DE102014117617A1

DE102014117617A1 - Lötvorrichtung

Info

Publication number: DE102014117617A1
Application number: DE102014117617.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Reinhardt; Thomas Schlembach; Markus Walter
Original assignee: Seho Systemtechnik GmbH
Current assignee: Seho Vermoegensverwaltungs & Co Kg De GmbH
Priority date: 2014-12-01
Filing date: 2014-12-01
Publication date: 2016-06-02
Anticipated expiration: 2034-12-02
Also published as: DE102014117617B4

Abstract

Erfindungsgemäß ist eine Lötvorrichtung vorgesehen umfassend eine Prozesskammer mit einer Fördereinrichtung zum Befördern von zu lötenden Baugruppen, wobei in der Prozesskammer eine Prozessgasatmosphäre vorliegt, und eine UV-Beleuchtungseinrichtung zum Reinigen der Prozessgasatmosphäre.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lötvorrichtung und ein Lötverfahren.
Beim Löten werden im Wesentlichen zwei Verfahren unterschieden. Bei dem einen Verfahren werden Lot und Wärme gleichzeitig eingebracht (Wellen- oder Schwalllöten), beim zweiten Verfahren handelt es sich um Reflow-Löten bei dem Lot und Wärme separat eingebracht werden.
Ein Beispiel für ein Lötverfahren bei dem Lot und Wärme gleichzeitig eingebracht werden ist das Wellen- oder Schwalllöten, mit dem elektronische Baugruppen halb- oder vollautomatisch nach dem Bestücken gelötet werden. Hierbei wird eine Lötseite einer Leiterplatte zunächst in einem Fluxer mit einem Flussmittel benetzt. Danach wird die Leiterplatte mittels Konvektionsheizung, Wendelheizung oder Infrarot-Strahlern vorgeheizt. Anschließend wird die Baugruppe über eine oder mehrere Lötwellen gefahren. Die Lotwelle wird durch Pumpen von flüssigem Lot durch eine Düse erzeugt.
Eine derartige Lötvorrichtung ist in der EP 0 315 000 B1 beschrieben. Darin ist eine Lötvorrichtung offenbart, die einen eine Lötkammer umschließenden mittleren Löttunnel zwischen einem Eintrittstunnel und einem Austrittstunnel, eine Fördervorrichtung für den Transport der mit den Lötverbindungen zu versehenden Werkstücke durch den Eintrittstunnel, den Löttunnel und den Austrittstunnel, wobei die Förderstrecke innerhalb der Lötkammer in Förderrichtung ansteigt, eine in die Lötkammer mündende Leitung für ein Schutzgas, vorzugsweise Stickstoff, eine Wanne für ein Lötmittel-Schmelzbad, die unterhalb der Förderstrecke im Bereich der Lötkammer angeordnet und mit einer Heizeinrichtung sowie wenigstens einer Umwälzpumpe versehen ist, und wenigstens einer Lötdüse innerhalb der Lötkammer mit aufwärts gerichteter Düsenöffnung zur Erzeugung eines mit den über die Düsenöffnung hinweg bewegten Werkstücken in Kontakt tretenden Schwalls aus dem umgewälzten Lötmittel aufweist.
Aus der DE 10 2007 053 857 A1 geht eine Wellenlötvorrichtung hervor. Beim Wellenlöten werden elektronische Baugruppen, wie z. B. Leiterplatten, mit elektronischen Bauteilen bestückt über eine Lotwelle gefahren. Die Lotwelle wird dadurch erzeugt, dass in einem Lotbad bereit stehendes flüssiges Lot durch eine spaltförmige Düse gepumpt wird.
In der DE 101 32 029 A1 ist eine Lötdüse zum Wellenlöten von Leiterplatten beschrieben. Diese Lötdüse weist quer zur Förderrichtung der Baugruppen angeordnete Reihen von Lotaustrittsöffnungen auf, die in Förderrichtung von Reihe zu Reihe zueinander versetzt liegen. Bei dieser bekannten Lötdüse sind mindestens zwei Reihen von jeweils als Schlitzen ausgebildeten Lotaustrittsöffnungen vorgesehen. In jeder Reihe sind die Schlitze parallel zueinander in Schräglage zur Förderrichtung angeordnet. Die Schräglage zweier benachbarter Reihen von Lotaustrittsöffnungen ist in Bezug auf die Förderrichtung umgekehrt.
Beim Reflow-Löten wird ein Weichlot in Form von Lotpaste vor der Bestückung auf eine Platine bzw. Leiterplatte aufgetragen. Dann werden die Bauteile bestückt. Anschließend erfolgt das Aufschmelzen, wodurch die Baugruppen verlötet werden. Bei Reflow-Lötverfahren werden zum Heizen der zu lötenden Baugruppen vor allem Konvektionsheizungen verwendet. Als Heizmittel sind auch Heizplatten, beheizte Formteile, Bügel und Stempel, Infrarotstrahler oder Laserstrahlquellen bekannt.
Aus der DE 10 2014 106 631 geht eine Vorrichtung zum Reflow-Löten hervor. Diese weist ein Transportsystem für Baugruppen und eine Mehrzahl von Druckkammern auf. Die Druckkammern umfassen jeweils eine eigenständige Heizeinrichtung und eine Druckeinstelleinrichtung. Die Druckeinstelleinrichtungen sind derart ausgebildet, dass in einzelnen Druckkammern ein Druck über Atmosphärendruck anlegbar ist. Das Transportsystem führt durch sämtliche Druckkammern.
In der EP 1 525 067 B1 ist eine Prozesskammer einer Anlage zur Temperaturbehandlung von Leiterplatten beschrieben. Diese umfasst eine auf einer Achse quer zu einer Förderstrecke gelagerte Gebläsewalze, die zwischen zwei Wänden der Prozesskammer angeordnet ist. Die Gebläsewalze ist an ihren beiden Stirnseiten offen, wobei die beiden Stirnseiten gegenüber den Wänden der Prozesskammer einen solchen Abstand einhalten, dass Gas in zwei Teilströmen ungehindert zwischen den Stirnseiten der Gebläsewalze und den Wänden einströmt und aus der zylindrischen Oberfläche der Gebläsewalze über deren Länge und in der Ausdehnung der Prozesskammer als ein bandförmiger Gasstrom abströmt, der im Wesentlichen in diesem Querschnitt durch einen Kanal auf die Leiterplatten geleitet wird. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Prozesskammer in einem Gehäuse enthalten ist, das mit Gehäuseplatten einen Zwischenraum zu den Wänden der Prozesskammer bildet, in dem die beiden Teilströme geführt und über Durchbrüche in den Gehäuseplatten den Stirnseiten der Gebläsewalze zugeführt werden.
