DE4414560A1 - Spraying and full-area or partial application of liquids - Google Patents
Spraying and full-area or partial application of liquidsInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerstäuben und flächigen oder partiellen Auftragen von Flüssigkeiten, insbesondere zum Auftragen von Flußmitteln auf bestückte Leiterplatten in Wellenlötanlagen zum Entfernen von organischen und anorganischen Restprodukten vor dem Lötprozeß.The invention relates to a method and Device for atomizing and flat or partial application of liquids, in particular for the application of fluxes on assembled Printed circuit boards in wave soldering systems for removing organic and inorganic residual products before Soldering process.
Bekannt sind Verfahren und Vorrichtungen, die entweder die Flüssigkeit in einem geschlossenen System durch Gasdruck oder in einem offenen System durch Unterdruck (Vergaserprinzip) an eine Düse fördern und die austretende Flüssigkeit mittels Ultraschall zerstäuben. Bei weiteren bekannten Lösungen wird die Flüssigkeit durch eine Pumpe zur Düse gefördert und mittels Druckgase zerstäubt. Weitere Varianten arbeiten ohne Düsen und spritzen mittels Druckluft Flußmittel aus einem durch eine Flußmittelwanne rotierendes zylindrisches Sieb bzw. erzeugen einen Nebel durch Abspritzen von Flüssigkeiten einer Bürste an einen Rakel.Methods and devices are known which either the liquid in a closed System by gas pressure or in an open system by vacuum (carburetor principle) to a nozzle promote and the escaping liquid by means of Atomize ultrasound. In other known The liquid is converted into solutions by a pump Conveyed nozzle and atomized by means of compressed gases. Other variants work without nozzles and spray using compressed air flux from a through a Flux pan rotating cylindrical sieve or create a mist by hosing down Liquids from a brush on a squeegee.
Das Auftragen von geschäumten Flußmitteln in Schaumfluxern ist z. B. aus der DE-OS 39 41 069, bei der ein Fluxtrichter zur Erzeugung eines feinporigen Schaumes und einer konstanten Schaumkrone vorgesehen ist, bekannt.The application of foamed flux in Foam flux is e.g. B. from DE-OS 39 41 069, where a flux funnel is used to generate a fine-pored foam and a constant Foam crown is known.
Aus der DE 34 27 004 ist eine Vorrichtung zum Aufbringen von Flußmittel auf die Unterseite von mit Lötverbindungen zu versehenden Werkstücken bekannt, bei der zur Vermeidung von Rückstandsbildungen durch zuviel aufgetragenes Flußmittel hinter der Fluxerdüse eine gesonderte Absaugvorrichtung angeordnet ist, die überschüssiges Flußmittel von der Unterseite der Leiterplatte absaugt. DE 34 27 004 describes a device for Applying flux to the bottom of with Known soldered connections to workpieces in order to avoid the formation of residues due to too much flux applied behind the Fluxer nozzle a separate suction device is arranged, the excess flux of the bottom of the circuit board.
Die bekannten Lösungen haben den Nachteil, daß beim Schäumen durch die fortwährend durchströmte Luft das Flußmittel zwangsläufig mit Feuchtigkeit angereichert wird und diese innerhalb kurzer Zeit unbrauchbar und als Chemieabfall entsorgt werden. Bei der Verwendung von Fluxerdüsen tritt außerdem der Nachteil auf, daß diese sich relativ schnell zusetzen und nur schwer zu reinigen sind.The known solutions have the disadvantage that when Foaming through the continuously flowing air the flux inevitably with moisture is enriched and this within a short time unusable and disposed of as chemical waste. When using fluxer nozzles also occurs the disadvantage of that this turns out relatively quickly clog and are difficult to clean.
Das Versprühen von Flußmitteln mit den bisher bekannten Einrichtungen führt zu relativ hohen Verbräuchen. Diese Systeme sind offen, d. h. durch den Rücklauf des Flußmittels wird eine endliche Zeit benötigt, ehe ein definiertes Sprühergebnis erzielt wird. Sie können deshalb nicht für den Start-/Stopp-Betrieb genutzt werden.The spraying of flux with the previously known facilities leads to relatively high Consume. These systems are open, i. H. by the flux return becomes finite It takes time before a defined spray result is achieved. You can therefore not for the Start / stop operation can be used.
Durch Harze und Salze verschmutzen die Düsen, was zu Funktionsstörungen und folglich zu Lötfehlern führen kann. Deshalb werden oft aufwendige Düsenreinigungssysteme verwendet.Resins and salts contaminate the nozzles, causing too Malfunctions and consequently soldering errors can lead. Therefore, they are often elaborate Nozzle cleaning systems used.
