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DE3722725A1 - Geheizter stempel - Google Patents

Geheizter stempel

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DE3722725A1
DE3722725A1 DE19873722725 DE3722725A DE3722725A1 DE 3722725 A1 DE3722725 A1 DE 3722725A1 DE 19873722725 DE19873722725 DE 19873722725 DE 3722725 A DE3722725 A DE 3722725A DE 3722725 A1 DE3722725 A1 DE 3722725A1
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Description

Die Erfindung besteht aus einem oder mehreren die Wärme abgebenden Stempeln zum Erwärmen eines oder mehrerer Teile, wie es für zum Wärmebehandeln eines oder mehrerer anderer Teile und für Aufgaben zum Verbinden von Teilen z.B. durch Schweissen, Löten oder Kleben verwendet wird. Dieser Stempel ist mit einem oder mehreren Haltern ausgeführt und kann beweglich oder starr in einer Vorrichtung montiert sein.
Die Wärme kann entweder durch Strahlung oder durch einen durch Krafteinwirkung entstehenden direkten thermischen Kontakt auf eines oder auf mehrere Teile abgegeben werden oder mit/über einem weiteren Medium, so z.B. ein den Wärmebehandlungsvorgang fördernden Flussmittel oder anderen Flüssigkeit.
Ferner kann ein derartiger Stempel entweder zeitlich kontinuierlich seine Wärme abgeben oder durch verschiedene äussere Kriterien für eine bestimmte Zeit auf eine Temperatur geheizt werden. Dies ist üblicherweise z.B. bei Erreichen der voreingestellten Kraft der Fall. Weitere Angaben sind in dem Fachartikel "Elektronik Heft 25/1986 Seite 57" und "Heft4/82, Seite 95" aufgeführt.
Verschiedene Verfahren sind bekannt, um einen derartigen Stempel auf eine voreinstellbare Temperatur zu heizen. Hier seien ein heisses Gas als thermische Energiequelle erwähnt und auch ein zusätzlicher elektrisch geheizter Widerstand, der seine Wärme auf diesen Stempel abgeben kann. Auch Strahlungwärme ist für dieses Verfahren geeignet.
Für das hier beschriebene Verfahren ist besonders die direkte Erwärmung durch einen elektrischen Strom vorteilhaft, der durch den Stempel fliesst. Damit wird eine impulsweise Erwärmung bekannterweise besonders einfach möglich und die Zeit für den Temperaturanstieg an der die Wärme abgebenden Fläche erheblich reduziert.
Ein bekannter Stempel (2 848 519) besteht aus einem Heizwiderstand in der mechanischen Grundform eines "U"s, wobei zwei oder mehr angeschraubte oder angeschweisste Halter die die Wärme abgebende Fläche mechanisch halten und auch gleichzeitig zum Zuführen des für Heizung erforderlichen Stromes dienen. Ein derartiger Stempel kamn z.B. aus Blech gebogen sein (P31 44 048.7, P 31 37 859.5 und P31 37 860.9), oder aber aus einem vollen Material ausgearbeitet werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, besonders mehrere Verbindungen gleichzeitig durch Lot oder Kleber oder ähnlichen Materialien mit einem solchen geheizten Stempel herzustellen, wobei die Bildung von Brücken durch Lot oder anderen Materialien zwischen normalerweise getrennt voneinander angeordneten und vorzugsweise in einem Arbeitsgang zu verbindenden Teile verhindert wird. Dadurch kann die Toleranz der Menge der für die Teile vorhandenen "Verbindungsmaterialien", wie Lot erheblich vergössert werden, was auch die Ausbeute erhöht.
Üblicherweise werden derartige Verbindungen hergestellt mit einer ebenen/planen, die Wärme abgebenden Fläche. Dadurch kann überschüssiges Lot oder ähnliches verbindendes Material ungehindert zu eng benachbarten Teilen dringen und sich unerwünscht verteilen und unerwünschte Verbindungen untereinander herstellen. Dieses bekannte Verfahren begrenzt die Toleranzen der anzuwendenden Verbindungsmaterialien und deren Mengen und vergrössert die erforderlichen Abstände der nebeneinander angeordneten gleichzeitig zu verbindenden Teile.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die die Wärme abgebende Fläche oder Flächen des Stempels mit Stegen oder identischer Formgebung zur Trennung der Verbindungsmaterialien zwischen den einzelnen zu verbindenden oder wärmebehandelnden Teilen ausgestattet ist. Dadurch wird verhindert, dass sich die vorhandenen Verbindungsmaterialien - wie Lot - zwischen eng benachbarten Verbindungen ausbreiten und Teile kurzschliessen können. Diese Stege können erfindungsgemäss auch aus einem anderen, das Verbindungsmaterial abstossende Material bestehen oder/und/auch gleichzeitig aus einem die Wärme schlecht leitendem Material bestehen oder beschichtet werden, sodass die Temperatur hier geringer sein kann als an der die Wärme abgebenden Fläche. Dies kann erfindungsgemäss auch durch - Formgebung der Stege erreicht werden (3, 3 a, 3 b, 15).
Auch kann die kontrollierte Temperatur an den Stegen anders als an den die Wärme abgebenden Flächen gewählt werden, so höher und auch tiefer sein. Die Wärmebehandlung wird dadurch beeinflusst. So kann durch eine höhere Temperatur z.B. das Lot dort zuerst schmelzen und wird von dieser Stelle hinwegbewegt (21, 24).
