DE202009014591U1

DE202009014591U1 - Dampfphasen-Lötanlage

Info

Publication number: DE202009014591U1
Application number: DE202009014591U
Authority: DE
Original assignee: ASSCON SYSTECH ELEKTRONIK GmbH; ASSCON SYSTEMTECHNIK-ELEKTRONIK GmbH
Current assignee: ASSCON SYSTECH ELEKTRONIK GmbH; ASSCON SYSTEMTECHNIK-ELEKTRONIK GmbH
Priority date: 2009-10-29
Filing date: 2009-10-29
Publication date: 2010-02-04
Anticipated expiration: 2019-10-30

Abstract

Dampfphasen-Lötanlage (1), aufweisend:
a. eine Prozesskammer (10), die eine zu lötende Baugruppe (15) aufnimmt und in der eine Prozessflüssigkeit (20) angeordnet ist, über der eine Heizvorrichtung (35) eine Dampfdecke (25) erzeugt;
b. einen ersten Behälter (50) für die Prozessflüssigkeit (20), der mit der Prozesskammer (10) verbunden ist; und
c. einen zweiten Behälter (60) für die Prozessflüssigkeit (20), der getrennt von dem ersten Behälter (50) angeordnet ist, der mit dem ersten Behälter (50) verbunden ist und der ausgebildet ist, ein Abkühlen der Prozessflüssigkeit (20) zu ermöglichen.

Description

1. Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dampfphasen-Lötanlage und insbesondere eine Dampfphasen-Lötanlage mit einem Filtrierungssystem zum Reinigen der Prozessflüssigkeit.
2. Stand der Technik
Lötprozesse spielen in vielen Bereichen der Industrie eine wichtige Rolle. Damit werden viele kleine einfache Bauteile, wie etwa Widerstände und große hochkomplexe Bauteile, beispielsweise Mikroprozessoren, auf Platinen verbunden. Durch die rasanten Fortschritte der Mikroelektronik werden immer feinere Strukturen auf Halbleiter-Chips und für deren Anschlusstechnik realisiert. Dadurch wird gleichzeitig die weitere Verarbeitung dieser Bauteile immer aufwändiger. Neben der elektrischen Kontaktierung stellen Lötverbindungen gleichfalls einen wirksamen Pfad zum Abführen der thermischen Verlustleistung aus den Bauelementen dar. Moderne Bauteile stellen daher hohe Anforderungen an den Lötprozess, insbesondere an dessen Reproduzierbarkeit, zur Sicherstellung einer gleichbleibend hohen Qualität der Lötverbindungen. Dampfphasen-Lötanlagen können diese Forderungen an die Lötverbindungen erfüllen.
Allerdings werden während eines Lötprozesses in Dampfphasen-Lötanlagen Verunreinigungen, beispielsweise in Form von Harzen, Flussmittelresten aus der Lotpaste und Verschmutzungen, die sich von der zu lötenden Baugruppe lösen, in die Prozessflüssigkeit eingebracht und können sich über viele Lötzyklen anreichern. Zur Aufrechterhaltung einer gleichmäßig hohen Qualität der mit einer Dampfpha sen-Lötanlage erzeugten Lotverbindungen ist es deshalb erforderlich diese Rückstände regelmäßig aus der Prozessflüssigkeit zu entfernen.
In der Gebrauchsmusterschrift DE 201 06 145 U1 hat die Anmelderin ein Filtrierungssystem für Dampfphasen-Lötanlagen in Form eines geschlossenen Kreislaufs offenbart. Dieses ist schematisch in der 1 dargestellt. Bei bleifreien Lötprozessen liegt die Siedetemperatur der Prozessflüssigkeit in Dampfphasen-Lötanlagen im Bereich von 200 bis 250°C. Bei diesen Prozesstemperaturen gehen die von der Lotpaste der zu lötenden Baugruppe bzw. von der Baugruppe selber in die Prozessflüssigkeit eingebrachten Verunreinigungen in Lösung und lassen sich deshalb in diesem Zustand nicht durch Filtrieren aus der Prozessflüssigkeit entfernen. Bei deutlich niedrigen Temperaturen der Prozessflüssigkeit (typischerweise T < 100°C) fallen die Verunreinigungen aus und werden dadurch einer Filtrierung zugänglich.
Das in der DE 201 06 145 U1 beschriebene und in der 1 dargestellte Filtrierungssystem umfasst als wesentliche Komponenten einen Kühlbehälter, der unterhalb der Prozesskammer angeordnet ist und an den eine Kühlvorrichtung angebracht ist. Zum Reinigen der Prozessflüssigkeit ist an den Kühlbehälter eine Filtereinheit angeschlossen.
Der Filtrierungsvorgang beginnt indem nach dem Öffnen des Ventils am Ablass der Prozesskammer die heiße Flüssigkeit durch die Schwerkraft getrieben in den Kühlbehälter unterhalb der Prozesskammer läuft. In dem Kühlbehälter wird die Prozessflüssigkeit auf eine Temperatur gekühlt, bei der sie filtriert werden kann. Ist diese Temperatur erreicht, was durch ein Thermometer angezeigt wird, wird der Kühlbehälter mittels Druckluft entleert, wobei die Prozessflüssigkeit durch eine an den Kühlbehälter angeschlossene Filtereinheit gepresst wird, bevor sie gereinigt der Prozesskammer wieder zugeführt wird. Bei diesem Vorgang muss das Ventil an dem Ablassstutzen der Prozesskammer geschlossen sein.
Außer den beiden Ventilen sind keine bewegten Teile in dem Filtrierungssystem vorhanden; dadurch ist seine Ausfallwahrscheinlichkeit sehr gering. Desgleichen ist der Wartungsaufwand im Vergleich zu pumpenbasierten Filtrierungssystemen sehr niedrig.
Trotz all dieser Vorzüge hat sich im mehrjährigen Betrieb im Feld herausgestellt, dass das beschriebene Filtrierungssystem den Betrieb der Dampfphasen-Lötanlage negativ beeinflusst.
So verkrustet bei hohem Verunreinigungsgrad der Prozessflüssigkeit der Kühlbehälter sehr schnell, da sich die Verunreinigungen schon vor dem eigentlichen Filtrierungsprozess in der Filtereinheit an den gekühlten Flächen des Kühlbehälters niederschlagen. Ferner haben spezielle Flussmittel unterhalb einer bestimmten Temperatur die Tendenz zu Schwebstoffen in Form kleiner Kügelchen auszukristallisieren. Durch ihr niedriges spezifisches Gewicht schwimmen diese auf der Prozessflüssigkeit im Kühlbehälter. Wie in der 1 gezeigt, befindet sich der Auslass des Kühlbehälters an seiner tiefsten Stelle. Damit werden beim Entleeren des Kühlbehälters mittels Druckluft die auf der Prozessflüssigkeit schwimmenden Flussmittelkügelchen nicht oder nur sehr schwer aus dem Kühlbehälter befördert. Der Kühlbehälter füllt sich immer mehr mit diesen Auskristallisationsprodukten, solange bis beim Öffnen des Ventils am Auslass der Prozesskammer keine Prozessflüssigkeit mehr in den Kühlbehälter laufen kann. Dadurch kommt die Funktion des Filtrierungssystems schließlich zum Erliegen, wenn nicht zuvor eine Reinigung des Kühlbehälters erfolgt.