Einrichtungen zur Zerstäubung mittels Ultraschall bzw. die als Trägermittel hochreine Druckluft verwenden, sind sehr kostenaufwendig.Ultrasonic atomization devices or the highly pure compressed air as a carrier use are very expensive.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zerstäuben und flächigen oder partiellen Auftragen von Flüssigkeiten, insbesondere zum Auftragen von Flußmitteln auf bestückte Leiterplatten in Wellenlötanlagen zum Entfernen von organischen und anorganischen Restprodukten vor dem Lötprozeß zu schaffen, die die Nachteile vorbekannter Verfahren und Einrichtungen beseitigt und für den Start-/Stopp-Betrieb, d. h. ein Zerstäuben und Auftragen erfolgt nur wenn eine Leiterplatte sich über der Düse befindet, geeignet ist.The object of the invention is a method and Device for atomizing and flat or partial application of liquids, in particular for the application of fluxes on assembled Printed circuit boards in wave soldering systems for removing organic and inorganic residual products before Soldering process to create the disadvantages Known procedures and facilities eliminated and for start / stop operation, d. H. a Spraying and application takes place only if one PCB is above the nozzle, suitable is.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der Flüssigkeitsnebel ausschließlich durch den Austritt der Flüssigkeit aus der Düse unter hohem Druck durch Druckwellen in der Flüssigkeit selbst ohne weitere Hilfsenergie wie Ultraschall oder Gas erzeugt wird.According to the invention the object is achieved in that the liquid mist only through the Liquid escapes from the nozzle under high Pressure caused by pressure waves in the liquid itself without additional auxiliary energy such as ultrasound or gas is produced.
Die Erzeugung der Druckwellen in der Flüssigkeit selbst erfolgt durch schlagartiges Schließen der mit einem Vordruck beaufschlagten zur Düse führenden Leitung.The generation of pressure waves in the liquid itself is done by suddenly closing the with a pre-pressurized leading to the nozzle Management.
Durch das kurzzeitige, schlagartige Schließen erfolgt eine Druckerhöhung im System, was zum Abspritzen der Flüssigkeit aus der Düse führt. Der Austrittsdruck aus der Düse beträgt kurzzeitig über 10 bar, so daß sich die Düse immer selbst reinigt. Die Flüssigkeit wird sofort nach dem Öffnen der Düse versprüht, so daß an Konturen der zu besprühenden Fläche an- oder abgeschaltet werden kann. Der Flüssigkeitsverbrauch wird dadurch erheblich gesenkt.Because of the short, sudden closing there is an increase in pressure in the system, which leads to Spraying the liquid out of the nozzle leads. The outlet pressure from the nozzle is brief over 10 bar, so that the nozzle is always self cleans. The liquid is immediately after opening sprayed the nozzle, so that the contours of the spraying surface can be switched on or off can. The fluid consumption is thereby significantly reduced.
Die Ein- oder Abschaltung des Flüssigkeitsnebels wird durch Sensoren, die z. B. die Vorder- bzw. Hinterkante der Leiterplatte erfassen, gesteuert.Switching the liquid mist on or off is by sensors that z. B. the front or Detect the rear edge of the circuit board, controlled.
Die Vorrichtung besteht aus einer zwischen zwei Begrenzungen verfahrbaren Düse, einer Hydraulikeinheit zur Erzeugung eines ständig anliegenden Vordruckes und zum schlagartigen Schließen der zur Düse führenden Leitung, einer Steuereinheit und einem Vorratsbehälter für die zu zerstäubende Flüssigkeit. Die Hydraulikeinheit ist über eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung mit dem Vorratsbehälter verbunden. In einer weiteren Ausgestaltung sind quer zur Fördereinrichtung mehrere Düsen in Reihe angeordnet. Die Düsen sind einzeln ansteuerbar. Es werden nur jeweils die Düsen angesteuert, die durch die zu besprühende Fläche überstrichen werden.The device consists of one between two Limits moving nozzle, one Hydraulic unit to generate a constantly attached form and for the sudden Closing the line leading to the nozzle, one Control unit and a storage container for the too atomizing liquid. The hydraulic unit is connected via a flow and a return line connected to the reservoir. In another Design are transverse to the conveyor several nozzles arranged in a row. The nozzles are individually controllable. Only the nozzles are used controlled by the area to be sprayed be painted over.
Die Fördermenge und weitere Parameter des Flüssigkeitsnebels, wie Tröpfchengröße und -dichte werden ausschließlich durch die Druckwellen bestimmt. Der Flüssigkeitsnebel läßt sich ohne Verzögerungen ein- und abschalten.The delivery rate and other parameters of the Liquid mists, such as droplet size and density are caused solely by the pressure waves certainly. The liquid mist can be used without Switch delays on and off.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.An embodiment of the invention is in the Drawing shown and will be closer in the following described.
Die Figur zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Löteinrichtung.The figure shows the basic structure of a Soldering device.
