Eine optimimierte und kompakte Lötwerkzeug-Generation

Effzient und wirtschaftlich

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Im Zeichen ständig höherer Anforderungen in der Elektronikfertigung sind auch Lötwerkzeuge Objekte ständiger Verbesserungen. Selbst die oftmals unbeachtete Lötspitze ist jetzt in den Mittelpunkt des Interesses gerückt.

Man benötigt effiziente, schnell aufheizende Lötwerkzeuge, die noch genügend Wärmekapazität haben, um mit niedrigen Arbeitstemperaturen bauteil- und substratschonend zu arbeiten. Ein schneller Spitzenwechsel ist wichtig, weil wegen limitierter Arbeitsplätze oder aus Kostengründen ein zweites Lötwerkzeug nicht vorhanden ist. Wirtschaftlichkeit ist mit entscheidend, die Kosten für Lötspitzen wirken sich hier wesentlich aus.

Schnelle Aufheizzeit wird erreicht, indem man das Heizelement direkt in die Lötspitze integriert, alternativ kann man in die Spitze einen Silber-Wärmeleitkern integrieren. Ein Luftspalt zwischen Heizelement und Lötspitze ist zwingend notwendig, denn die Materialen weisen unterschiedliche Wärmeausdehnungen auf. Ansonsten könnte man die Spitze in warmem Zustand nicht wechseln oder sie würde festbrennen. Dieser Spalt wirkt sich negativ auf das thermodynamische Verhalten aus, da die Wärmeübertragung per Konvektion und Wärmestrahlung erfolgt. Integrierte Heizung oder Wärmeleitkern beeinflussen dies zwar positiv, doch sie erhöhen die Kosten erheblich, weil mit dem Spitzenwechsel intakte Teile (Heizung oder Wärmespeicherkern) ausgetauscht werden müssen.
Man kann also folgende Anforderungen formulieren:
• Hohe Wirtschaftlichkeit durch geringe Wartungskosten (Lötspitzen)
• Hohe Effizienz und schnelle Aufheizzeit (Rüstzeit)
• Sicherer und schneller Spitzenwechsel auch bei heißer Lötspitze (Arbeitssicherheit)
• ESD/EGB-sicher hoch- oder nieder-
ohmig
• Ergonomisches Design
Diese Anforderungen soll die Lötstation-Generation Weller 80 W in in der Fertigung, am Reparaturplatz oder im Labor kostengünstig und zuverlässig erfüllen. Unter den Punkt Wirtschaftlichkeit fällt, daß eine patentierte Konstruktion mit den gleichen Vorteilen wie eine integrierte Heizung ermöglicht, daß nur der verschlissene Teil der Lötspitze ausgetauscht werden muß. Dadurch ist der Kupferverschleiß auf ein Minimum reduziert und die Herstellung durch einfache Gestaltung der Lötspitzen optimiert (reduzierte Kosten). Die Wartungsaufwendungen sind also niedrig.
Zum Thema Effizienz und schnelle Aufheizzeit ist anzumerken, daß eine Silberbuchse im Heizelement ermöglicht, eine Heizung von 80 W auf engstem Raum (6 mm Durchmesser, 27 mm Länge) erstmalig ohne Überhitzung des Heizleiters zu übertragen. Aufgrund der besseren Wärmeleitfähigkeit von Silber im Vergleich zu Kupfer oder Stahl wird die Energie rasch zur Lötspitze geführt. Die Spitze ist flächenbündig, ohne Luftspalt, mit der Spitzenhülse gegen die Stirnfläche des Heizelements gepreßt, das gewährleistet eine optimale Wärmeübertragung. Die Wärmeausdehnung von Lötspitze und Heizelement kann vernachlässigt werden. Der Luftspalt zwischen Heizelement und Spitzenhülse hat einen isolierenden Effekt, der eine übermäßige Wärmeabstrahlung des Heizelements verhindert. Der Temperaturfühler ist in geringem Abstand zur Stirnfläche des Heizelements plaziert, das ermöglicht eine präzise und schnelle Temperaturerfassung und wirkt sich positiv auf den Wärmenachschub aus.
Weil das Heizelement eine geschlossene Einheit darstellt, lassen sich Spitzen schnell und sicher wechseln. Sie können auch im heißen Zustand gewechselt werden. Durch den flächenbündigen Wärmeübergang wird die eingesetzte Spitze in wenigen Sekunden auf Betriebstemperatur erwärmt. Wegen der Arbeitssicherheit weist die Spitzenhülse eine wärmeisolierende Kunststoffmutter auf. Falls gewünscht, lassen sich die Lötspitzen mit einem Sicherungsring versehen, um ein Herausfallen zu vermeiden.
Der Lötkolben ist mit einer flexiblen, leitfähigen und temperaturbeständigen Silikonleitung ausgerüstet, um elektrostatische Aufladung durch Ladungstrennung (Reibung) auszuschließen. Zudem leitet die Oberfläche des Handgriffs Ladung ab und gleicht Potentialunterschiede aus. Die Lötspitzenmasse kann direkt über das Steuergerät, je nach Beschaltung hoch- oder nierderohmig, in ESD/EGB-Schutzmaßnahmen integriert werden. Auch die Ergonomie des Werkzeugs ist ein wichtiges Qualitätsmerkmal. Die kompakte Bauweise ermöglicht, in kleinen Geräten oder unter ungünstigen Platzverhältnissen auf Boards zuverlässig zu löten, auch bei hoher Wärmeableitung
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