Die nachfolgenden Abbildungen zeigen diesen Verbindungsvorgang mit den das Lot oder ähnlichen Materialien trennenden Stegen.
In Fig. 1 stellt 1 den durch direkten Stromfluss geheizten Stempel mit der die Wärme abgebenden Fläche 1 a dar, der die Stege 3 aufweist. Der Stempel wird durch Halter 2 mit den der Heizung dienenden Strom und der mechanischen Aufnahme verbunden, die hier nicht dargestellt sind. Fig. 2 mit 3 a und 3 b und Fig. 6 sind weitere Ausführungsformen der Stege.
4 ist die an den Verbindungsstellen entfernte Isolation der z.B. litzenartig angeordneten Teile/Drähte, die mit dem auf der Leiterbahn aufgetragenem Lot 8 verbunden werden sollen. Hierbei kann es sich um eine Leiterplatte oder um einen Stecker oder ähnliche Bauteile handeln, mit denen dieses Flachkabel 4, 5, 6 verbunden werden soll. 6 stellt Stege z.B. einer Isolation dar, die üblicherweise die Litzendrähte 5 mit definiertem Abstand zueinander halten und gleichzeitig positionieren.
Für diese Anwendungen können hier mit dem Stempel mit den erfindungsgemässen Stegen mit einem besonders kleinen Raster 9 von z.B. nur 1,27mm Abstand mit grosser Ausbeute hergestellt werden. Üblicherweise sind natürlich die Toleranzen des aufgetragenen Lotes kritisch. Bei diesem erfindungsgemäss dargestellten Verfahren reicht die dargestellte aufgetragene Menge an Lot für den Verbindungsvorgang aus. Werden grössere Mengen Lot 10 angeboten oder die Drähte nicht zentrisch auf dem auf der Platte 13 angeordneten Leitern 7 mit dem Lotauftrag 8 positioniert, so können ohne die dargestellten Stege leicht Kunzschlüsse zu den anderen Leiterbahnen entstehen. 10 verdeutlicht eine derartige kritische Stelle, wo die das Lot trennenden Stege (3, 3 a, 3 b, & Fig. 6) den Kurzschluss untereinander verhindern.
Fig. 2 zeigt den Verbindungsvorgang während der Temperaturabgabe. 11 ist der durch den Stromfluss geheizter Stempel, während 12 die auf die zu verbindenden Teile einwirkenden Kräfte darstellt. Die vorhandene grössere Lotmenge 10 wird durch den Steg 3 daran gehindert, mit den benachbarten Leiterbahnen eine unerwünschte Verbindung/Kurzschluss herzustellen. Ähnlich sieht dies aus, wenn die Litzendrähte 5 einzeln oder gemeinsam nicht zentrisch auf dem Leiter 7 positioniert sind.
Fig. 3 zeigt verschiedene Ausführungsformen der Stege 3. So kann ein von dem Stempel 1 unterschiedliches Material 12 zu der die Wärme abgebenden Fläche 1 a den Steg 3 bilden. Dieses Material kann auf die Heizfläche montiert oder durch Formschluss 14 mit ihr zusätzlich verbunden sein. Erfindungsgemäss kann dieser Steg auch aus einem das Lot oder anderem Material abweisenden Material 12 bestehen, so aus Keramik oder PTFE. Auch kann es aus einem elektrisch und/oder thermisch unterschiedlich leitendem Material bestehen. Ferner kann die Wärmeleitfähigkeit des Steges 3 durch geeignetes Material oder durch Formgebung 15 so reduziert werden, dass das zu trennende Lot 8 eine geringere Temperatur als an den Verbindungsstellen aufweist und auch dadurch lotabweisend die Kurzschlussgefahr verringert wird.
Eine weitere Möglichkeit nach Bild 6 besteht darin, dass ein oder mehrere Stege 3 die Metallisierung 7 nahezu oder ganz berühren 25 und dadurch den möglichen Fluss der Wärme und damit des Lotes 8 teilen bzw. in die gewünschte Richtung bewegen.
Auch kann der oder die Stege durch Formgebung des Stempels hergestellt werden. Hierdurch kann auch die Temperatur des oder der Stege beeinflusst werden. Fig. 6 zeigt mögliche Ausführungsformen. So kann die Fläche 21 an dem Steg 24 einen mechanisch unterschiedlichen Querschnitt haben, um die durch den elektrischen Strom entstehende Temperatur zu beeinflussen. Diese Fläche 21 kann auch mit der der/den zu behandelnden Teilen einen direkten thermischen Kontakt 23 herstellen, sodass der Wärmeübergang beeinflusst werden kann.
Ferner kann die Fläche 21 noch einen weiteren Steg 22 aufweisen, um zusätzlich eine das Verbindungsmedium trennende Fläche zu bilden.
Ferner kann die Fläche 26 zwischen den Stegen noch durch Formgebung mit Rundungen ausgeführt werden, um die Teile 5 besser zu führen und das Positionieren zu erleichtern.
Fig. 4 zeigt eine praktische Ausführung einer derartigen Anordnung. Die Isolation 4 ist von den Drähten 5 soweit entfernt worden, dass sie die Verbindungsstellen für den Lötvorgang freilegt, die Enden jedoch noch zusammenhält.
1 stellt hier den Stempel dar, der ein oder mehrere Stege 3 aufweist. Dieser Stempel ist mit den Haltern 2 verbunden. 7 sind die elektrischen Anschlüsse z.B. auf einer Leiterplatte oder einem elektrischen Anschlusstecker 13, die mit Lot 8 plattiert sind. 21 stellen die mechanischen Linien dar, die die einzelnen Positionen für den Verbindungsvorgang erfüllen. In Fig. 5 sind 20 fertig gelötete Verbindungen auf der Leiterplatte. 18 ist eine zusätzliche mögliche Klammer, um das aufgelötete Flachkabel in seiner Position zu halten und gegenüber möglichen seitlichen Belastungen zu sichern.