Eine Reinigung des Kühlbehälters ist während des laufenden Betriebs der Dampfphasen-Lötanlage nicht möglich. Der Kühlbehälter befindet sich unmittelbar unter der heißen Prozesskammer. Aus Sicherheitsgründen muss deshalb vor dem Ausbau des Kühlbehälters die Gesamtanlage abgeschaltet werden und abgekühlt sein. Somit führt die Reinigung des Kühlbehälters zu einer erzwungenen, nicht unerheblichen Stillstandszeit der Dampfphasen-Lötanlage. Zudem ist aufgrund des Einbaus unterhalb der Prozesskammer die Montage des Kühlbehälters nur mit größerem Aufwand möglich.
Schließlich wird bei jedem Filtrierungsvorgang, d. h. bei jedem Entleeren des Kühlbehälters die in dem Kühlbehälter gespeicherte stark abgekühlte Prozessflüssigkeit nach dem Durchgang durch die Filtereinheit wieder in die Prozesskammer eingebracht. Dies resultiert in der Zugabe eines Schwalls kalter Prozessflüssigkeit in die in der Prozesskammer siedende Prozessflüssigkeit, wobei der Zeitpunkt zu dem die gereinigte Prozessflüssigkeit tatsächlich in die Prozesskammer gelangt nur ungenau vorhergesagt werden kann. Das Anlegen eines Überdrucks an den Kühlbehälter startet den Filtrierungsvorgang und ist damit ist der Startzeitpunkt des Prozesses genau bestimmt. Mit welchem Zeitversatz die gereinigte Prozessflüssigkeit beginnt, in die Prozesskammer zu fließen, hängt neben anderen Parametern von dem verwendeten Überdruck, der Füllhöhe des Kühlbehälters und dem Zustand des Filters ab. Dadurch unterliegt dieser Zeitversatz einer großen Variation und ist nur schwer genau bestimmbar.
Durch die Zugabe der gereinigten kalten Prozessflüssigkeit kühlt sich Prozessflüssigkeit in der Prozesskammer kurzfristig unter die Siedetemperatur ab, was zu einem kurzzeitigen Zusammenbrechen der Dampfdecke über der Prozessflüssigkeit in der Prozesskammer führt. Um zu verhindern, dass der Lötprozess durch diesen Vorgang beeinträchtigt wird, wird die Filtrierung der Prozessflüssigkeit nur freigegeben, nach der Unterbrechung des Lötbetriebs, wenn sichergestellt ist, dass sich keine Baugruppe in der Dampfdecke der Prozesskammer der Dampfphasen-Lötanlage befindet. Durch den Stillstand des Lötprozess während eines Filtrierungsvorgangs verringert die notwendige Reinigung der Prozessflüssigkeit den Durchsatz von Baugruppen durch die Dampfphasen-Lötanlage.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher das Problem zu Grunde, Vorrichtungen anzugeben, die den Einfluss der Reinigung der Prozessflüssigkeit auf den Betrieb der Dampfphasen-Lötanlage minimieren.
3. Zusammenfassung der Erfindung
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird dieses Problem durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. In einer Ausführungsform weist eine Dampfphasen-Lötanlage eine Prozesskammer auf, die eine zu lötende Baugruppe aufnimmt und in der eine Prozessflüssigkeit angeordnet ist, über der eine Heizvorrichtung eine Dampfdecke erzeugt, einen ersten Behälter für die Prozessflüssigkeit, der mit der Prozesskammer verbunden ist, einen zweiten Behälter für die Prozessflüssigkeit, der getrennt von dem ersten Behälter angeordnet ist, der mit dem ersten Behälter verbunden ist, und der ausgebildet ist, ein Abkühlen der Prozessflüssigkeit (20) zu ermöglichen.
Die Anmelderin hat herausgefunden, dass es günstig ist, die Funktion des Auffangens der heißen Prozessflüssigkeit und die Funktion des Kühlens der Prozessflüssigkeit räumlich zu trennen und dazu jeweils einen eigenen Behälter bereitzustellen. Ein erster Behälter, der bevorzugt unterhalb der Prozesskammer angeordnet ist, fängt eine definierte Menge heißer Prozessflüssigkeit auf. Dazu wird er vollständig mit Prozessflüssigkeit gefüllt. Nach Abschluss des Füllvorgangs wird der erste Behälter vollständig in einen zweiten größeren Behälter entleert, in dem die Prozessflüssigkeit aktiv und/oder passiv auf die für die Filtrierung geeignete Temperatur abgekühlt wird. Der erste Behälter enthält die heiße Prozessflüssigkeit nur während des Zeitraums des Füllens dieses Behälters, wobei die Temperatur der Prozessflüssigkeit während dieser Zeitspanne in der Nähe ihres Siedepunktes verbleibt, so dass die Verunreinigungen in Lösung bleiben. Aus diesem Grund verschmutzt der erste Behälter im Wesentlichen nicht. Ein Stillstand der gesamten Anlage, die sein Aus- und Einbau zu seiner Reinigung erzwingen würde, ist nicht länger notwendig. Das Reinigen des ersten Behälters kann daher während der ohnehin notwendigen periodischen Wartung der Dampfphasen-Lötanlage in großen Zeitintervallen erfolgen.
Das Verunreinigen des zweiten größeren Behälters, der zum Kühlen der Prozessflüssigkeit eingesetzt wird, kann aufgrund der von ihm zu erfüllenden Aufgabe nicht vermieden werden. Der zweite Behälter kann jedoch an einer Stelle in der Dampfphasen-Lötanlage eingebaut werden, die einen einfachen Ein- und Ausbau ermöglicht. Ferner kann der zweite Behälter im laufenden Betrieb der Anlage aus- und eingebaut werden, da er in hinreichender Entfernung zu der heißen Prozesskammer in der Anlage montiert werden kann. Stillstandszeiten der kompletten Anlage durch den Ein- und Ausbau eines Behälters, der zur Kühlung der Prozessflüssigkeit innerhalb eines Filtrierungssystems einsetzt wird, können daher entfallen.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zwischen der Prozesskammer und dem ersten Behälter ein erstes Ventil angeordnet.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform ist eine Oberkante des ersten Behälters tiefer liegend als ein Boden der Prozesskammer angeordnet.
In einer vorteilhaften Ausführungsform umfasst der zweite Behälter eine Kühlvorrichtung.
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Fassungsvermögen des zweiten Behälters größer, vorzugsweise doppelt, bevorzugt dreimal und besonders bevorzugt viermal so groß wie das Fassungsvermögen des ersten Behälters.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist an den zweiten Behälter eine Filtereinheit angeschlossen.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind der erste und der zweite Behälter druckdicht ausgeführt und der erste Behälter umfasst eine druckdichte Verbindung zu dem zweiten Behälter und der zweite Behälter umfasst eine druckdichte Verbindung zu der Filtereinheit.
In einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst der erste Behälter ein zweites Ventil, das bei geschlossenem erstem Ventil ermöglicht den ersten Behälter in den zweiten Behälter zu entleeren.
In einer weiteren besonders vorteilhaften Ausführungsform ermöglicht das zweite Ventil bei geschlossenem erstem Ventil den zweiten Behälter durch die Filtereinheit zu entleeren.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird das Problem der Erfindung durch eine Vorrichtung nach Anspruch 10 gelöst. In einer Ausführungsform weist eine Dampfphasen-Lötanlage mit einer Prozesskammer, die eine zu lötende Baugruppe aufnimmt und in der eine Prozessflüssigkeit angeordnet ist, über der eine Heizvorrichtung eine Dampfdecke erzeugt, eine Filtereinheit auf, die filtrierte Prozessflüssigkeit abgibt, eine Speichereinheit, die mit der Filtereinheit verbunden ist und die filtrierte Prozessflüssigkeit aufnimmt, und eine Steuerungsvorrichtung, die ausgebildet ist, eine Abgabe der Prozessflüssigkeit aus der Speichereinheit in die Prozesskammer zu steuern.
Die Steuerungsvorrichtung ermöglicht in Kombination mit der Speichereinheit, die kalte Prozessflüssigkeit auf kontrollierte Weise in die siedende Prozessflüssigkeit am Boden der Prozesskammer einzubringen. Insbesondere kann durch die Steuerungsvorrichtung ein kontinuierlicher, zeitlich konstanter Fluss kalter Prozessflüssigkeit in die Prozesskammer eingebracht werden. Alternativ kann eine definierte Menge Prozessflüssigkeit in die Prozesskammer eingebracht werden, wenn sich keine Baugruppe in der Dampfdecke der Prozesskammer befindet. In beiden Fällen kann der dadurch in der Dampfdecke der Prozesskammer hervorgerufene Dampfverlust durch eine Erhöhung der Heizleistung der Heizvorrichtung ausgeglichen werden. Somit verursacht das Reinigen der Prozessflüssigkeit nicht länger einen zeitweisen Stillstand des Lötprozesses.
In einer bevorzugten Ausführungsform gibt die Steuerungsvorrichtung im zeitlichen Mittel soviel Prozessflüssigkeit in die Prozesskammer ab, wie die Filtereinheit im zeitlichen Mittel filtrierte Prozessflüssigkeit in die Speichereinheit abgibt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform gibt die Steuerungsvorrichtung kontinuierlich eine zeitlich konstante Menge Prozessflüssigkeit ab.
In einer vorteilhaften alternativen Ausführungsform gibt die Steuerungsvorrichtung in den Zeitintervallen eines Lötbetriebs, in deren sich keine Baugruppe in der Dampfdecke befindet, eine vorgegebene Menge Prozessflüssigkeit in die Prozesskammer ab.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Speichereinheit oberhalb der Prozesskammer angeordnet und ist mit der Filtereinheit über eine druckdichte Verbindung verbunden.
In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Steuerungsvorrichtung ein Ventil.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform umfasst die Steuerungsvorrichtung zumindest eine im Bereich des Bodens der Speichereinheit angeordnete Öffnung.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Speichereinheit eine Heizung für die filtrierte Prozessflüssigkeit.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform weist die Dampfphasen-Lötanlage eine Prozesskammer auf, die eine zu lötende Baugruppe aufnimmt und in der eine Prozessflüssigkeit angeordnet ist, über der eine Heizvorrichtung eine Dampfdecke erzeugt, einen ersten Behälter für die Prozessflüssigkeit, der mit der Prozesskammer verbunden ist, einen zweiten Behälter für die Prozessflüssigkeit, der getrennt von dem ersten Behälter angeordnet ist, der mit dem ersten Behälter verbunden ist, und der ausgebildet ist, ein Abkühlen der Prozessflüssigkeit zu ermöglichen; weiterhin weist die Dampfphasen-Lötanlage eine Filtereinheit auf, die filtrierte Prozessflüssigkeit abgibt, eine Speichereinheit, die mit der Filtereinheit verbunden ist und die Prozessflüssigkeit aufnimmt, und eine Steuerungsvorrichtung, die ausgebildet ist, eine Abgabe der Prozessflüssigkeit aus der Speichereinheit in die Prozesskammer zu steuern.
Diese Ausführungsform macht es möglich, durch Betätigen von zwei Ventilen, die Prozessflüssigkeit durch das gesamte Filtrierungssystem in der Form eines geschlossenen Kreislaufs zu befördern. Pumpensysteme sind nicht notwendig. Dadurch ist das erfindungsgemäße Filtrierungssystem sehr ausfallsicher und wartungsarm. Die Kontrolle des gesamten Filtrierungssystems geschieht über das Fassungsvermögen der einzelnen Komponenten, deren Geometrie und deren räumliche Anordnung.
Ferner beeinflusst das erfindungsgemäße Filtrierungssystem den Betrieb der Dampfphasen-Lötanlage nicht merklich. Ein Abschalten der gesamten Anlage zum Aus- und Wiedereinbauen eines verunreinigten Behälters in dem Filtrierungssystem ist nicht mehr erforderlich. Ein Unterbrechen des Lötprozesses während eines Filtrierungszyklus, d. h. des Entleerens des ersten Behälters, ist ebenfalls nicht länger notwendig.
In einer weiteren ganz besonders bevorzugten Ausführungsform ist das Fassungsvermögen der Speichereinheit größer als das Fassungsvermögen des ersten Behälters.
Weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind in weiteren abhängigen Patentansprüchen definiert.
4. Beschreibung der Zeichnungen
In der folgenden detaillierten Beschreibung werden derzeit bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei
1 eine schematische Darstellung eines Filtrierungssystems aus dem Stand der Technik zum Reinigen der Prozessflüssigkeit einer Dampfphasen-Lötanlage wiedergibt;
2 eine schematische Darstellung eines ersten und eines zweiten Behälters samt zugehöriger Ventile sowie einer Filtereinheit als Teil eines erfindungsgemäßen Filtrierungssystems zeigt;
3 eine schematische Darstellung einer Filtereinheit, einer Speichereinheit und eine Steuerungsvorrichtung als Teil eines erfindungsgemäßen Filtrierungssystems wiedergibt; und
4 eine schematische Darstellung der wesentlichen Komponenten eines kompletten erfindungsgemäßen Filtrierungssystems zeigt.
5. Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtungen genauer erläutert.
Die 2 zeigt schematisch eine Prozesskammer 10 einer Dampfphasen-Lötanlage 1. Die Prozessflüssigkeit 20 füllt die Prozesskammer 10 bis zu einer bestimmten Höhe. In einer häufig gewählten Ausführungsform weist die Prozessflüssigkeit 20 eine Höhe von etwa einem Zentimeter auf. Als Prozessflüssigkeit 20 kann beispielsweise Perfluoropolyether oder eine zur Erzeugung einer Dampfdecke 25 geeignete Flüssigkeit eingesetzt werden. Die Prozessflüssigkeit 20 selber oder deren Zusammensetzung wird so gewählt, dass ihr Siedepunkt der Löttemperatur der zu lötenden Baugruppe 15 entspricht.
