soldering or adhesive device solved by the features of claim 1.

Die Erfindung berücksichtigt, dass bei elektronischen Bauelementen eine weitgehende Vereinheitlichung der Gehäuse, Gehäuseabmessungen und der Lage und Geometrie der Anschlusselemente stattgefunden hat. Insbesondere die Ausführung solcher Bauelemente mit in-Line, dual-in-line, quad-in-line BGA (ball-grid-array) oder Sonderformen von Anschlussbildern findet Berücksichtigung.The invention takes into account that in the case of electronic components, an extensive standardization of the housings, housing dimensions and the position and geometry of the connection elements has taken place. In particular, the implementation of such components with in-line, dual-in-line, quad-in-line BGA (ball grid array) or Sonderfor of connection diagrams is taken into consideration.

Ferner ist die Erfindung auch bei Klebeverbindungen einsetzbar, insbesondere elektrisch leitenden Klebeverbindungen. Elektrisch leitende Kleber, die bei Wärmezuführung flüssig werden, können in manchen Anwendungsfällen Lot ersetzen, um elektronische Bauteile auf einer Leiterplatten anzuordnen.Further The invention is also applicable to adhesive bonds, in particular electrically conductive adhesive bonds. Electrically conductive adhesives, which become liquid when supplied with heat, can in some applications Replace solder to electronic components on a printed circuit board to arrange.

Eine Grundidee der Erfindung besteht darin, die Heizquelle in Muster und Untermuster aufzulösen, die einzeln oder zusammengesetzt an die Abmessungen und Lötpunktemuster der zu verarbeitenden Bauelemente angepasst sind. Es wird dadurch möglich, nur diejenigen Flächen anzusteuern und zu beheizen, die genau den aufzuheizenden Bereichen der jeweiligen Lötpunktemuster entsprechen. Nicht erforderliche Flächen werden nicht angesteuert und beheizt, so dass nicht nur eine zielgenaue Erhitzung der Verbindungsstellen an den Bauelementen erfolgt, sondern auch eine sparsame Verwendung der Heizenergie. Durch wahlweise Kombination der vorgegebenen Flächen kann praktisch jede gewünschte Konfiguration erzielt werden. Es können damit gleichzeitig mehrere Bauelemente gleicher oder unterschiedlicher Art nebeneinander bearbeitet werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass auf einfache Weise neue Untermuster erzeugt werden können, indem die Ansteuerung der einzelnen Segmente verändert wird. Damit liegt eine sehr flexibel einsetzbare Vorrichtung vor, die sich insbesondere auch durch die reduzierten Prozesszeiten positiv auswirkt.A The basic idea of the invention is to heat the pattern in patterns and dissolve subpatterns, individually or assembled to the dimensions and solder dot pattern adapted to be processed components. It becomes possible only those areas to control and to heat the heating areas of the respective solder point pattern correspond. Unnecessary areas are not controlled and heated, so not only a targeted heating of the joints takes place on the components, but also an economical use the heating energy. By optional combination of the predetermined surfaces can virtually any desired Configuration can be achieved. It can simultaneously do several Components of the same or different types edited side by side become. Another advantage is that you can easily create new ones Subpatterns can be generated by changing the control of the individual segments. This is one very flexible device before, in particular also has a positive effect through the reduced process times.

Es kann eine große Anzahl von unterschiedlichen Bauelementen zur Bearbeitung kommen, die sich nach Gehäuse, Gehäuseabmessungen sowie Anzahl, Lage und Geometrie der zu verlötenden Anschlusselemente unterscheidenden können, weil die Heizeinrichtungen flexibel einstellbar ist. Die Erfindung ermöglicht eine präzise Verlötung und Entlötung elektronischer Bauelemente bei der Reparatur von bestückten Leiterplatten, insbesondere solche Bauelemente mit in-Line, dual-in-line, quad-in-line, BGA oder Sonderformen von Anschlussbildern.It can be a big one Number of different components come to work, depending on housing, housing dimensions as well as the number, position and geometry of the connection elements to be soldered can, because the heaters is flexibly adjustable. The invention allows a precise one soldering and desoldering electronic components in the repair of assembled printed circuit boards, in particular, such devices with in-line, dual-in-line, quad-in-line, BGA or special forms of connection diagrams.

Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.preferred Further developments of the invention are described in the dependent claims.

Der Strahlerkopf besteht aus wenigstens einer thermisch beständigen, elektrisch isolierenden Platte und den notwendigen Befestigungsbauteilen. In die dem Substrat zugewandte Oberfläche ist wenigstens eine Wärmequelle eingebracht.Of the Radiator head consists of at least one thermally stable, electrically insulating plate and the necessary fastening components. In the surface facing the substrate is at least one heat source brought in.

Die Wärmequelle wird vorzugsweise elektrisch betrieben und durch eine Steuereinheit innerhalb eines Sollwertebereiches gehalten bzw. zu- oder abgeschaltet.The heat source is preferably electrically operated and by a control unit held within a setpoint range or switched on or off.

Eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Strahlerkopfes besitzt eine Heizquelle mit wenigstens zwei parallel zueinander angeordneten Segmenten. Die Steuereinheit ist der Anordnung entsprechend angepasst, so dass die Segmente unabhängig voneinander angesteuert werden können.A embodiment the radiator head according to the invention has a heating source with at least two parallel to each other arranged segments. The control unit is according to the arrangement adjusted so that the segments are driven independently can be.

Eine weitere Ausführungsform des Strahlerkopfes besitzt eine endliche Anzahl parallel zueinander angeordneter Strahlersegmente, so dass die übliche Parallelanordnung mehrerer baugleicher Bauelemente in einem Arbeitsgang eingelötet oder eingeklebt werden kann.A another embodiment of the radiator head has a finite number parallel to each other arranged radiator segments, so that the usual parallel arrangement of several identical components soldered in one operation or can be glued.

Zur Verarbeitung von quad-in-line-Bauelementen kann der Strahlerkopf so ausgeführt sein, dass in quadratischer Anordnung mehrere konzentrische Strahlersegmente vorgesehen sind.to Processing of quad-in-line components can be the spotlight head so executed be that in a square arrangement several concentric radiator segments are provided.

Die vorzugsweise elektrisch betriebenen Wärmequellen sind bau- und parametergleich und werden deshalb vorzugsweise parallel geschaltet. Die Beschattung erfolgt dabei vorzugsweise so, dass ein Anschluss der Wärmequellen in einem Sammelpunkt bzw. in einer Sammelleitung zusammengeschaltet ist, während der andere Anschlusspunkt jeweils zu einer Steuereinheit geführt wird. Die Steuereinheit kann mit manueller Steuerung versehen sein, durch Festprogrammierung, messwertabhängige Signalverarbeitung oder mit Hilfe eines eine Mehrzahl von Einflussgrößen verarbeitenden Steuerprogramms die Energiezufuhr zu den Wärmequellen beeinflussen und auf diese Weise die erforderlichen Parameter innerhalb der zulässigen Wertebereiche halten. Abhängig von der Art der Bestückung auf dem Träger kann zugleich eine Ansteuerung der jeweils benötigten Wärmequellen erfolgen. Dabei ist es möglich, bei großflächigen Trägern eine Verknüpfung mit Dreh- und/oder Schrittschaltwerken herzustellen, so dass alle erforderlichen Verbindungen erzeugt bzw. gelöst werden können.The preferably electrically operated heat sources are identical in construction and parameters and are therefore preferably connected in parallel. The shading takes place preferably so that a connection of the heat sources interconnected in a collection point or in a manifold is while the other connection point is guided in each case to a control unit. The control unit may be provided with manual control by Fixed programming, measured value dependent Signal processing or using a process of a plurality of influencing variables Control program affect the energy supply to the heat sources and in this way, the required parameters within the permissible value ranges hold. Dependent of the type of assembly on the carrier At the same time, it is possible to control the respectively required heat sources. there Is it possible, with large carriers one shortcut with rotary and / or Make stepper, so that all necessary connections created or solved can be.