Claims (17)

1. Geheizter Stempel 1 mit einer die Wärme abgebenden Fläche 1 a, mit einem oder mehreren Haltern 2, dadurch gekennzeichnet, dass an der/die die Wärme abgebenden Fläche(n) 1 a Stege 3, 3 a, 3 b, 12, 15, 21/24, 22 angeordnet sind.
2. Stempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege durch Formgebung aus dem gleichen Material wie der Stempel hergestellt sind.
3. Stempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass Stempel und Stege aus einem Stück ausgearbeitet sind.
4. Stempel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege auf die die Wärme abgebende Fläche aufgesetzt sind.
5. Stempel nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege mit Formschluss in den Stempel eingearbeitet sind.
6. Stempel nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, die Stege mit einer das Verbindungsmaterial abweisenden Schicht überzogen sind oder daraus bestehen.
7. Stempel nach Anspruch 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege eine von der die Wärme abgebenden Fläche unterschiedliche Temperatur aufweisen.
8. Stempel nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege in den elektrischen Stromfluss zum Heizen des Stempels mit einbezogen werden und hierdurch die Temperatur auch der Stege beeinflusst wird (23, 24).
9. Stempel nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege so geformt werden, dass sie gleichzeitig die Teile führen können oder sie für die Positionierung unterstützen (26).
10. Stempel nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege eine zusätzliche Führungsrippe (22) aufweisen, um das Verbindungsmaterial zu trennen.
11. Stempel nach Anspruch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, der oder die Stege auch auf den Teilen 7 oder 13 direkten Kontakt haben können.
12. Stempel nach Anspruch 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, der Stempel mit den Stegen eine Impulsheizung aufweist und erst wieder nach Erkalten von den wärmebehandelten Teilen abhebt.
13. Stempel nach Anspruch 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, Stege und Stempel aus unterschiedlichen Energiequellen gespeist werden.
14. Stempel nach Anspruch 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, Stege und Stempel unterschiedlich lange Zeiten erwärmt werden.
15. Stempel nach Anspruch 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, ein zusätzliches Medium zum Übertragen der Wärme auf die Teile verwendet wird, so. z.B. Flussmittel.
16. Stempel nach Anspruch 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, die Parallelität des Stempels zu den Teilen entlang seiner längeren Ausdehnung automatisch ausgeglichen wird.
17. Stempel nach Anspruch 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Verbindungs/Behandlungsvorgang durch Wärme eine Zusatzkühlung eingeschaltet wird.
DE19873722725 1987-07-09 1987-07-09 Geheizter stempel Ceased DE3722725A1 (de)

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