Mit einer Heizvorrichtung 35, die sich aus einer oder mehreren Heizungen zusammensetzt, wird die Prozessflüssigkeit 20 verdampft. Der entstehende Dampf bildet eine Dampfdecke 25 über der Prozessflüssigkeit 20. Der Großteil des Dampfes kondensiert an der zu lötenden Baugruppe 15 und bildet einen die Baugruppe 15 ein- und abschließenden Flüssigkeitsfilm. Dieser Flüssigkeitsfilm heizt die Baugruppe 15 kontrolliert durch die Menge des Dampfes, den die Dampfdecke 25 zum Kondensieren auf dem Flüssigkeitsfilm der Baugruppe 15 zur Verfügung stellt, auf die Löttemperatur auf. Die Lotpaste auf der Platine der Baugruppe 15 enthält neben weiteren Bestandteilen Flussmittel. Die Leiterplatte der Baugruppe 15 besteht in der Regel zu wesentlichen Bestandteilen aus mit Epoxidharz getränkten Glasfasermatten. Bei den hohen Temperaturen, die zum Verflüssigen des Lotes notwendig sind, kann das Flussmittel der Lotpaste teilweise in dem die Baugruppe 15 einhüllenden Flüssigkeitsfilm in Lösung gehen. Ferner können Bestandteile des Epoxidharzes ebenfalls in dem Flüssigkeitsfilm auf der Leiterplatte in Lösung gehen. Schließlich lösen sich auf der Platine oder den Bauteilen der Baugruppe 15 vorhandene Schmutzpartikel ebenfalls bei den Löttemperaturen teilweise in dem Flüssigkeitsfilm, der die Platine der Baugruppe 15 umgibt auf. Nach der Kondensation einer entsprechenden Menge Dampf aus der Dampfdecke 25 auf dem Flüssigkeitsfilm der Baugruppe 15 tropfen schließlich Teile des Flüssigkeitsfilms durch die Dampfdecke 25 in die am Boden der Prozesskammer 10 siedende Prozessflüssigkeit 20. Der Rest des Flüssigkeitsfilms tropft am Ende des Lötprozesses, wenn die Baugruppe 15 aus der Dampfdecke 25 entfernt wird, zurück in die siedende Prozessflüssigkeit 20.
Mit der Zahl der zu lötenden Baugruppen 15 reichern sich die Verunreinigungen in der Prozessflüssigkeit 20 an. Um die Qualität der Lötverbindungen sicherzustellen, müssen diese Verunreinigungen in periodischen Zeitabständen aus der Prozessflüssigkeit 20 entfernt werden. Bei der Siedetemperatur der Prozessflüssigkeit 20 liegen die allermeisten Verunreinigungen in gelöster Form vor. Das Filtrieren der Prozessflüssigkeit bei einer Temperatur nahe ihrem Siedepunkt ist deshalb kein wirksames Mittel zum Reinigen der Prozessflüssigkeit.
Durch Abkühlen der Prozessflüssigkeit auf Temperaturen in der Regel unter 100°C aggregiert ein Teil der Verunreinigungen während ein anderer Teil der Verunreinigungspartikel sich chemisch verbindet und ausfällt. In der nach der entsprechenden Kühlung der Prozessflüssigkeit 20 entstehenden Suspension können die Verunreinigungen durch Filtrierung von der Prozessflüssigkeit 20 getrennt werden.
Der Transport der Prozessflüssigkeit 20 von Dampfphasen-Lötanlagen 1 durch ein Filtrierungssystem ist gleich mit mehreren Herausforderungen verknüpft. Flüssigkeiten, die 200°C oder noch heißer sind, heizen Pumpen, die diese Flüssigkeiten transportieren, bereits ohne Berücksichtung der eigenen Verlustwärme auf diese hohen Temperaturen auf. Dies bedeutet für diesen Zweck können nur spezielle Pumpensysteme eingesetzt werden und diese unterliegen zudem einem hohen Verschleiß. Insbesondere die Halbleiterbauelemente der Pumpen reagieren empfindlich auf den Betrieb bei hohen Temperaturen.
Nach der Kühlung der Prozessflüssigkeit 20 auf Temperaturen unter 100°C, bei der die Prozessflüssigkeit 20 filtriert werden kann, werden die Verunreinigungen der Prozessflüssigkeit 20, insbesondere die Harzanteile klebrig. Dadurch können die Verunreinigungen der Prozessflüssigkeit 20 die Impeller eines Pumpensystems durch verkleben schwergängig machen oder ganz zum Stillstand bringen. Dies führt zu einem hohen Wartungsaufwand für Pumpen, die verunreinigte Prozessflüssigkeit 20 transportieren.
Erfindungsgemäße Filtrierungssysteme sind deshalb so ausgelegt, dass sie ganz ohne Pumpensysteme für den Transport der verunreinigten Prozessflüssigkeit 20 durch die Filtereinheit 200 auskommen. Bei dem Einsatz von Pumpen zum Transport der verunreinigten Prozessflüssigkeiten 20 würden ferner Sensoren benötigt, die den Druck und die Strömungsgeschwindigkeit der Prozessflüssigkeit 20 ermitteln. Diese können in erfindungsgemäßen Filtrierungssystemen ebenfalls entfallen.
In der derzeit bevorzugten, in der 2 dargestellten Ausführungsform ist deshalb der erste Behälter 50 so tief unterhalb der Prozesskammer 10 angeordnet, dass die Schwerkraft als Antrieb zum Füllen des ersten Behälters 50 ausgenutzt werden kann. In einer alternativen derzeit nicht bevorzugten Ausführungsform ist der erste Behälter 50 auf gleicher Höhe mit der Prozesskammer 10 angeordnet oder ist oberhalb der Prozesskammer 10 montiert. In dieser Ausführungsform, die ohne das Ventil 40 auskommen kann, kann die Prozessflüssigkeit 20 mit Hilfe einer Pumpe von der Prozesskammer 10 in den ersten Behälter 50 gesaugt werden (in 2 nicht dargestellt).
Zum Reinigen der Prozessflüssigkeit 20 befindet sich in der in der 2 gezeigten Ausführungsform am Boden der Prozesskammer 10 ein Ablass 30, der durch das Ventil 40 verschlossen werden kann. Unterhalb der Prozesskammer 10 und hinter dem Ventil 40 ist der bereits erwähnte erste Behälter 50 mit einem definierten Fassungsvermögen angebracht. Durch Öffnen den Ventils 40 läuft die siedende Prozessflüssigkeit 20 durch die Gravitation angetrieben in den ersten Behälter 50 und füllt diesen vollständig. Danach wird das Ventil 40 geschlossen und somit der erste Behälter 40 von der Prozesskammer 10 abgetrennt. Nach Beendigung des Füllvorgangs des ersten Behälters 50, der durch das Schließen des Ventils 40 abgeschlossen wird, wird durch Öffnen des Ventils 90 in der Zuleitung 80 durch Druckluft die heiße Prozessflüssigkeit 20 aus erstem Behälter 50 in einen zweiten größeren Behälter 60 gepresst und somit der erste Behälter 50 wieder entleert. Der dabei eingesetzte Überdruck kann durch einen Druckregler eingestellt werden (in 2 nicht gezeigt). Neben einer Gasmischung kann zum Transportieren der Prozessflüssigkeit 20 alternativ auch ein reines Gas einsetzt werden, wie etwa Stickstoff. Die Kontrolle der Ventile 40 und 90 kann manuell erfolgen oder durch eine automatische Zeitsteuerung (in 2 nicht dargestellt).