Die Löteinrichtung zur Lötplattenfertigung besteht im wesentlichen aus einer Fördereinrichtung 2, einer Vorwärmzone 9, einer Lötzone 10 und einer Zone zum Auftragen des Flußmittels auf die Leiterplatte. Im Bereich der Flußmittelauftragezone ist unterhalb der Fördereinrichtung 2 eine Düse 3 zur Erzeugung des Flußmittelnebels und oberhalb dieser ein Sensor 11 zur Erfassung der Vorder- bzw. Hinterkante der Leiterplatte 1 angeordnet. Die Düse 3 ist über eine Leitung mit der Hydraulikeinheit 4 verbunden. Ausgesteuert wird die Hydraulikeinheit 4 von der Steuereinheit 8, die mit dem Sensor 11 verbunden ist. Der Behälter 5 für das Flußmittel ist über eine Vorlauf- und eine Rücklaufleitung 6 und 7 mit der Hydraulikeinheit 4 verbunden.The soldering device for the manufacture of soldering plates essentially consists of a conveyor 2 , a preheating zone 9 , a soldering zone 10 and a zone for applying the flux to the printed circuit board. In the area of the flux application zone, a nozzle 3 for generating the flux mist and a sensor 11 for detecting the front and rear edge of the printed circuit board 1 are arranged below the conveyor device 2 . The nozzle 3 is connected to the hydraulic unit 4 via a line. The hydraulic unit 4 is controlled by the control unit 8 , which is connected to the sensor 11 . The container 5 for the flux is connected to the hydraulic unit 4 via a feed and a return line 6 and 7 .
Beim Transport der Leiterplatte 1 auf der Fördereinrichtung 2 wird die Vorderkante durch den Sensor 11 erfaßt.When the circuit board 1 is transported on the conveyor 2 , the front edge is detected by the sensor 11 .
Dieser gibt ein Signal an die Steuereinheit 8, die die Hydraulikeinheit 4 aussteuert. Die Düse 3 befindet sich in einer Endstellung, d. h. einer der seitlichen Begrenzung der Leiterplatte 1.This gives a signal to the control unit 8 , which controls the hydraulic unit 4 . The nozzle 3 is in an end position, ie one of the lateral limits of the printed circuit board 1 .
Die Leitung zwischen der Düse 3 und dem Behälter 5 wird schlagartig verschlossen. Dadurch wird ein Druck in der Leitung aufgebaut, der zum Abspritzen des Flußmittels an der Düse 3 und damit zu dessen Zerstäubung führt. Die Düse 3 wird in die nächste Position verfahren und der Vorgang Verschließen der Leitung, Druckaufbau und Abspritzen und Zerstäuben des Flußmittels wiederholt sich. The line between the nozzle 3 and the container 5 is closed suddenly. As a result, a pressure is built up in the line, which leads to the spraying off of the flux at the nozzle 3 and thus to its atomization. The nozzle 3 is moved into the next position and the process of closing the line, building up pressure and spraying and atomizing the flux is repeated.
Dies erfolgt solange, bis die Düse 3 die zweite seitliche Begrenzung erreicht hat. Durch das Hin- und Herverfahren der Düse 3 über die gesamte Breite der Leiterplatte 1 und den Transport durch die Fördereinrichtung 2 erfolgt ein Besprühen der gesamten Fläche mit Flußmittel.This continues until the nozzle 3 has reached the second lateral limit. By moving the nozzle 3 back and forth across the entire width of the printed circuit board 1 and transporting it through the conveyor 2 , the entire surface is sprayed with flux.
Mit dem Erfassen der hinteren Kante der Leiterplatte 1 wird das Besprühen durch die Düse 3 durch Abschalten der Hydraulikeinheit 4 beendet. Aufgrund des ständigen Anliegens eine Vordruckes an der Düse 3 kann kein Absacken der Flüssigkeitssäule erfolgen. Dadurch kann jederzeit ein definiertes Sprühergebnis erzielt werden, d. h. mit dem Erfassen der nächsten Leiterplatte kann sofort wieder mit dem Besprühen begonnen werden.With the detection of the rear edge of the printed circuit board 1 , the spraying through the nozzle 3 is ended by switching off the hydraulic unit 4 . Due to the constant application of a pre-pressure to the nozzle 3 , the liquid column cannot sag. This means that a defined spraying result can be achieved at any time, ie spraying can be started again immediately when the next circuit board is detected.
Das hat den Vorteil, daß ein Besprühvorgang nur ausgelöst wird, wenn sich oberhalb der Düse 3 auf der Fördereinrichtung 2 eine Leiterplatte 1 befindet. Durch die Möglichkeit der Dosierung über die Förderpumpe, das Ein- und Abschalten des Besprühvorganges ergibt sich eine Verringerung des Verbrauches an Flußmittel.This has the advantage that a spraying process is only triggered when a printed circuit board 1 is located above the nozzle 3 on the conveyor 2 . The possibility of dosing via the feed pump, switching the spraying process on and off results in a reduction in the consumption of flux.
Claims (4)
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