Aus der WO 2010/031864 geht eine Reflow-Lötvorrichtung hervor. Diese umfasst eine Prozesskammer mit einer Fördereinrichtung zum Befördern von einer Wärmebehandlung zu unterziehenden Baugruppe, eine Gebläseeinrichtung zum Zuführen eines Luftstroms zu den Leiterplatten und Heizeinrichtungen zum Erwärmen des Luftstroms. In der Prozesskammer ist eine Trennwand angeordnet, die die Prozesskammer in Querrichtung in zwei Prozessteilkammern unterteilt, wobei die Gebläseeinrichtung und Heizeinrichtung der beiden Prozessteilkammern unabhängig voneinander ansteuerbar sind, sodass in den Prozessteilkammern unterschiedliche Temperaturen einstellbar sind.
Beim Erhitzen des Lotes entstehen Sublimations- und Verdampfungsprodukte, die zunächst im gasförmigen Zustand oder in Form kleiner Flüssigkeitströpfchen oder Rauch vorliegen und in die Prozessgasatmosphäre übergehen. Werden diese Produkte nicht aus der Lötanlage entfernt, können sie teilweise in Bereichen der Anlage mit niederer Temperatur kondensieren bzw. resublimieren oder sich in der Lötanlage ablagern. Dies führt zu Verunreinigungen der Lötanlage.
In der DE 10 301 102 A1 ist eine Lötvorrichtung offenbart, bei der ein Gasstrom aus der Lötanlage in eine Kühlvorrichtung geleitet wird, um die Verunreinigungen dort zu kondensieren. Danach wird das Prozessgas aus der Kühlvorrichtung in die Lötanlage zurückgeleitet.
Nachteilig bei derartigen Anlagen ist jedoch, dass es im Allgemeinen nicht vorhersehbar ist, wie weit das Prozessgas abgekühlt werden muss, um die schädlichen Produkte zu entfernen. Zudem muss die Kühlvorrichtung regelmäßig gereinigt werden, um die beim Abkühlen entstehenden Ablagerungen zu entfernen. Dadurch wird die Konstruktion, der Betrieb einer derartigen Anlage erschwert und zudem ist das Betreiben derartiger Anlagen mit einem erheblichen Wartungsaufwand und hohen Betriebskosten verbunden.
Zum Entfernen der Produkte kann auch ein Filter vorgesehen sein. Derartige Filter haben jedoch nur eine begrenzte Aufnahmekapazität. Dann müssen die Filter ausgewechselt oder gereinigt werden. Dies führt zu einem erheblichen Wartungsaufwand und zum Stillstand der Lötvorrichtung.
Aus der DE 10 246 540 A1 ist eine Lötvorrichtung bekannt, die zum Reinigen der Prozessgasatmosphäre eine Reinigungsflüssigkeit verwendet. Diese soll schädliche Substanzen aufnehmen und aus dem Prozessgas entfernen. Dabei ist vorgesehen, das Prozessgas durch die Flüssigkeit zu leiten und an einer Abscheidewand, an der die Reinigungsflüssigkeit entlangströmt, vorbeizuleiten oder das Prozessgas durch eine Raum, in den die Reinigungsflüssigkeit gesprüht wird, zu leiten.
Problematisch bei derartigen Vorrichtungen ist jedoch, dass Tröpfchen der Reinigungsflüssigkeit durch die Strömung des Prozessgases mitgerissen werden und in die Lötanlage eindringen können. Dadurch kann die Lötanlage verunreinigt werden.
In der WO 2006/094621 ist eine Vorrichtung zur Reinigung eines Prozessgases einer Reflow-Lötanlage offenbart. Diese umfasst einen Behälter, der mindestens eine Schüttung von Füllkörpern enthält. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Gaszufuhr und einen Gasauslass. Die Gaszufuhr ist derart ausgebildet, dass Prozessgas dem Behälter zuführbar ist. Der Gasauslass ist derart ausgebildet, dass Prozessgas nach einem Durchströmen der mindestens einen Schüttung von Füllkörpern aus dem Behälter abführbar ist. Weiterhin umfasst die Vorrichtung eine Einrichtung zum Zuführen eines flüssigen Fluids, das als Reinigungsmedium zum Entfernen von schädlichen Substanzen aus dem Prozessgas vorgesehen ist. Dieses Reinigungsmedium wird ebenfalls dem Behälter zugeführt.
Ein großer Teil der kondensierten Ablagerungen, die beim Lötprozess entstehen, resultiert aus den im Flussmittel, z. B. Kolophonium, vorhandenen hochmolekularen Verbindungen. Ein weiterer Teil der Lötdämpfe enthält in großem Umfang gasförmige Bestandteile des Platinensubstrats sowie des Lötstopplacks. Bei der Verwendung von Kolophonium als Flussmittel bildet die im Kolophonium enthaltene Abietinsäure häufig einen Großteil der oben genannten Ablagerungen.
Zum Reinigen des Prozessgases wird häufig eine Kombination aus Filter und Wärmetauscher verwendet, wobei bei manchen Anlagen auch nur Prozessgasfilter oder nur Wärmetauscher verwendet werden. Durch den Prozessgasfilter werden hochmolekulare Verbindungen aus dem Prozessgas gefiltert. Als Filtermaterial werden dabei Materialien mit einer sehr großen spezifischen Oberfläche, wie beispielsweise Polyestervlies, Granulat oder ähnliches, verwendet. Das auf diese Weise vorgereinigte Prozessgas kann anschließend an einer Reihe von Wärmetauschern vorbeigeleitet werden, sodass die niedermolekularen Kondensatbestandteile an der kühleren Oberfläche der Wärmetauscher kondensieren können. Zudem ist bei manchen Vorrichtungen vorgesehen, das Prozessgas über eine definierte Strecke an einer Heizquelle vorbeizuleiten und auf eine Temperatur von über 500°C zu erhitzen. Auf diese Weise werden hochmolekulare Kondensatverbindungen teilweise gecrackt und es entstehen neue niedermolekulare Verbindungen, die effektiver gefiltert werden können.
In der DE 10 2012 220 159 A1 ist ein Reinigungssystem zur Reinigung des Prozessgases in Lötanlagen und Lötabsaugsystemen, insbesondere zur Reduzierung der Abietinsäure im Prozessgas, offenbart. Dieses System umfasst eine Reinigungskammer zum Hindurchleiten des zu reinigenden Prozessgases, welche mindestens eine Verbindung enthält, ausgewählt aus der Gruppe von Karbonsäuren mit reduzierenden Eigenschaften, nämlich Oxalsäure, Ameisensäure, Zitronensäure und/oder Ascorbinsäure, oder Metallverbindungen mit höheren Oxidationsstufen, nämlich Manganate, Permanganate, Chromate und/oder Dichromate, oder auch Alkohole, die durch Oxidation in die Karbonsäuren überführt werden können, sowie basische Kalkverbindungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Lötvorrichtung und ein Lötverfahren bereitzustellen, bei dem eine Prozessgasatmosphäre einfach und effektiv reinigbar ist.
Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß ist eine Lötvorrichtung vorgesehen umfassend eine Prozesskammer mit einer Fördereinrichtung zum Befördern von zu lötenden Baugruppen, wobei in der Prozesskammer eine Prozessgasatmosphäre und eine UV-Beleuchtungseinrichtung zum Reinigen der Prozessgasatmosphäre vorgesehen sind.
Unter einer UV-Beleuchtungseinrichtung werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung Lichtquellen verstanden, die Licht in einem Wellenlängenbereich von 10 nm bis 380 nm aussenden. Insbesondere werden als Lichtquellen für die UV-Beleuchtungseinrichtung jene bevorzugt, die fernes UV (UV-C-FUV) mit einem Wellenlängenbereich von 200 nm bis 280 nm oder Vakuum-UV (UV-C-VUV) mit einem Wellenlängenbereich von 100 nm bis 200 nm aussenden.
Geeignete Lichtquellen sind z. B.:

– UV-Strahler; Quecksilberdampf-Mitteldruck-, -Hochdruck- und -Höchstdrucklampen,
– Ultraviolett-Laser (Excimerlaser, Diodenlaser),
– UV-Leuchtdioden,
– Atmosphärendruck-Plasma-Lampen,
– Gasentladungslampen, und
– Quecksilberdampf-Niederdruck-Röhren, die vorzugsweise verwendet werden.

Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der Effekt ausgenutzt, dass UV-Strahlung organische Bindungen spalten kann. Weiterhin kann die Vernetzung von Monomeren durch energiereiche UV-Strahlung initiiert werden. Bei hohen Energien, also Strahlung mit kurzen Wellenlängen, werden organische Bindungen zerstört.
Unter dem Reinigen der Prozessgasatmosphäre wird das Entfernen oder Umwandeln von für die Prozessgasatmosphäre schädlichen Stoffen verstanden, die bspw. in kälteren Bereichen einer Lötvorrichtung kondensieren und dadurch Bauteile der Lötvorrichtung, wie beispielsweise Düsen, verstopfen oder beschädigen. Diese Bauteile müssen dann regelmäßig gereinigt werden, was Kosten und einen Stillstand der Anlage verursacht.
Schädliche Stoffe, im Sinne der vorliegenden Erfindung, sind beispielsweise hochmolekulare Verbindungen, die aus Flussmitteln, wie z. B. Kolophonium, entstehen. Häufig bildet die im Kolophonium enthaltene Abietinsäure Ablagerungen.
Zudem sind schädliche Stoffe die beim Erhitzen entstehenden Sublimations- und Verdampfungsprodukte des Platinensubstrats sowie des Lötstopplacks, die zunächst im gasförmigen Zustand oder in Form kleiner Flüssigkeitströpfchen oder Rauch vorliegen und in die Prozessgasatmosphäre übergehen. Diese Stoffe kondensieren im Bereich der Lötvorrichtung mit niedriger Temperatur bzw. resublimieren oder sie lagern sich an der Lötvorrichtung ab.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Entfernen schädlicher Substanzen wird meist die Prozessgasatmosphäre aus dem Lötbereich abgezogen und für den Reinigungsvorgang abgekühlt oder aufgeheizt.
Dadurch, dass eine UV-Beleuchtungseinrichtung zum Reinigen der Prozessgasatmosphäre vorgesehen ist, ist es nicht notwendig, das Prozessgas aus dem Lötbereich abzuziehen und die Prozessgasatmosphäre kann die zum Lötprozess notwendige Temperatur beibehalten. Durch die Bestrahlung der Prozessgasatmosphäre mit der UV-Beleuchtungseinrichtung werden die in der Prozessgasatmosphäre enthaltenen Substanzen, die kondensieren würden, derart modifiziert, insbesondere gespalten, dass sie nicht mehr kondensieren. Auf diese Weise ist es möglich, dass die schädlichen Substanzen durch den Ofen hindurchführbar sind und mit der „Maschinenabluft” über eine Absaugeinrichtung abgeführt werden können.
Weiterhin werden durch die Bestrahlung der Prozessgasatmosphäre mit der UV-Beleuchtungseinrichtung anorganische Substanzen derart gespalten, dass sie in flüchtiger Form vorliegen.
Die UV-Beleuchtungseinrichtung kann nahezu in jedem Bereich bzw. in einer oder mehreren Kammern oder einer separaten Reinigungskammer oder einer jeden Zone oder einer extra dafür ausgebildeten Zone der Lötvorrichtung angeordnet sein. Dennoch kann bei Anlagen mit Zonentrennung diese stabil beibehalten werden.
Eine Fördereinrichtung für die zu lötenden Baugruppen definiert einen Transportweg für die Baugruppen, wobei die UV-Beleuchtungseinrichtung einen UV-Strahlengang bzw. kegel erzeugt und derart angeordnet sein kann, dass sich der Strahlengang außerhalb des Transportweges befindet.
Dadurch, dass der UV-Strahlengang sich außerhalb des Transportweges befindet, wird verhindert, dass UV-Strahlung auf die Baugruppen auftrifft.
Das Prozessgas strömt in die Prozesskammer, wobei diese Strömung durch Wärme, die Neigung der Prozesskammer und/oder eine Prozessgaszuführeinrichtung bzw. ein Gebläse verursacht wird. Der UV-Strahlengang bzw. kegel kann derart ausgerichtet sein, dass ein Abschnitt der Strömung über die gesamte Breite der Strömung im Strahlengang liegt. Die UV-Beleuchtungseinrichtung ist vorzugsweise im Bereich einer Gebläsewalze bzw. eines Lüfters bzw. zwischen einem Lüfter und einer Heizeinrichtung angeordnet. Da in diesen Bereichen das gesamte Luftvolumen umgewälzt wird, strömt dieses am UV-Strahlengang vorbei, wodurch das gesamte Luftvolumen mit UV-Strahlen beaufschlagt wird.
Weiterhin ergibt sich erfindungsgemäß der Vorteil, dass kein zusätzliches Heizen oder Kühlen der Prozessgasatmosphäre notwendig ist und somit erheblich Energie eingespart wird.
Weiterhin ergibt sich durch die erfindungsgemäße Anordnung ein äußerst kompakter Aufbau und dennoch können die Zonen sauber getrennt werden.
Zudem ist der erfindungsgemäße Aufbau extrem wartungsarm, da sich Defekte bzw. Beeinträchtigungen der UV-Beleuchtungseinrichtung auf einfache Art und Weise elektrisch überwachen lassen.