Die Strahlersegmente werden bevorzugt aus Heizwendeln gebildet. Alternativ können auch Heizbänder oder leitende Widerstandsflächen verwendet werden.The Radiator segments are preferably formed from heating coils. alternative can also heating bands or conductive resistive surfaces be used.

Bevorzugt werden die Heizwendeln mit Kleinspannung (0 bis maximal 50 Volt) betrieben. Dieses hat den Vorteil, die Heizwendeln mit geringeren Sicherheitsabständen montieren zu dürfen und damit homogenere Heizflächen zu erreichen. Zusätzlich werden durch die möglichen größeren Drahtdurchmesser längere Betriebszeiten erreicht.Prefers are the heating coils with low voltage (0 to a maximum of 50 volts) operated. This has the advantage of heating coils with lower safety distances to be allowed to assemble and thus more homogeneous heating surfaces to reach. additionally be through the possible larger wire diameter longer Operating times reached.

Die einzelnen Strahlersegmente weisen unterschiedliche Längen auf, wodurch auch die Heizwendeln mit unterschiedlichen Längen ausgebildet werden. Um eine homogene Heizleistung der Heizwendeln zu gewährleisten, werden gleichmäßige Flächenleistungen durch entsprechend angepasste reduzierte oder erhöhte Versorgungsspannungen im Bereich der Kleinspannungen ausgewählt.The individual radiator segments have different lengths, whereby the heating coils are formed with different lengths. To ensure a homogeneous heating power of the heating coils are gleichmäßi Area coverage is selected by correspondingly adapted reduced or increased supply voltages in the area of extra-low voltages.

Die Aufgabe wird durch das Löt- oder Klebeverfahren dadurch gelöst, dass in einem ersten Arbeitsschritt das zu bearbeitende Substrat mit den darauf befindlichen Bauelementen in eine Aufnahme- und/oder Haltevorrichtung eingelegt wird. Die herzustellenden Löt- oder Klebeverbindungen sind in einem vorausgegangenen Arbeitsschritt so vorbereitet, dass ein Verlöten oder Verkleben erfolgen kann. In einem nachfolgenden Arbeitsgang wird über dem Substrat der Strahlerkopf positioniert. Die Positionierung kann mit Hilfe üblicher mechanischer Mittel erfolgen. Sowohl der Strahlerkopf als auch die Aufnahme- und/oder Haltevorrichtung kommen für die Positionierung in Frage. Ziel der Positionierung ist, dass wenigstens eine der Wärmequellen in die für den Löt- oder Klebevorgang erforderliche Position gebracht wird. Ist die Position erreicht, wird wenigstens eins auf die Löt- oder Klebepunktkonfiguration des Substrats angepasstes Untermuster durch Ansteuerung ausgewählter Strahlersegmente mittels der Steuereinheit erzeugt. Dadurch wird im Bereich der Löt- oder Klebestelle die notwendige Temperatur für das Schmelzen des Lots oder Klebers erreicht. Nach der Aufschmelzung wird die Ansteuerung der Strahlersegmente deaktiviert und die Wärmequelle somit abgeschaltet.The The task is solved by soldering or bonding method solved thereby that in a first step, the substrate to be processed with the components thereon in a recording and / or Holding device is inserted. The solder or Adhesive joints are in a previous step so prepared that a soldering or sticking can be done. In a subsequent operation will over the spotlight head is positioned on the substrate. The positioning can with the help of usual mechanical means. Both the radiator head and the Receiving and / or holding device come for the positioning in question. The aim of the positioning is that at least one of the heat sources in the for the soldering or Bonding required position is brought. Is the position reaches at least one of the solder or glue dot configuration Subpattern adapted to the substrate by driving selected radiator segments generated by means of the control unit. This will be in the area of soldering or splice the necessary temperature for achieved the melting of the solder or glue. After the meltdown the control of the radiator segments is deactivated and the heat source thus switched off.