In einer alternativen Ausführungsform kann die Prozessflüssigkeit 20 von dem ersten Behälter 50 in den zweiten Behälter 60 gesaugt werden (in 2 nicht gezeigt). In einer weitern Ausführungsform kann der zweite Behälter 60 unterhalb des ersten Behälters 50 angeordnet sein, so dass die Schwerkraft als treibende Kraft zum Entleeren des ersten Behälters 50 eingesetzt werden kann. Diese Ausführungsform umfasst ferner ein Ventil in der Verbindung 100 zwischen dem ersten 50 und dem zweiten Behälter 60.
In der in der 2 schematisch dargestellten Ausführungsform befindet sich der erste Behälter 50 nur durch das Ventil 40 getrennt unmittelbar unter der heißen Prozesskammer 10. Um ihn aus- und einzubauen, muss, um eine Gefährdung des Montagepersonals auszuschließen, die Anlage vorher abgeschaltet und abgekühlt werden. Da sich jedoch während der Zeit des Füllens des ersten Behälters 50 die Prozessflüssigkeit 20 nur wenig unter ihren Siedepunkt abkühlt, bleiben die Verunreinigungen der Prozessflüssigkeit 20 in dem ersten Behälter 50 in Lösung. Dies bedeutet, dass sich in dem ersten Behälter 50 im Wesentlichen keine Verunreinigen ablagern. Selbst bei einem hohen Verschmutzungsgrad der Prozessflüssigkeit 20 weist der erste Behälter 50 ebenso wie die heiße Prozesskammer 10 keine nennenswerte Verunreinigung seiner Oberflächen auf. Die Reinigungsintervalle sowohl der Prozesskammer 10 als auch des ersten Behälters 50 sind daher sehr lang und können mit den periodischen Serviceintervallen der gesamten Anlage (ein bis zweimal jährlich) zusammengelegt werden.
Die Prozessflüssigkeit 20 wird in dem zweiten Behälter 60 durch eine Kühlvorrichtung 70 gekühlt. Die Kühlvorrichtung 70 kann aus einer oder mehrere Kühl einrichtungen bestehen, die, wie in der 2 dargestellt, an einer oder mehreren Außenwände des zweiten Behälters 60 angebracht sind. Ferner kann zusätzlich oder alternativ, wie in dem Kühlbehälter der 1 dargestellt, eine oder mehrere Kühlschlangen in dem zweiten Behälter 60 angeordnet sein. Die Größe des zweiten Behälters und die Auslegung der Kühleinheit 70 korrelieren direkt miteinander. Bei einem sehr großen zweiten Behälter 60 kann eine große Menge Prozessflüssigkeit 20 in ihm gesammelt werden. Damit kann die Prozessflüssigkeit einen langen Zeitraum in dem zweiten Behälter 50 verbleiben und darin langsam abkühlen. Die Kühleinheit 70 muss daher weniger leistungsstark ausgelegt werden wie bei einem kleineren zweiten Behälter 60 oder kann ganz entfallen.
Die in dem Kühlbehälter der 1 eingesetzten Füllstandssensoren zum Bestimmen des Füllstandes des Kühlbehälters mit Prozessflüssigkeit können in dem erfindungsgemäßen Filtrationssystem entfallen, da die Füllhöhe des zweiten Behälters 60 durch das Fassungsvermögen des ersten Behälters 50 und die Zeitdauer, in der das zweite Ventil 90 geöffnet ist, festgelegt wird. Mit Hilfe des Temperatursensors 180 des zweiten Behälters 60 wird die aktuelle Temperatur der Prozessflüssigkeit 20 in dem zweiten Behälter 60 gemessen und die Kühlvorrichtung 70 gesteuert.
Vor einem Entleeren der Prozessflüssigkeit 20 des ersten Behälters 50 in den zweiten Behälter 60 muss die Prozessflüssigkeit 20 in dem zweiten Behälter 60 eine Temperatur aufweisen, die unterhalb der Filtrierungstemperatur liegt. Nur so kann sichergestellt werden, dass die Verunreinigungen der Prozessflüssigkeit 20 in dem zweiten Behälter 60 zu diesem Zeitpunkt nicht in Lösung sind, sondern als Suspension vorliegen und damit in einer für den Filtrierungsprozess geeigneten Form existent sind. Bei dieser Temperatur setzt sich jedoch – wie bereits im zweiten Abschnitt ausgeführt – ein Teil der Verunreinigungen an den Wänden des zweiten Behälters 60 ab, die dadurch im Laufe eines längeren Betriebs verkrusten. Ein weiterer Teil der Verunreinigungen schwimmt als kleine Kügelchen auf der Prozessflüssigkeit 20 und kann nur schwer zu der Filtereinheit 200 befördert wer den. Durch das Kühlen der Prozessflüssigkeit 20 mit der Kühlvorrichtung 70 auf eine für den Filtrierungsprozess geeignete Temperatur treten in dem zweiten Behälter 60 alle Probleme des im zweiten Abschnitt beschriebenen Kühlbehälters der 1 auf. Ebenso wie der Kühlbehälter der 1 muss der zweite Behälter 60 der 2 häufiger aus der Anlage ausgebaut, gereinigt und wieder eingebaut werden.
Der zweite Behälter 60 wird in einem erfindungsgemäßen Filtrierungssystem jedoch nicht unter der heißen Prozesskammer 10 eingebaut, sondern an einer Position, an der er leicht ein- und ausgebaut werden kann. Ferner wird in einem erfindungsgemäßen Filtrierungssystem der zweite Behälter 60 in einer hinreichenden Distanz zu der heißen Prozesskammer 10 angeordnet, so dass er gefahrlos bei laufendem Betrieb der Dampfphasen-Lötanlage 1 gewechselt werden kann. Ein Abschalten der gesamten Anlage und ein Abkühlen der Prozesskammer 10, um den zweiten Behälter 60 eines erfindungsgemäßen Filtrierungssystems aus- und wieder einzubauen, entfallen ersatzlos.