Die Intensität des UV-Strahlengangs ist auf einfache Art und Weise durch Veränderung der Lichtstärke bzw. der Anzahl der UV-Beleuchtungseinrichtungen bzw. deren Lampen individuell einstellbar.
Zur Verbesserung der Reinigungswirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Prozesskammer zusätzlich zur UV-Beleuchtungseinrichtung eine Einrichtung zum Einbringen von Sauerstoff oder Wasserstoffperoxid aufweisen.
Durch das Einbringen von Sauerstoff oder Wasserstoffperoxid sich Ozon bzw. OH^–-Ionen, welche mit den organischen Molekülen reagieren und diese spalten. Auch Wasser (Luftfeuchtigkeit) wird vom UV-Licht in OH^–-Ionen und Ozon zerlegt und erhöht die Reinigungswirkung.
Durch die Verwendung von UV-Licht wird die Restsauerstoffmenge in der Atmosphäre verringert, da O₂ durch das UV-Licht in Ozon umgesetzt wird. Hierdurch wird nicht nur eine Reinigungsfunktion, sondern auch eine Optimierung der Atmosphäre im Löttunnel erzielt. Es besteht ein grundsätzliches Bestreben, die Restsauerstoffmenge so gering wie möglich zu halten, da diese Lötverbindung oxidiert.
Mit der vorliegenden Erfindung ist im Gegensatz zu herkömmlichen Verfahren ein gewisser Sauerstoffanteil von Vorteil, sofern dieser Sauerstoffanteil nicht mit den aufgeschmolzenen Lötverbindungen in Kontakt kommt.
Die erfindungsgemäße Lötvorrichtung kann sowohl zum eingangs beschriebenen Reflow-Lötprozess als auch zum Wellenlöten oder Schwalllöten ausgebildet sein.
Die Lötvorrichtung kann mehrere Prozesskammern aufweisen, wobei in einer, zwei oder mehreren dieser Prozesskammern UV-Beleuchtungseinrichtungen angeordnet sind.
Vorzugsweise sind die UV-Beleuchtungseinrichtungen in einer Vorheiz- und/oder eine Peak-Kammer oder einem Löttunnel angeordnet.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Lötvorrichtung eine von der Prozesskammer unabhängige Reinigungskammer bzw. UV-Kammer aufweisen in der die UV-Beleuchtungseinrichtung zum Reinigen der Prozessgasatmosphäre angeordnet ist und die mit der Prozesskammer derart kommunizierend verbunden ist, so dass sie vom Prozessgas durchströmt wird.
Vorzugsweise ist das Prozessgas Luft oder ein Inertgas oder eine Mischung aus diesen beiden.
Erfindungsgemäß kann die Lötvorrichtung als eine Reflow-Lötvorrichtung ausgebildet sein und eine Gebläseeinrichtung zum Zuführen des Prozessgases zu den Baugruppen aufweisen, wobei eine Heizeinrichtung zum Erwärmen des Luftstroms vorgesehen sein kann.
Erfindungsgemäß kann die Lötvorrichtung als eine Wellen-Lötvorrichtung ausgebildet sein und zumindest eine Lötdüse und eine Prozessgaszuführeinrichtung aufweisen.
Beim Wellenlöten ist im Lötbereich normalerweise ein Restsauerstoffgehalt von 20 ppm bis 30 ppm vorhanden. Geringe Restsauerstoffwerte von 20 ppm bis 30 ppm führen zur Bildung von Lotperlen. Jedoch lässt sich bei herkömmlichen Wellenlötvorrichtungen nur ein niedriger Restsauerstoffgehalt mittels einer entsprechenden Regelung zuverlässig einstellen, da die Gefahr eines Überschwingens besteht, so dass dann ein Restsauerstoffgehalt von größer 1000 ppm im Lötbereich vorliegen würde. Ein solches Überschwingen kann bei herkömmlichen Wellenlötvorrichtungen nur sehr lamgsam ausgeregelt werden.
Ideal wäre jedoch ein Restsauerstoffgehalt von 200 ppm bis 300 ppm. Dies ist aber durch eine Regelung nicht leicht umsetzbar, weshalb man bei herkömmlichen Wellenlötvorrichtungen einen Restsauerstoffgehalt von lediglich 20 ppm bis 30 ppm einstellt.
Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird Sauerstoff durch die von der UV-Beleuchtungseinrichtung ausgesendeten UV-Strahlen zum Großteil umgewandelt, so dass er den Lötprozess nicht stört. Dies führt grundsätzlich zu einem langsameren Anstieg des Sauerstoffgehalts. Hierdurch kann der Sauerstoffgehalt wesentlich einfacher auf einen engen Bereich geregelt werden, so dass auch zuverlässig eine Regelung im Bereich von 150 ppm bis 350 ppm und insbesondere von 200 ppm bis 300 ppm möglich ist. Erfindungsgemäß kann deshalb eine Regelungseinrichtung (open loop) vorgesehen sein, die den Restsauerstoffgehalt im Lötbereich mit einem Sensor, durch eine entsprechende Ansteuerung der Schutzgaszuführung (z. B. Stickstoff), auf 150 ppm bis 350 ppm und insbesondere von 200 ppm bis 300 ppm regelt und mit der ein Überschwingen verhindert wird.
Diese vorteilhafte Einstellung des Restsauerstoffgehaltes auf 200 ppm bis 300 ppm kann in Kombination mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, sie stellt aber auch einen eigenständigen Erfindungsgedanken dar.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Diese zeigen in:
1 einen allgemeinen Aufbau einer erfindungsgemäßen Lötvorrichtung zum Reflow-Löten in einer schematischen Seitenansicht;
2 schematisch eine Gebläsewalze einer erfindungsgemäßen Reflow-Lötvorrichtung mit UV-Beleuchtungseinrichtung in einer perspektivischen Ansicht;
3 die Gebläsewalze aus 2 in einer quer zu einer Transportrichtung seitlich geschnittenen Ansicht;
4 die Gebläsewalze aus 2 in einer entlang der Transportrichtung seitlich geschnittenen Ansicht;
5 ein Ausführungsbeispiel einer UV-Beleuchtungseinrichtung geschnitten, in einer Draufsicht von oben;
6 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Lötvorrichtung in einer schematischen Ansicht;
7 ein Ausführungsbeispiel einer Prozesskammer einer erfindungsgemäßen Lötvorrichtung mit UV-Beleuchtungseinrichtung in einer schematischen seitlichen Ansicht; und
8 eine weiteres Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Wellenlöten in einer schematischen seitlichen Ansicht.
Im Folgenden wird ein erstes Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Lötvorrichtung 1 anhand einer Reflow-Lötvorrichtung mit mehreren in Reihe geschalteten Prozesskammern 2 erläutert (1). In zumindest einer der Prozesskammern 2 der Lötvorrichtung 1 ist eine UV-Beleuchtungseinrichtung 3 zum Reinigen der Prozessgasatmosphäre angeordnet.