Bevorzugt wird dabei das Verlöten einer Reihe nebeneinander angeordneter Kontaktpaare, wie dies bei modernen elektronischen Bauteilen üblich ist.Prefers while soldering a series of juxtaposed contact pairs, as in modern electronic components is common.

Eine Ausgestaltungsform des Verfahrens besteht darin, dass gleichzeitig oder zeitlich aufeinander folgend mehrere, wenigstens jedoch zwei Untermuster durch Ansteuerung mittels der Steuereinheit erzeugt werden und damit mehrere Kontaktreihen verlötet werden können.A Embodiment of the method is that at the same time or successively several, but at least two Sub-pattern generated by driving by means of the control unit be and thus more rows of contacts can be soldered.

Die Ausgestaltung der einzelnen Verfahrensschritte wird durch den Aufbau des Strahlerkopfes, die Funktionalität der verwendeten Steuereinheit und das Vorhandensein von Mitteln zur Positionierung wesentlich bestimmt. So kann die Steuereinheit den dritten Verfahrensschritt (Löten/Entlöten) vom Erreichen der erforderlichen Arbeitsposition abhängig machen und diese Position mit Hilfe von Sensoren abfragen. Ebenso kann die Steuereinheit die Ausführung und Dauer des dritten Arbeitsschrittes durch Überwachung und Steuerung der Betriebsparameter des Lötvorganges beeinflussen.The Design of the individual process steps is by the structure the radiation head, the functionality of the control unit used and the presence of means for positioning essential certainly. So the control unit can the third process step (Soldering / desoldering) from Achieving the required working position and making that position interrogate with the help of sensors. Likewise, the control unit can execution and duration of the third step by monitoring and controlling the Operating parameters of the soldering process influence.

Weiterhin kann bei entsprechender Ausgestaltung der Steuereinheit ein weitgehend automatisierter Ablauf des Verfahrens erreicht werden.Farther can with a corresponding embodiment of the control unit a largely automated procedure can be achieved.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispieles weiter beschrieben. Es zeigen schematisch:The Invention will be further described below with reference to an embodiment. They show schematically:

1 eine perspektivische Darstellung eines Lötkopfes; 1 a perspective view of a soldering head;

2 ein Muster von Strahlersegmenten; und 2 a pattern of radiator segments; and

3 bis 7 jeweils unterschiedlich angesteuerte Untermuster von Strahlersegmenten des Musters nach 2 einer Heizvorrichtung des Lötkopfes nach 1. 3 to 7 respectively differently controlled sub-pattern of radiator segments of the pattern after 2 a heating device of the soldering head after 1 ,

Gemäß 1 weist ein Strahlerkopf 1 wenigstens drei plattenförmige Bauteile 10, 11 und 12 auf. Die unten liegende Trägerplatte 10 ist für die herrschenden Temperaturen ausreichend beständig und vorzugsweise isolierend. Eine oben liegende Isolierdeckplatte 12 ist gleichfalls isolierend und schirmt zugleich unerwünschte Wärmestrahlen ab. Im einfachsten Fall kann der Strahlerkopf 1 auch lediglich die Trägerplatte 10 aufweisen.According to 1 has a radiator head 1 at least three plate-shaped components 10 . 11 and 12 on. The bottom support plate 10 is sufficiently resistant to the prevailing temperatures and preferably insulating. An overhead insulating cover plate 12 is also insulating and at the same time shields unwanted heat rays. In the simplest case, the radiator head 1 also only the carrier plate 10 exhibit.