Sowohl der erste Behälter 50 als auch der zweite Behälter 60 werden in erfindungsgemäßen Filtrierungssystemen für Dampfphasen-Lötanlagen druckdicht ausgeführt. Das gleiche gilt für die Filtereinheit 200. Ferner werden die Verbindung 100, die den ersten 50 mit dem zweiten Behälter 60 verbindet ebenso wie die Verbindung 120, die eine Verbindung zwischen dem zweiten Behälter 60 und der Filtereinheit 200 herstellt, druckdicht ausgelegt. Dies ermöglicht bei geschlossenem ersten Ventil 40 und geöffnetem zweiten Ventil 90 mittels Druckluft den ersten Behälter 50 in den zweiten Behälter 60 zu entleeren und gleichzeitig einen Teil der in dem zweiten Behälter 60 gekühlten Prozessflüssigkeit 20 aus dem zweiten Behälter 60 über die Verbindung 120 durch die Filtereinheit 200 zu pressen. Durch die druckdichte Auslegung des Filtrierungssystems von dem ersten Behälter 50 bis zu der Filtereinheit 200 kann durch Öffnen des zweiten Ventils 90 bei geschlossenem ersten Ventil 40 nicht nur der erste Behälter 50 sondern auch der zweite Behälter 60 durch die Filtereinheit 200 entleert werden. Dies ist bei spielsweise vor dem Ausbau des zweiten Behälters 60 zu seiner Reinigung wünschenswert.
In einer alternativen derzeit nicht bevorzugten Ausführungsform wird der zweite Behälter 60 durch die Filtereinheit 200 entleert, indem an den Ausgang der Filtereinheit ein Unterdruck angelegt wird (in 2 nicht gezeigt). Ferner ist es möglich in die Verbindung 100 zwischen erstem 50 und zweitem Behälter 60 ein drittes Ventil einzubauen und einen Druckluftanschluss mit einem vierten Ventil direkt an den zweiten Behälter 60 zu legen. Bei geschlossenem dritten Ventil und geöffnetem ersten Ventil ermöglicht diese Ausführungsform das gleichzeitige Füllen des ersten Behälters 50 und Entleeren des zweiten Behälters 60 (in 2 nicht dargestellt).
In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Filtereinheit 200 unterhalb des zweiten Behälters 60 angebracht werden, so dass wiederum die Schwerkraft das Entleeren des zweiten Behälters 60 durch die Filtereinheit 200 antreibt. Zum Steuern dieses Vorgangs ist in dieser Ausführungsform das Einbauen eines Ventils in die Verbindung 120 zwischen dem zweiten Behälter 60 und der Filtereinheit 200 sinnvoll.
Die Filtereinheit 200 kann sich aus einem oder mehreren in Reihe und/oder parallel geschalteten einzelnen Filtern zusammensetzen. So kann ein Vorfilter und ein Feinfilter eingesetzt werden in Abhängigkeit der aus der Prozessflüssigkeit 20 zu entfernenden Verunreinigungsanteile. Bevorzugt werden in der Filtereinheit 200 handelsübliche Kerzenfilter mit entsprechender Filterfeinheit verwendet.
Die 3 zeigt den zweiten Teil eines erfindungsgemäßen Filtrierungssystems. Der Filtereinheit 200 folgt eine Speichereinheit 220, in der die die Filtereinheit 200 verlassende gereinigte Prozessflüssigkeit 20 gesammelt wird. Die Speichereinheit 220 ist ebenfalls über eine druckdichte Verbindung 210 an die Filtereinheit 200 angeschlossen. In der Ausführungsform der 3 ist die Speicherein heit 220 ist über der Prozesskammer 10 der Dampfphasen-Lötanlage 1 angeordnet, so dass die Prozessflüssigkeit 20 ausschließlich durch die Schwerkraft angetrieben von der Speichereinheit 220 in die Prozesskammer 10 der Dampfphasen-Lötanlage 1 befördert werden kann. In der Decke der Speichereinheit 220 befindet sich eine oder mehrere Öffnungen 240 durch die sich in dem nicht mit Prozessflüssigkeit 20 befüllten Teil der Speichereinheit 220 Atmosphärendruck einstellen kann.
In einer alternativen Ausführungsform wird durch Anlegen eines entsprechenden Unterdrucks an die Speichereinheit 220 die Prozessflüssigkeit 20 durch die Filtereinheit 200 über die Verbindung 210 in die Speichereinheit 220 gesaugt. In einer weiteren alternativen Ausführungsform befindet sich die Filtereinheit 200 oberhalb Speichereinheit 220, so dass die Prozessflüssigkeit der Schwerkraft folgend von der Filtereinheit 200 in die Speichereinheit 220 fließt.
Eine Steuerungsvorrichtung 230 der Speichereinheit 220 kontrolliert die pro Zeiteinheit in die Prozesskammer 10 abgegebene Menge an gereinigter Prozessflüssigkeit 20. Die Steuerungsvorrichtung 230 kann ein Ventil sein, das von Hand oder über eine Zeitsteuerung geschaltet ist. Im laufenden Lötbetrieb kann das Ventil kann so gesteuert werden, dass es in Zeitintervallen in denen sich keine Baugruppe 15 in der Dampfdecke 25 der Prozesskammer 10 befindet, eine definierte oder vorgegebene Menge Prozessflüssigkeit in die Prozesskammer 10 abgibt. Der sich durch das Aufheizen der zugegebenen Prozessflüssigkeitsmenge ergebende zusätzliche Leistungsbedarf kann durch eine Erhöhung der Grundlast der Heizvorrichtung 35 ausgeglichen werden. Ein Unterbrechen des Lötprozesses während eines Filtrierungsvorgangs ist nicht länger notwendig.
In der derzeit bevorzugten Ausführungsform, in der die Speichereinheit 220 oberhalb der Prozesskammer 10 angeordnet ist, umfasst die Steuerungsvorrichtung 230 eine oder mehrere Öffnungen mit definiertem Durchmesser in dem Boden der Speichereinheit 220 durch die die Prozessflüssigkeit 20 kontinuierlich und in zeit lich konstanter Menge in die Prozesskammer 10 rinnt. Der dadurch verursachte zusätzliche Leistungsbedarf zum Heizen der zugegebenen Prozessflüssigkeit 20 auf deren Siedetemperatur wird wiederum durch eine entsprechende Erhöhung der Heizleistung der Heizvorrichtung 35 ausgeglichen. Auch in dieser Ausführungsform hat das Filtrieren der Prozessflüssigkeit 20 keine negativen Auswirkungen auf den Lötprozess der Baugruppen 15.
Die Steuerungsvorrichtung 230 kann ferner eine Verteilvorrichtung enthalten, die die gereinigte Prozessflüssigkeit 20 gleichmäßig über die Prozesskammer 10 verteilt, so dass eine inhomogene Verteilung des Dampfes in der Dampfdecke 25 durch das Einbringen der gereinigten Prozessflüssigkeit 20 verhindert wird (in 3 nicht dargestellt).
In Ausführungsformen in denen die Speichereinheit 220 so angeordnet ist, dass nicht die Gravitation zum Transport der Prozessflüssigkeit 20 von der Speichereinheit 220 in die Prozesskammer 10 ausgenutzt werden kann, kann die Steuerungsvorrichtung 230 eine steuerbare Pumpe umfassen, die die Prozessflüssigkeit von der Speichereinheit 220 in die Prozesskammer 10 transportiert (in 3 nicht veranschaulicht).