Die Reflow-Lötvorrichtung 1 weist fünf Prozesskammern 2 auf, wobei jede dieser Prozesskammern einen entsprechenden Bereich ausbildet.
Die Lötvorrichtung 1 umfasst einen Einlauf-Bereich 4, einen Vorheiz-Bereich 5, einen Peak-Bereich 6, einen Abkühl-Bereich 7 (2 Zonen) und einen Auslauf-Bereich 8.
Für die Bewegung von Baugruppen in einer Transportrichtung 9 ist ein Transportsystem 10 vorgesehen. Das Transportsystem 10 ist beispielsweise als Förderband ausgebildet, auf das die Baugruppen aufgelegt werden können. Das Transportsystem 10 legt einen Transportweg der zu lötenden Baugruppen fest.
Das Transportsystem kann auch zwei parallel verlaufende Förderketten aufweisen, auf welcher Rahmen zum Halten der Baugruppen eingehängt werden können.
Der Einlauf-Bereich 4 weist eine Stirnwandung auf, in der ein horizontaler Schlitz (nicht dargestellt) ausgebildet ist, durch den elektronische Baugruppen zuführbar sind.
Entsprechend weist eine Stirnwandung des Auslauf-Bereichs 8 ebenfalls einen Schlitz (nicht dargestellt) auf, durch den elektronische Baugruppen abführbar sind.
Das Transportsystem 10 kann aus fünf Transporteinrichtungen (nicht dargestellt) bestehen. Dabei ist jeweils eine Transporteinrichtung in jedem der Bereiche angeordnet. Bei der Herstellung werden die Baugruppen nach und nach von einer Transporteinrichtung auf die nächste Transporteinrichtung in dem folgenden Bereich übergeben.
Das Transportsystem 10 kann aber auch aus einer einzigen Transporteinrichtung ausgebildet sein.
In einer oder mehrere der Kammern 2 sind eine oder mehrere Heiz-/Gebläseeinrichtungen, wie z. B. eine Gebläsewalze 11, zum Heizen und/oder Kühlen angeordnet.
In dem Vorheiz-Bereich 5 werden die Baugruppen mittels der Gebläsewalze 11 auf eine Grundtemperatur erwärmt, so dass diese bereits vorgewärmt in den Peak-Bereich 6 einfahren können.
Die Baugruppen weisen jeweils eine Leiterplatte und zumindest ein elektronisches Bauteil sowie Lötmittel auf. Das Lötmittel ist in dem Bereich angeordnet, in dem die elektronischen Bauteile mit den Leiterplatten verbunden werden sollen.
In dem Peak-Bereich 6 wird das Lot mittels eines Heizdrahtes (nicht dargestellt) und der Gebläsewalze 11 vollständig derart aufgeschmolzen, dass die elektronischen Bauteile mit den Leiterplatten verbunden werden.
Weiterhin weisen der Einlauf-Bereich 4 und der Auslauf-Bereich 5 eine Absaugeinrichtung 20 zum Abführen der Prozessgasatmosphäre samt den schädlichen Substanzen auf. Die abgeführte Prozessgasatmosphäre und die schädlichen Substanzen werden als Maschinenabluft bezeichnet. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird dann Frischluft über den Einlauf-Bereich 4 und den Auslauf-Bereich 8 angesaugt. Weiterhin wird ein Teil der Prozessgasatmosphäre durch das Einblasen von Inertgas nach außen gedrückt.
Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist zumindest die Gebläsewalze 11 des Peak-Bereiches 6 mit der UV-Beleuchtungseinrichtung 3 versehen (dezentrale Prozessgasreinigung), (2, 3, 4).
Die Gebläsewalze 11 ist in dem Peak-Bereich 6 angeordnet und wird von einem Antriebsmotor 12 angetrieben, der mittels eines Flansches 13 an einer Seitenwand 14 des Peak-Bereichs 6 befestigt ist. Der Antriebsmotor 12 treibt die Gebläsewalze 11 in einer Drehrichtung 15 an. Weiterhin umfasst die Gebläsewalze 11 Schaufeln (nicht dargestellt), die in einem schneckenförmigen Gehäuse 19 angeordnet sind und die einen bandförmigen Gasstrom erzeugen, der auf eine unter der Gebläsewalze 11 angeordnete Düsenplatte 16 gerichtet ist. An der Düsenplatte 16 sind eine Vielzahl von Düsen 17 ausgebildet, durch welche der Heißluftstrom definiert auf zu lötende Baugruppen geleitet wird.
Die Gebläsewalze 11 ist an ihren beiden Stirnseiten offen und saugt über diese Gas an, das danach in den Innenraum der Gebläsewalze 11 einströmt und von hier aufgrund der Wirkung der Schaufeln radial nach außen weggeblasen wird. Das Gas strömt dann durch das schneckenförmige Gehäuse der Gebläsewalze 11 in Richtung Düsenplatte 16.
Das im Querschnitt schneckenförmige Gehäuse umfasst zwei sich in Transportrichtung erstreckende und einander gegenüberliegende Seitenwandungen 21, 22, die über eine außenliegende und eine innenliegende Gehäusewandung 23, 24 miteinander verbunden sind und die Schaufeln umgeben. Zwei sich gegenüberliegende Abschnitte der außenliegenden und der innenliegende Gehäusewandung 23, 24 bilden eine sich über die gesamte Breite der Gebläsewalze 11 erstreckende Ausgabedüse aus.
Im Bereich dieser Ausgabedüse ist eine UV-Beleuchtungseinrichtung 3 an einer der außenliegenden oder der innenliegende Gehäusewandung 23, 24 derart angeordnet, dass das Licht auf die gegenüberliegende außenliegende oder innenliegende Gehäusewandung 23, 24 gestrahlt wird (4). Hierdurch wird verhindert, dass das UV-Licht aus dem Gehäuse 19 austritt.
Zusätzlich und/oder alternativ kann auch jeweils eine UV-Beleuchtungseinrichtung an der außenliegenden und der innenliegende Gehäusewandung 23, 24 angeordnet sein.
Zusätzlich und/oder alternativ kann auch jeweils eine UV-Beleuchtungseinrichtung im Bereich der die Ausgabedüse begrenzenden Seitenwandungen 21 des schneckenförmigen Gehäuses 19 der Gebläsewalze 11 angeordnet sein (2).
Die UV-Beleuchtungseinrichtung ist derart angeordnet, dass der von der UV-Beleuchtungseinrichtung 3 erzeugte Strahlengang sich in Richtung der gegenüberliegenden Wandungen 21, 22 und/oder der außenliegenden und der innenliegende Gehäusewandung 23, 24 der Gebläsewalze 11 erstreckt, so dass der gesamte von der Gebläsewalze erzeugte Gasstrom durch den UV-Strahlengang hindurch tritt.