Die Trägerplatte 10 nimmt auf ihrer Unterseite eine Heizquelle auf, die aus separaten Strahlersegmenten zusammengesetzt ist. Zwischen Trägerplatte 10 und Isolierdeckplatte 12 ist eine Isolierzwischenplatte 11 angeordnet, die beispielsweise auch die Leitungsführung für die Wärmequellen enthalten kann. Die Isolierzwischenplatte 11 dient vorzugsweise der thermischen und elektrischen Isolation gegenüber der Trägerplatte 10. Leitungen zur Versorgung der Heizquelle sind mit 9 bezeichnet.The carrier plate 10 On its underside receives a heat source, which is composed of separate radiator segments. Between support plate 10 and insulating cover plate 12 is an insulating intermediate plate 11 arranged, which may for example also contain the wiring for the heat sources. The insulating intermediate plate 11 preferably serves the thermal and electrical insulation with respect to the carrier plate 10 , Lines for supplying the heat source are designated 9.

Zwischen Trägerplatte 10 und Isolierzwischenplatte 11 ist nicht sichtbar ein Temperaturfühler angeordnet, der Messwerte an eine nicht dargestellte Steuereinheit liefert.Between support plate 10 and insulating intermediate plate 11 is not visible a temperature sensor arranged, which provides readings to a control unit, not shown.

In der Plattenmitte ist eine Ausnehmung 13 zur Einführung einer Pipette o.ä., mit welcher auszulötende Bauteile abgehoben und entfernt werden können.In the center of the plate is a recess 13 for introducing a pipette or similar, with which components to be removed can be lifted off and removed.

Durch Abstandsbolzen 14 kann der Strahlerkopf 1 in einem Gehäuse oder an einem speziellen Träger befestigt werden. Ebenso kann er mit einem beweglichen Geräteteilteil kombiniert sein.By spacers 14 can the spotlight head 1 be mounted in a housing or on a special carrier. Likewise, it can be combined with a movable device subpart.

In den 2 bis 5 ist anhand einer Ansicht der Unterseite der Trägerplatte 10 veranschaulicht, dass die Heizquelle aus mehreren, nebeneinander in einem vorgegebenen Muster zueinander angeordneten Strahlersegmenten 15, 16, 17, 18 zusammengesetzt ist. Innerhalb des Musters ist eine vorgegebene Anzahl der Strahlersegmente 16, 17, 18 unabhängig ansteuerbar, wobei die unabhängig ansteuerbaren Strahlersegmente 16, 17, 18 vorgegebenen Untermustern zugeordnet sind. Das Muster und die Untermuster sind so gewählt, dass die Anordnung der betreffenden Segmente vorgegebenen Lötpunktkonfigurationen von elektronischen Bauteilen entsprechen. Die 1 bis 5 veranschaulichen typische Geometrien der Muster, mit welchen zentral eine typischerweise bis zu 60 × 60 (maximale Bauteilgröße 2 × 2") sowie in der Querachse eine schmale Bauteile mit Standardlängen von bis zu 120 mm erhitzen zu können.In the 2 to 5 is based on a view of the underside of the carrier plate 10 illustrates that the heating source of a plurality of radiator segments arranged side by side in a predetermined pattern to each other 15 . 16 . 17 . 18 is composed. Within the pattern is a predetermined number of radiator segments 16 . 17 . 18 U.N dependent controllable, wherein the independently controllable radiator segments 16 . 17 . 18 are assigned to predetermined sub-patterns. The pattern and the sub-patterns are selected such that the arrangement of the respective segments correspond to predetermined solder-point configurations of electronic components. The 1 to 5 illustrate typical geometries of the patterns, with which centrally one can typically heat up to 60 × 60 (maximum component size 2 × 2 ") and in the transverse axis of a narrow components with standard lengths of up to 120 mm.