In der Speichereinheit 220 kann eine Heizung für die Prozessflüssigkeit 20 eingebaut werden, durch die sich die Prozessflüssigkeit auf eine definierte Temperatur aufheizen lässt (in der 3 nicht dargestellt). Damit kann aus der Temperaturdifferenz der Prozessflüssigkeit 20 in der Speichereinheit 220 und der in der Prozesskammer 10 siedenden Prozessflüssigkeit 20 und der Menge der Prozessflüssigkeit 20, die von der Steuerungsvorrichtung 230 pro Zeiteinheit von der Speichereinheit 220 in die Prozesskammer 10 abgegeben wird, bestimmt werden, welchen zusätzlichen Leistungsbedarf das Einbringen der gereinigten Prozessflüssigkeit 20 in der Prozesskammer 10 verursacht. Durch eine Erhöhung der Heizleistung der Heizvorrichtung 35 kann der zusätzliche Leistungsbedarf wiederum kompensiert werden. Dadurch ist es möglich, dass der Filtrierungsprozess parallel zum Lötprozess ausgeführt werden kann, ohne letzteren negativ zu beeinflussen. Eine Unterbrechung des Lötprozesses aufgrund der notwendigen Reinigung der Prozessflüssigkeit 20 ist nicht länger notwendig.
Die 4 gibt schematisch die wesentlichen Komponenten eines gesamten erfindungsgemäßen Filtrierungssystems wieder. Es setzt sich aus den anhand der 2 und 3 erläuterten Teilen zusammen. Der Transport der Prozessflüssigkeit 20 durch das gesamte Filtrierungssystem wird in der in 4 dargestellten Ausführungsform durch zwei Kräfte bewerkstelligt. Die Schwerkraft befördert die gereinigte abgekühlte Prozessflüssigkeit 20 von der Speichereinheit 220 in die Prozesskammer 10. Ferner transportiert die Gravitation die heiße verunreinigte Prozessflüssigkeit 20 bei geöffnetem ersten Ventil 40 von der Prozesskammer 10 in den ersten Behälter 50. Bei geschlossenem ersten Ventil 40 und geöffnetem zweiten Ventil 90 befördert Druckluft die Prozessflüssigkeit 20 von dem ersten Behälter 50 in den zweiten Behälter 60 und nach entsprechender Kühlung durch die Filtereinheit 200 in die Speichereinheit 220 über der Prozesskammer 10 der Dampfphasen-Lötanlage 1.
In einer alternativen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filtrierungssystems kann statt Überdruck Unterdruck zum Transportieren der Prozessflüssigkeit 20 von der Prozesskammer 10 in die Speichereinheit 220 verwendet werden. Wie bereits angesprochen, kann durch Einbau eines dritten Ventils in die Verbindung 100 das Leeren des ersten Behälters von dem Leeren des zweiten Behälters entkoppelt werden. Schließlich kann die Prozessflüssigkeit 20 durch eine Kombination aus Überdruck und Unterdruck durch ein erfindungsgemäßes Filtrierungssystem befördert werden. Das Anwenden eines Überdrucks ist dabei nicht auf den ersten Behälter 50 beschränkt und das Anwenden eines Unterdrucks ist nicht auf die Speichereinheit 220 begrenzt.
Ferner kann in weiteren alternativen Ausführungsformen die Kombination der Kräfte Überdruck bzw. Unterdruck und Gravitation beliebig gestaltet werden.
Beispielsweise kann der erste Behälter 50 oberhalb des zweiten Behälters 60 angeordnet sein und dieser wiederum über der Filtereinheit 200 und des Speichermediums 220. Nachdem die Prozessflüssigkeit aktiv von der Prozesskammer 10 in den ersten Behälter 60 befördert wird, kann der übrige Pfad der Prozessflüssigkeit 20 durch den Filterkreislauf passiv, d. h. durch die Schwerkraft angetrieben erfolgen. Die Steuerung geschieht dabei durch Ventile in den Verbindungen 100 und 120. Ferner kann in einer weiteren Ausführungsform die Filtereinheit 200 den höchsten Punkt des Filtrierungssystems bilden. Eine Pumpe saugt die Prozessflüssigkeit von dem ersten 50 und dem zweiten Behälter 60 durch die Filtereinheit 200 und den verbleibenden Teil des Pfades legt die Prozessflüssigkeit 200 passiv zurück. Diese Anordnung hätte den Vorteil, dass die Pumpe nicht in der verunreinigten Prozessflüssigkeit 20 arbeiten müsste.
Damit ein erfindungsgemäßes Filtrierungssystem störungsfrei funktionieren kann, muss das Fassungsvermögen der Speichereinheit 220 größer sein als das Fassungsvermögen des ersten Behälters 50. Damit wird garantiert, dass die Speichereinheit 220 die Menge der aus dem ersten Behälter 50 entleerten Prozessflüssigkeit 20 aufnehmen kann.
Ein erfindungsgemäßes Filtrierungssystem vermeidet somit jede negative Auswirkung des notwendigen Reinigungsprozesses der Prozessflüssigkeit 20 auf den Betrieb einer Dampfphasen-Lötanlage 1. Damit wird der Durchsatz an Baugruppen durch die Anlage gesteigert, ohne einen Kompromiss für die Qualität der mit der Dampfphasen-Lötanlage erzeugten Lötverbindungen einzugehen.
Ein erfindungsgemäßes Filtrierungssystem kann ohne Einschränkung auch für Vakuum-Dampfphasen-Lötanlagen eingesetzt werden.
6. Verfahrensgemäße Beschreibung erfindungsgemäßer Prinzipien
Nachfolgend werden einige erfindungsgemäße Prinzipien verfahrensmäßig dargestellt.

1. Verfahren zum Abkühlen einer Prozessflüssigkeit (20) einer Dampfphasen-Lötanlage (1), aufweisend:
a. Sammeln der Prozessflüssigkeit (20) in einem ersten Behälter (50);
b. Entleeren der Prozessflüssigkeit (20) des ersten Behälters (50) in einen zweiten Behälter (60); und
c. Abkühlen der Prozessflüssigkeit (20) in dem zweiten Behälter (60).
2. Verfahren wie unter 1., wobei das Sammeln der Prozessflüssigkeit (20) durch die Schwerkraft erfolgt.
3. Verfahren wie unter 1. oder 2., wobei das Abkühlen der Prozessflüssigkeit (20) durch eine Kühlvorrichtung (70) erfolgt, die an dem zweiten Behälter (60) angeordnet ist.
4. Verfahren wie unter 1.–3., wobei das Fassungsvermögen des zweiten Behälters (60) größer, vorzugsweise doppelt, bevorzugt dreimal und besonders bevorzugt viermal so groß wie das Fassungsvermögen des ersten Behälters (50) ist.
5. Verfahren wie unter 1.–4., wobei das Entleeren der Prozessflüssigkeit (20) des ersten Behälters (50) in den zweiten Behälter (60) ventilgesteuert erfolgt.