Der oder die UV-Strahlengang bilden dann ein Art UV-Schranke bzw. Vorhang aus. Eine Anordnung der UV-Beleuchtungseinrichtung 3 im Gehäuseinneren der Gebläsewalze hat den Vorteil, dass der gesamte Gasstrom mit UV-Strahlen beaufschlagt wird und die UV-Strahlen im Gehäuseinneren der Gebläsewalze begrenzt sind, so dass sie nicht zu dem Lötgut gelangen.
Alternativ kann die UV-Beleuchtungseinrichtung 3 im Bereich zwischen der Gebläsewalze 11 und der Düsenplatte 16 derart angeordnet sein, dass der von der UV-Beleuchtungseinrichtung erzeugte UV-Strahlengang sich derart erstreckt, dass der gesamte aus der Gebläsewalze austretende Gasstrom durch den UV-Strahlengang hindurchtritt. Die Beleuchtungseinrichtung 3' ist benachbart zur Düsenplatte 16 angeordnet, wobei sie mit ihrer Abstrahlrichtung weg von oder parallel zu der Düsenplatte 16 gerichtet ist.
Zusätzlich kann die UV-Beleuchtungseinrichtung mit einer Blende versehen sein, mit welcher der Strahlengang so gelenkt wird, dass keine UV-Strahlung auf die Düsenplatte 16 trifft.
Die Düsenplatte 16 weist senkrecht zur Transportrichtung angeordnete Düsen 17 auf. Durch diese Düsenplatte 16 strömt der Gasstrom in einer gerichteten Gasströmung auf eine darunter befindliche Baugruppe und erzeugt an dieser die gewünschte Temperaturbehandlung.
Die aus der Düsenplatte 16 austretenden Gasströmungen werden nach Auftreffen auf eine zu behandelnde Baugruppe seitlich abgelenkt. Diese derart abgelenkten Gasströmungen bilden zwei Teilströme, die in einen Zwischenraum 18 eintreten, der von den Seitenwänden 14 und seitlichen Abschnitten des Gehäuses 19 begrenzt wird (3). Die seitlichen Abschnitte des Gehäuses 19 erstrecken sich oberhalb der Düsenplatte 16 über die gesamte Fläche der Seitenwände 14 und bilden damit den für die Führung der beiden Teilströme erforderlichen Zwischenraum 18 für die Führung dieser beiden Teilströme, die dann über koaxial zur Achse vorgesehene Durchbrüche in den Gehäuseplatten in den Innenraum der Gebläsewalze 3 gelangen.
In einer alternativen Ausführungsform kann die UV-Beleuchtungseinrichtung auch in den Düsen der Düsenplatte angeordnet sein, wobei die UV-Beleuchtungseinrichtung dann bspw. mehrere UV-LEDs umfasst.
Bei Verwendung einer zylindrischen UV-Beleuchtungseinrichtung kann diese zwischen den Seitenwandungen 21, 22 angeordnet sein. Die Abstrahlung der UV-Strahlung erfolgt dann radial umlaufend, sodass der gesamte Gasstrom mit UV-Licht beaufschlagt wird.
Die UV-Beleuchtungseinrichtung kann zylindrisch oder als Bogenlampe ausgebildet sein. Derartige Lampen sind bspw. von der „hönlegroup” unter der Bezeichnung UVI U-Amalganlampen in U-Form erhältlich.
Weiterhin weist die UV-Beleuchtungseinrichtung eine Kühleinrichtung 36 auf, da es bei den in der Lötvorrichtung 1 vorherrschenden Temperaturen notwendig sein kann, das Glas der UV-Lampe der UV-Beleuchtungseinrichtung zu kühlen (5).
Hierbei ist vorgesehen, dass die Kühleinrichtung 36 als UV-durchlässiges Glasrohr ausgebildet 37 ist, wobei in den ringspaltartigen Zwischenraum 38 zwischen dem Glas der UV-Lampe und dem UV-durchlässigen Glasrohr ein Kühlmedium einbringbar ist. Als Kühlmedium kann Stickstoff oder Druckluft vorgesehen sein.
In einer Weiterbildung der Kühleinrichtung ist das UV-durchlässige Glasrohr mit einer Stickstoffversorgungseinrichtung gekoppelt. Dies hat beim Wellenlöten den Vorteil, da vorwiegend unter Stickstoff-Atmosphäre gelötet wird, dass ohnehin Stickstoff in der Prozessgasatmosphäre vorhanden ist.
Um die Kühlleistung der Kühleinrichtung zu verbessern kann ein zweites äußeres UV-durchlässiges Glasrohr 39 zur Isolation verwendet werden. Auf diese Weise bleibt das innere Glasrohr 37 kühl, ohne dass übermäßig viel Kühlmedium in den ringspaltartigen Zwischenraum 38 eingebracht werden muss. Das äußere Glasrohr wird im Ofen aufgeheizt. Durch das zweite Glasrohr wird das Kondensieren von Dämpfen auf dem inneren Glasrohr reduziert. Derartiges Kondensat würde Teile der UV-Strahlung abschirmen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann die Lötvorrichtung 1 unterhalb des Transportsystems analog zur oberhalb des Transportsystems ausgebildeten Lötvorrichtung eine weitere Lötvorrichtung 1 aufweisen (1, 6).
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst die Lötvorrichtung eine separate Prozesskammer zum Reinigen bzw. eine Reinigungskammer 25 (zentrale Prozessgasreinigung), die über entsprechende Ansaug-Leitungsabschnitte 26, insbesondere mit dem Vorheiz-Bereich 5, dem Peak-Bereich 6 und dem Abkühl-Bereich 7 derart verbunden ist, dass die Prozessgasatmosphäre aus diesen Bereichen abführbar und somit in die Reinigungskammer 25 einführbar ist (6).
In der Reinigungskammer 25 ist eine UV-Beleuchtungseinrichtung 3 und eine Lüftereinrichtung 28 zum Umwälzen der in die Reinigungskammer eingebrachten Prozessgasatmosphäre vorgesehen.
Weiterhin ist die Reinigungskammer 25 über mehrere Zuführ-Leitungsabschnitte 27 vorzugsweise mit dem Vorheiz-Bereich 5, dem Peak-Bereich 6 und dem Abkühl-Bereich 7 derart verbunden, dass die in der Reinigungskammer 25 gereinigte Prozessgasatmosphäre diesen Bereichen wieder zuführbar ist.
Die Leitungsabschnitte 26, 27 zum Zuführen bzw. Abführen der Prozessgasatmosphäre aus den entsprechenden Bereichen sind vorzugsweise derart angeordnet und ausgebildet, dass möglichst wenig Querströmungen zwischen den einzelnen Bereichen und den einzelnen Kammern 2 entstehen.