2 zeigt das Muster, das aus geradlinigen, L-förmigen und U-förmigen Segmenten 16, 17, 18, zusammengesetzt ist. Diese Segmente sind in dem dargestellten Beispiel zum Teil parallel zueinander angeordnet und zum Teil zu koaxialen Quadraten zusammengesetzt. Die Segmente 16, 17, 18 werden von Heizwendeln gebildet. Alternativ zu Heizwendeln können auch Heizbänder oder leitende Widerstandsflächen verwendet werden. Die Heizleistung ist pro Flächeneinheit homogen. Das Muster ist entlang einer ersten Mittenlinie 2 und einer dazu senkrechten zweiten Mittenlinie 3 symmetrisch. 2 shows the pattern consisting of rectilinear, L-shaped and U-shaped segments 16 . 17 . 18 , is composed. These segments are arranged in the illustrated example, partially parallel to each other and partially assembled into coaxial squares. The segments 16 . 17 . 18 are formed by heating coils. As an alternative to heating coils, heating tapes or conductive resistance surfaces can also be used. The heating power is homogeneous per unit area. The pattern is along a first centerline 2 and a second center line perpendicular thereto 3 symmetrical.

Die Strahlersegmente 16, 17, 18 sind mit einer Steuereinheit verbunden, so dass über die Steuereinheit bestimmt werden kann, welche der Wärmequellen jeweils aktiviert werden. Durch Ansteuerung ausgewählter Segmente 16, 17, 18 können auf diese Weise die Untermuster erzeugt werden, die möglichst genau an vorgegebene Bauelementeabmessungen und Lötpunktekonfigurationen so angepasst sind, dass mindestens die minimal benötigten Wärmeflächen abgedeckt sind. Ein Überlappen über die jeweilige Bauteilgröße hinaus ist vorteilhaft, damit keine kälteren Randzonen entstehen. Kältere Randzonen können zu unterschiedlichen Löttemperaturen führen, durch welche die Qualität der Lötverbindungen beeinträchtigt wird.The radiator segments 16 . 17 . 18 are connected to a control unit, so that via the control unit can be determined which of the heat sources are activated respectively. By controlling selected segments 16 . 17 . 18 In this way, the subpatterns can be generated which are adapted as precisely as possible to predetermined component dimensions and solder point configurations in such a way that at least the minimum required heat surfaces are covered. Overlapping beyond the respective component size is advantageous, so that no colder edge zones arise. Cooler edge zones can lead to different soldering temperatures, which affect the quality of the solder joints.

3 zeigt ein erste derartiges Untermuster 30, bei welchem die in den konzentrischen Quadraten angeordneten Segmente aktiviert sind, so dass eine insgesamt quadratische Fläche beheizt wird. 3 shows a first such sub-pattern 30 in which the segments arranged in the concentric squares are activated, so that a total square area is heated.

Die aktivierten Segmente des Untermusters 30 sind geschwärzt wiedergegeben.The activated segments of the subpattern 30 are rendered blackened.

In 4 gibt ein zweites Untermuster 40 beispielhaft wieder, das praktisch aus allen entlang der ersten Mittenlinie 2 parallel angeordneten Segmenten sowie den Segmenten des innersten Quadrats zusammengesetzt ist. Die Aktivierung ist wieder durch eine Schwärzung symbolisiert ist. Das zweite Untermuster erzeugt eine im wesentlichen rechteckige, gleichmäßig beheizte Fläche.In 4 gives a second subpattern 40 exemplary again, practically all along the first center line 2 composed of parallel segments and the segments of the innermost square. The activation is again symbolized by a blackening. The second sub-pattern creates a substantially rectangular, uniformly heated surface.

5 zeigt ein drittes Untermuster 50, bei dem die parallelen Segmente entlang der zweiten Mittenlinie 3 nur teilweise aktiviert sind, wobei Symmetrie auch zur ersten Mittenlinie 2 hergestellt wird. Eine derartige Konfiguration kann zum Beispiel nicht nur für ein einziges Bauelement verwendet werden, sondern es ermöglicht auch die gleichzeitige Bearbeitung von mehreren Bauelementen nebeneinander. 5 shows a third subpattern 50 in which the parallel segments are along the second centerline 3 are only partially activated, with symmetry also to the first center line 2 will be produced. Such a configuration may not only be used for a single device, for example, but also allows simultaneous processing of multiple devices side by side.