6. Verfahren zum kontrollierten Zuführen von Prozessflüssigkeit (20) in eine Prozesskammer (10) einer Dampfphasen-Lötanlage (1), aufweisend:
a. Abgeben von filtrierter Prozessflüssigkeit (20) von einer Filtereinheit (200) in eine Speichereinheit (220);
b. Speichern der Prozessflüssigkeit (20) in der Speichereinheit (220); und
c. Steuern einer Abgabe der Prozessflüssigkeit (20) aus der Speichereinheit (220) in die Prozesskammer (10).
7. Verfahren wie unter 6., wobei das Steuern im zeitlichen Mittel gleichviel Prozessflüssigkeit (20) von der Speichereinheit (220) in die Prozesskammer (20) abgibt wie die Filtereinheit (200) im zeitlichen Mittel filtrierte Prozessflüssigkeit (20) der Speichereinheit (220) zuführt.
8. Verfahren wie unter 6. oder 7., wobei das Steuern kontinuierlich eine zeitlich konstante Menge Prozessflüssigkeit (20) in die Prozesskammer (10) abgibt.
9. Verfahren wie unter 6.–8., wobei das Steuern eine vorgegebene Menge Prozessflüssigkeit (20) in die Prozesskammer (10) abgibt in den Zeitintervallen in deren sich keine Baugruppe (15) in der Dampfdecke (25) befindet.
10. Verfahren wie unter 8.–9., weiterhin aufweisend Heizen der Prozessflüssigkeit (20) in der Speichereinheit (220).
11. Verfahren wie unter 1., weiterhin aufweisend Abgeben von filtrierter Prozessflüssigkeit (20) von einer Filtereinheit (200) in eine Speichereinheit (220), Speichern der Prozessflüssigkeit (20) in der Speichereinheit (220), und Steuern einer Abgabe der Prozessflüssigkeit (20) aus der Speichereinheit (220) in die Prozesskammer (10).

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 20106145 U1 [0004, 0005]

Claims

Dampfphasen-Lötanlage (1), aufweisend: a. eine Prozesskammer (10), die eine zu lötende Baugruppe (15) aufnimmt und in der eine Prozessflüssigkeit (20) angeordnet ist, über der eine Heizvorrichtung (35) eine Dampfdecke (25) erzeugt; b. einen ersten Behälter (50) für die Prozessflüssigkeit (20), der mit der Prozesskammer (10) verbunden ist; und c. einen zweiten Behälter (60) für die Prozessflüssigkeit (20), der getrennt von dem ersten Behälter (50) angeordnet ist, der mit dem ersten Behälter (50) verbunden ist und der ausgebildet ist, ein Abkühlen der Prozessflüssigkeit (20) zu ermöglichen.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach Anspruch 1, wobei zwischen der Prozesskammer (10) und dem ersten Behälter (50) ein erstes Ventil (40) angeordnet ist.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei eine Oberkante des ersten Behälters (50) tiefer liegend als ein Boden der Prozesskammer (10) angeordnet ist.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zweite Behälter (60) eine Kühlvorrichtung (70) umfasst.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Fassungsvermögen des zweiten Behälters (60) größer, vorzugsweise doppelt, bevorzugt dreimal und besonders bevorzugt viermal so groß wie das Fassungsvermögen des ersten Behälters (50) ist.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei an den zweiten Behälter (60) eine Filtereinheit (200) angeschlossen ist.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der erste (50) und der zweite Behälter (60) druckdicht ausgeführt sind und der erste Behälter (50) eine druckdichte Verbindung (100) zu dem zweiten Behälter (60) umfasst und der zweite Behälter (60) eine druckdichte Verbindung (120) zu der Filtereinheit (200) umfasst.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der erste Behälter (60) ein zweites Ventil (90) umfasst, das bei geschlossenem erstem Ventil (40) ermöglicht den ersten Behälter (50) in den zweiten Behälter (60) zu entleeren.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach Anspruch 8, wobei das zweite Ventil (90) bei geschlossenem ersten Ventil (40) ermöglicht den zweiten Behälter (60) durch die Filtereinheit (200) zu entleeren.
Dampfphasen-Lötanlage (1) mit einer Prozesskammer (10), die eine zu lötende Baugruppe (15) aufnimmt und in der eine Prozessflüssigkeit (20) angeordnet ist, über der eine Heizvorrichtung (35) eine Dampfdecke (25) erzeugt, aufweisend: a. eine Filtereinheit (200), die filtrierte Prozessflüssigkeit (20) abgibt; b. eine Speichereinheit (220), die mit der Filtereinheit (200) verbunden ist und die filtrierte Prozessflüssigkeit (20) aufnimmt; und c. eine Steuerungsvorrichtung (230), die ausgebildet ist, eine Abgabe der Prozessflüssigkeit (20) aus der Speichereinheit (220) in die Prozesskammer (10) zu steuern.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach Anspruch 10, wobei die Steuerungsvorrichtung (230) im zeitlichen Mittel soviel Prozessflüssigkeit (20) in die Prozesskammer (10) abgibt wie die Filtereinheit (200) im zeitlichen Mittel filtrierte Prozessflüssigkeit in die Speichereinheit (220) abgibt.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Steuerungsvorrichtung (230) kontinuierlich eine zeitlich konstante Menge Prozessflüssigkeit (20) in die Prozesskammer (10) abgibt.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach Anspruch 10 oder 11, wobei die Steuerungsvorrichtung (230) in den Zeitintervallen eines Lötbetriebs, in denen sich keine Baugruppe (15) in der Dampfdecke (25) befindet, eine vorgegebene Menge Prozessflüssigkeit (20) in die Prozesskammer (10) abgibt.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach einem der Ansprüche 10–13, wobei die Speichereinheit (220) oberhalb der Prozesskammer (10) angeordnet ist und mit der Filtereinheit (200) über eine druckdichte Verbindung (210) verbunden ist.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach einem der Ansprüche 10–14, wobei die Steuerungsvorrichtung (230) ein Ventil umfasst.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach einem der Ansprüche 10–14, wobei die Steuerungsvorrichtung (230) zumindest eine im Bereich des Bodens der Speichereinheit (220) angeordnete Öffnung (230) umfasst.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach einem der Ansprüche 10–16, wobei die Speichereinheit (220) eine Heizung für die filtrierte Prozessflüssigkeit (20) umfasst.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach Anspruch 1, weiterhin aufweisend eine Filtereinheit (200), die filtrierte Prozessflüssigkeit (20) abgibt, eine Speichereinheit (220), die mit der Filtereinheit (200) verbunden ist und die Prozessflüssigkeit (20) aufnimmt, und eine Steuerungsvorrichtung (230), die ausgebildet ist, eine Abgabe der Prozessflüssigkeit (20) aus der Speichereinheit (220) in die Prozesskammer (10) zu steuern.
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach Anspruch 18, wobei das Fassungsvermögen der Speichereinheit (220) größer ist als das Fassungsvermögen des ersten Behälters (50).
Dampfphasen-Lötanlage (1) nach einem der Ansprüche 18 oder 19, wobei das zweite Ventil (90) bei geschlossenem erstem Ventil (40) ermöglicht die Prozessflüssigkeit (20) von dem ersten Behälter (50) in die Speichereinheit (220) zu befördern.