Die separate Prozesskammer kann auch zylindrisch ausgebildet sein, wobei dann eine zylinderförmige UV-Beleuchtungseinrichtung in Längsrichtung der Prozesskammer verlaufend vorgesehen ist.
Im Folgenden wird eine weitere Ausführungsform mit einer dezentral angeordneten, d. h. in einer Prozesskammer 2 angeordneten, UV-Beleuchtungseinrichtung 3 beschrieben (7). Hierbei umfasst eine Prozesskammer 2 ein Gehäuse 19, eine in dem Gehäuse 19 horizontal angeordnete Düsenplatte 16, Heizeinrichtungen 29 sowie eine im oberen Gehäusebereich angeordnete Lüftereinrichtung 28. Im Gehäuse 19 ist ein etwa L-förmiger ausgebildeter Strömungskanal 30 zum Ansaugen der Prozessgasatmosphäre ausgebildet. In einem horizontalen Schenkel des L-förmigen Prozessgaskanals ist die UV-Beleuchtungseinrichtung 3 angeordnet.
Alternativ kann die UV-Beleuchtungseinrichtung 3 auch im Bereich zwischen Lüftereinrichtung 28 und Heizeinrichtung 29 oder auch im Bereich zwischen Düsenplatte 16 und Heizeinrichtung angeordnet sein.
Anstelle einer Gebläsewalze können auch Heizsegmente vorgesehen sein, wie sie bspw. in der WO 2010/031864 beschrieben sind, die jeweils einen Radialventilator mit einem Radialheizkörper, einen oberen und einen unteren Unterdruckkanal und ein oberes und unteres Luftleitbecken aufweisen.
Die von den Radialventilatoren in den Überdruckkanal geförderte Luft wird zunächst vom Radialheizkörper erwärmt und die erwärmte Luft strömt entlang der Bögen zu den Luftleitbecken. Die Luft aus dem Überdruckkanal passiert die Düsenschlitze. Die erhitzte Luft aus den Düsenschlitzen tritt aus und trifft auf die entlang des Fördersystems transportierten Baugruppen. Die Baugruppen werden durch die erhitzte Luft auf eine bestimmte Temperatur erwärmt. Die Förderbahn wird sowohl von unten als auch von oben mit erhitzter Luft versorgt. Die Luftströme werden im Bereich der Förderbahn zur Basiswandung umgelenkt. Die Basiswandung und die aus den Düsenschlitzen austretende Luft drängen die von den Baugruppen reflektierte Luft zur Seite, d. h. quer zur Förderrichtung ab. Jedoch wird der Luftstrom quer zur Förderrichtung zum Teil in Richtung zur Trennwand und zum anderen Teil in Richtung zum Unterdruckkanal abgeleitet. Der zum Unterdruckkanal abgeleitete Teil des Luftstroms fließt direkt über die Öffnungen in den Unterdruckkanal.
Im Unterdruckkanal wird die verbrauchte bzw. abgekühlte Luft gesammelt und durch die Öffnungen dem Radialventilator erneut zugeführt. Die Luft wird somit in den einzelnen Heizsegmenten im Kreislauf umgewälzt. Die Umwälzgeschwindigkeit kann durch die Drehgeschwindigkeit des Radialventilators eingestellt werden. Die zugeführte Wärme kann an den Heizkörpern individuell eingestellt werden.
Die UV-Beleuchtungseinrichtung ist vorzugsweise im Überdruckkanal derart angeordnet, dass der von der UV-Beleuchtungseinrichtung erzeugte und ausgesendete UV-Strahlengang den gesamten den Überdruckkanal durchströmenden Gasstrom anstrahlt.
Insbesondere ist eine Anordnung im Bereich der geringsten Strömungsgeschwindigkeit des Überdruckkanals bevorzugt, da dort die von der UV-Beleuchtungseinrichtung ausgesendeten UV-Strahlen am längsten auf die Prozessgasatmosphäre einwirken können.
In Folgenden wird eine erfindungsgemäße Lötvorrichtung 1 anhand einer Wellenlötvorrichtung beschrieben. Die Wellenlötvorrichtung weist ein tunnelartiges Gehäuse 19 auf und eine zentrale Reinigungskammer 3 auf.
Das tunnelartige Gehäuse 19 umfasst einen in etwa horizontal angeordneten Vorheiztunnel 31, einen ansteigend ausgebildeten Löttunnel 32 und einen horizontal angeordneten Abkühltunnel 33.
Im Löttunnel 32 ist eine Löteinrichtung (nicht näher dargestellt) mit einem Lötbad und mit einer Heizeinrichtung zum Erhitzen des Lotes vorgesehen. Im Lötbad kann eine oder können mehrere Lötdüsen angeordnet sein. Das Lötbad weist eine Lotpumpe auf, mit welcher flüssiges Lot durch die Lotkanäle der Lötdüsen gefördert werden kann. Im Betrieb fördert die Lotpumpe flüssiges Lot durch die Lotkanäle der Lötdüsen, so dass am oberen Randbereich das flüssige Lot aus der Lötdüse austritt und eine Welle bildet. Das Lot der Welle fließt entlang von verzinnten beloteten Abschnitten der Lötdüsen ab.
Die Wellenlötvorrichtung weist ein Transportsystem 10 zum Bewegen einer zu lötenden Baugruppe auf, das sich durch den Löttunnel erstreckt.
Die Baugruppe kann hierbei mit ihrer Unterseite entlang der Lotwelle derart bewegt werden, dass beliebige Stellen der Unterseite der Baugruppe mit der Lotwelle benetzt werden können.
Im Gehäuse 19 liegt eine Schutzgas-Atmosphäre vor. Mit dem Einsatz von Stickstoff als Schutzgas wird der nachteilige Einfluss des Sauerstoffs auf den Lötprozess vermieden.
Der Stickstoff wird in das Gehäuse bzw. den Lötbereich eingeblasen und durch Einstellung einer Absaugeinrichtung (nicht dargestellt), wobei vorzugsweise eine Absaugeinrichtung am Anfang und am Ende der Lötvorrichtung vorgesehen ist in diesem Bereich gehalten. Über diese Absaugeinrichtung wird die Maschinenabluft aus der Lötvorrichtung abgeführt.
Weiterhin ist die zentrale Reinigungskammer 25 vorgesehen, die über einen Leitungsabschnitt 34 mit einem Einlaufbereich des Löttunnels und über einen weiteren Leitungsabschnitt 34 mit einem Auslaufbereich des Löttunnels derart verbunden ist, dass die darin liegende Prozessgasatmosphäre absaugbar ist.