In 6 und 7 sind weitere Beispiele für Muster 60, 70 von Strahlersegmenten veranschaulicht, mit welchem die Bearbeitung einer Leiterplatte mit mehreren Bauteilen in einem Arbeitsgang ermöglicht wird. Die Muster 60, 70 weisen dazu jeweils Untermuster 61, 62 bzw. 71, 72, 73, 74, 75 auf, die den Anschlusskonfigurationen einzelner Bauteile auf der Leiterplatte entsprechen. Untermuster 75 ist dabei beispielsweise für eine Steckerleiste ausgebildet. Diese Beispiele eignen sich insbesondere für das Einlöten und Einkleben von Bauteilen. Die Untermuster können gleichzeitig oder nacheinander in vorgegebener Reihenfolge angesteuert und aufgeheizt werden. Die in den 7 und 8 dargestellten Muster sind im Hinblick auf die oben beschriebenen typischen Bauteilgeometrien noch weiter optimiert.In 6 and 7 are other examples of patterns 60 . 70 illustrated by radiator segments, with which the processing of a multi-component circuit board is made possible in one operation. The sample 60 . 70 each have subpatterns 61 . 62 respectively. 71 . 72 . 73 . 74 . 75 on, which correspond to the connection configurations of individual components on the circuit board. under pattern 75 is designed for example for a connector strip. These examples are particularly suitable for the soldering and gluing of components. The sub-patterns can be controlled and heated simultaneously or sequentially in a predetermined sequence. The in the 7 and 8th The patterns shown are further optimized with regard to the typical component geometries described above.

Claims

Soldering or gluing device for producing and / or breaking connections of electronic components with a printed circuit board, with a radiating head ( 1 ), the several side by side in a given pattern ( 60 . 70 ) fixedly arranged radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ), with a control unit, with which the segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) can be controlled independently of each other, with the control by selecting segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) in the way subpatterns ( 30 . 40 . 50 . 61 . 62 . 71 . 72 . 73 . 74 . 75 ), that the subpatterns ( 30 . 40 . 50 . 61 . 62 . 71 . 72 . 73 . 74 . 75 ) correspond to predetermined solder or adhesive dot configurations of the respective electronic components.

Soldering or gluing device according to claim 1, characterized in that the pattern ( 60 . 70 ) parallel and perpendicular to each other arranged radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) having.

Soldering or gluing device according to claim 1 or 2, characterized in that the pattern ( 60 . 70 ) annularly arranged radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) having.

Soldering or gluing device according to claim 3, characterized in that a plurality of concentrically arranged rings of radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) available.

Soldering or gluing device according to one of the preceding claims, characterized in that the pattern ( 60 . 70 ) symmetrically along a central axis ( 2 . 3 ).

Soldering or gluing device according to one of the preceding claims, characterized in that the pattern ( 60 . 70 ) is point symmetric.

Soldering or gluing device according to claim 5 or 6, characterized in that a symmetrical pattern ( 60 . 70 ) at least one symmetrical subpattern ( 30 . 40 . 50 . 61 . 62 . 71 . 72 . 73 . 74 . 75 ) having.

Soldering or gluing device according to one of the preceding claims, characterized in that the radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) are rectilinear, L-shaped or U-shaped.

Soldering or gluing device according to one of the preceding claims, characterized in that the pattern ( 60 . 70 ) of a plurality of concentrically arranged, annular segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ), wherein the annular segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) consist of rectangles, and that on two opposite sides of the outer rectangle in each case an equal number of segments (parallel to the rectangular legs) arranged ( 15 . 16 . 17 . 18 ) of the same length is present.

Soldering or gluing device according to claim 9, characterized in that the number of segments (parallel to the rectangular bars) ( 15 . 16 . 17 . 18 ) of equal length corresponds to the number of parallel rectangular legs.

Soldering or gluing device according to one of the preceding claims, characterized in that each radiator segment ( 15 . 16 . 17 . 18 ) has the same heating power.

Soldering or gluing device according to one of the preceding claims, characterized in that each radiator segment ( 15 . 16 . 17 . 18 ) consists of a single heat source.

soldering or adhesive device according to claim 12, characterized in that that the heat source is through Resistance and / or induction heating and / or light emission providing the thermal energy.

Soldering or gluing device according to one of the preceding claims. characterized in that the control of each individual, in the radiator head ( 1 ) arranged heat source by the control unit in response to measured values of the heat sources and / or the PCB position is done.

soldering or adhesive device according to one of the preceding claims, characterized characterized in that at least one sensor for detecting the operating parameters the soldering or adhesive device is present.

Soldering or gluing device according to claim 15, characterized in that the sensor between a radiator plate ( 10 ) and an insulating plate ( 12 ) is arranged.

Soldering or gluing device according to one of the preceding claims, characterized in that the radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) consist of heating coils.

Soldering or gluing device according to one of the preceding claims, characterized in that the radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) are operated with low voltage.

Soldering or gluing device according to claim 17 or 18, characterized in that the radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) Have heating coils with different lengths, wherein the shorter heating coils to the extent larger diameter than the longer heating coils, so that the different lengths resulting different resistances and benefits of the heating coils are compensated by the changed diameter and another adjusted low voltage again.

Soldering or gluing device according to claim 17 or 18, characterized in that the radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) Have heating coils with different lengths, the resulting different resistances and powers of the heating coils are compensated by a respective other adapted low voltage again.

Soldering or gluing device according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation head ( 1 ) at least one support plate containing wells and heat sources ( 10 ) consists.

Soldering or gluing device according to one of the preceding claims, characterized in that the radiation head ( 1 ) an insulating cover plate ( 12 ) as well as holding and / or fastening parts.

Soldering or gluing device according to one of preceding claims, characterized in that the radiation head ( 1 ) at least one breakthrough ( 13 ) for receiving a vacuum pipette.

Soldering or gluing method using a soldering or gluing device according to one of the preceding claims, characterized by the following steps inserting a substrate with components positioned on the surface into a receiving and / or holding device, arranging the emitter head ( 1 ) of the soldering or gluing device above the substrate in a soldering and / or desoldering position or in an adhesive and / or detacking position, generation of at least one subpattern adapted to the soldering or adhesive dot configuration of the substrate ( 30 . 40 . 50 . 61 . 62 . 71 . 72 . 73 . 74 . 75 ) by driving selected radiator segments ( 15 . 16 _; 17 . 18 ) by means of the control unit.

Soldering or gluing method according to claim 24, characterized in that simultaneously and / or temporally successively several subpatterns ( 30 . 40 . 50 . 61 . 62 . 71 . 72 . 73 . 74 . 75 ) are generated by control by means of the control unit.

Soldering or bonding method according to claim 24 or 25, characterized in that the control unit in the radiator head ( 1 ) arranged radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) and thus square and / or rectangular and / or arcuate and / or circular subpatterns ( 30 . 40 . 50 . 61 . 62 . 71 . 72 . 73 . 74 . 75 ) can be generated.

Soldering or gluing method according to any one of claims 24 to 26, characterized in that the control unit the radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) as a function of measured values determined by sensors.

Soldering or bonding method according to one of claims 24 to 27, characterized in that the control unit the radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) as a function of position information of the radiation head ( 1 ) and / or the radiator segments ( 15 . 16 . 17 . 18 ) and / or the substrate controls.