In der Reinigungskammer 25 ist die Lüftereinrichtung 28 sowie die UV-Beleuchtungseinrichtung 3 angeordnet.
Über einen weiteren Leitungsabschnitt 35 ist die Reinigungskammer 25 mit dem Löttunnel derart verbunden, dass die abgesaugte Atmosphäre dem Löttunnel zuführbar ist.
Die UV-Beleuchtungseinrichtung kann auch im Löttunnel angeordnet sein, so dass auf eine zentrale Reinigungskammer verzichtet werden kann. Bei einer derartigen Ausführung sollte die UV-Beleuchtungseinrichtung 3 jedoch einer Blende aufweisen.
Zudem kann die Prozesskammer gemäß allen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Einrichtung zum Einbringen von Sauerstoff oder Wasserstoffperoxid aufweisen.
Weiterhin ist erfindungsgemäß ein Lötverfahren vorgesehen, das die folgenden Schritte umfasst,
Befördern von zu lötenden Baugruppen mittels eines Transportsystems durch eine Prozesskammer, wobei in der Prozesskammer eine Prozessgasatmosphäre vorliegt.
Bestrahlen der Prozessgasatmosphäre mittels einer UV-Beleuchtungseinrichtung, wodurch diese gereinigt wird.
Das Bestrahlen der Prozessgasatmosphäre mittels einer UV-Beleuchtungseinrichtung kann zentral oder dezentral gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgeführt werden.
Eine erfindungsgemäße Lötvorrichtung umfasst eine Prozesskammer mit einem Transportsystem zum Befördern von zu lötenden Baugruppen, wobei in der Prozesskammer eine Prozessgasatmosphäre vorliegt, und eine UV-Beleuchtungseinrichtung zum Reinigen der Prozessgasatmosphäre.
Das Transportsystem legt einen Transportweg der zu lötenden Baugruppen fest und die UV-Beleuchtungseinrichtung erzeugt einen UV-Strahlengang und ist derart angeordnet, dass sich der Strahlengang außerhalb des Transportweges befindet.
Das Prozessgas strömt in der Prozesskammer, wobei diese Strömung durch Wärme, die Neigung der Prozesskammer und/oder eine Lüftereinrichtung/Gebläse verursacht wird, wobei der UV-Strahlengang derart ausgerichtet ist, dass ein Abschnitt der Strömung über die gesamte Breite der Strömung im Strahlengang liegt.
Bezugszeichenliste

1: Lötvorrichtung
2: Prozesskammer
3, 3': UV-Beleuchtungseinrichtung
4: Einlauf-Bereich
5: Vorheiz-Bereich
6: Peak-Bereich
7: Abkühl-Bereich
8: Auslauf-Bereich
9: Transportrichtung
10: Transportsystem
11: Gebläsewalze
12: Antriebsmotor
13: Flansch
14: Seitenwand
15: Drehrichtung
16: Düsenplatte
17: Düse
18: Zwischenraum
19: Gehäuse
20: Absaugeinrichtung
21: Seitenwandung
22: Seitenwandung
23: außenliegende Gehäusewandung
24: innenliegende Gehäusewandung
25: Reinigungskammer
26: Ansaugleitungsabschnitt
27: Zuführleitungsabschnitt
28: Lüftereinrichtung
29: Heizeinrichtung
30: Strömungskanal
31: Vorheiztunnel
32: Löttunnel
33: Abkühltunnel
34: Leitungsabschnitt
35: Leitungsabschnitt
36: Kühleinrichtung
37: UV-durchlässiges Glasrohr
38: ringspaltartiger Zwischenraum
39: zweites UV-durchlässiges Glasrohr

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0315000 B1 [0004]
DE 102007053857 A1 [0005]
DE 10132029 A1 [0006]
DE 102014106631 [0008]
EP 1525067 B1 [0009]
WO 2010/031864 [0010, 0107]
DE 10301102 A1 [0012]
DE 10246540 A1 [0015]
WO 2006/094621 [0017]
DE 102012220159 A1 [0020]

Claims

Lötvorrichtung umfassend eine Prozesskammer (2) mit einem Transportsystem (10) zum Befördern von zu lötenden Baugruppen, wobei in der Prozesskammer (2) eine Prozessgasatmosphäre vorliegt, gekennzeichnet durch, eine UV-Beleuchtungseinrichtung (3) zum Reinigen der Prozessgasatmosphäre.
Lötvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Transportsystem (10) einen Transportweg der zu lötenden Baugruppen festlegt und die UV-Beleuchtungseinrichtung (3) einen UV-Strahlengang erzeugt und derart angeordnet ist, dass sich der Strahlengang außerhalb des Transportweges befindet.
Lötvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgas in der Prozesskammer (2) strömt, wobei diese Strömung durch Wärme, die Neigung der Prozesskammer (2) und/oder eine Lüftereinrichtung/Gebläse (28) verursacht wird, wobei der UV-Strahlengang derart ausgerichtet ist, dass ein Abschnitt der Strömung über die gesamte Breite der Strömung im Strahlengang liegt.
Lötvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötvorrichtung (1) mehrere Prozesskammern (2) aufweist, wobei in zwei oder mehreren dieser Prozesskammern (2) UV-Beleuchtungseinrichtungen (3) angeordnet sind.
Lötvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötvorrichtung (1) eine von der Prozesskammer (2) unabhängige Reinigungskammer (25) aufweist in der die UV-Beleuchtungseinrichtung (3) zum Reinigen der Prozessgasatmosphäre angeordnet ist, die mit der Prozesskammer (2) kommunizierend derart verbunden ist, dass sie vom Prozessgas durchströmt wird.
Lötvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Prozessgas Luft oder ein Inertgas oder eine Mischung aus diesen beiden ist.
Lötvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötvorrichtung (1) eine Reflow-Lötvorrichtung ist und eine Heiz-/Gebläseeinrichtung (29) zum Zuführen des Prozessgases zu den Baugruppen und zum Erwärmen des Luftstroms aufweist.
Lötvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lötvorrichtung (1) eine Wellen-Lötvorrichtung ist und zumindest eine Lötdüse (17) aufweist.
Lötvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Prozesskammer eine Einrichtung zum Einbringen von Sauerstoff oder Wasserstoffperoxid aufweist.
Lötverfahren umfassend die folgenden Schritte, Befördern von zu lötenden Baugruppen mittels eines Transportsystems (10) durch eine Prozesskammer (2), wobei in der Prozesskammer (2) eine Prozessgasatmosphäre vorliegt, gekennzeichnet durch, Bestrahlen der Prozessgasatmosphäre mittels einer UV-Beleuchtungseinrichtung (3), wodurch diese gereinigt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Bestrahlen der Prozessgasatmosphäre mittels einer UV-Beleuchtungseinrichtung (3) zentral oder dezentral ausgeführt wird.