DE3724005C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung
mit den Merkmalen des Oberbegriffes des
Anspruches 1 sowie ein Verfahren zum Betreiben einer
derartigen Anlage.
Bekannte derartige Anlagen werden insbesondere zur thermisch
beeinflußten Oberflächenmontage elektronischer
Bauteile, insbesondere für Bauteil-Kleberaushärtungsprozesse,
Lotaufschmelzprozesse und insbesondere Reflow-
Lötprozesse angewendet. Derartige Einrichtungen weisen
im wesentlichen eine Lötkammer auf, in der der Erwärmungsvorgang
vorgenommen wird. In der Lötkammer ist
mindestens ein Heizelement sowie eine Auflage für zu
bearbeitende Leitungssubstrate angeordnet. Mit der Einrichtung
wirkt in der Regel eine Steuerungsvorrichtung
zur Einstellung eines Temperatur-/Zeitprofils in der
Lötkammer zusammen.
Aus DE-OS 34 19 974 ist ebenfalls eine Vorrichtung mit
den Merkmalen des Oberbegriffes des Anspruches 1 in Form
einer Heizvorrichtung für eine Transportstraße bekannt.
Diese Vorrichtung weist eine Lötkammer auf, in der sich
eine Mehrzahl von Heizelementen befinden, die hinsichtlich
ihrer Abstrahlflächen beweglich angeordnet sind. In
einer ersten Betriebsstellung ist die Abstrahlfläche
gegen das auf einem Förderband angeordnete Substrat
gerichtet, in einer zweiten Stellung (Abdeckstellung)
sind die Abstrahlflächen der Heizelemente um 90° weggeklappt
und strahlen gegen eine Abdeckplatte, so daß kein
Strahlungsübergang von den Heizelementen auf das Substrat
erfolgt. Unter anderem wird durch diese Vorrichtung
verhindert, daß sich die Dämpfe, nämlich
verdampfende Lösungsmittel, die bei Erwärmung des der
mit Flußmittel versehenen Leiterplatte entstehen,
entzünden können. Die Bewegungssteuerung der
Heizelemente erfolgt selektiv über eine mit den
Heizelementenn verbundene Steuerungsvorrichtung.
Aus US-PS 34 86 004 ist ferner eine Erwärmungseinrichtung
bekannt geworden, bei welcher der Strahler in einem
lampenschirmartigen Gehäuse untergebracht ist, das über
einem Haltearm an einem im wesentlichen senkrecht von
einer Grundplatte abstehenden Träger befestigt ist. Das
Halteelement ist über einen Zahntrieb manuell höhenverstellbar,
so daß sich insgesamt der Abstand zwischen
Strahler und Substrat verändern läßt.
Beim Reflow-Lötprozeß wird - im Gegensatz zu klassischen
Lötverfahren - in einem ersten Arbeitsschritt der Lötwerkstoff
und in einem zweiten Arbeitsschritt die für
die Lötreaktion erforderliche Wärme eingebracht. Der
Lottransfer auf die Platine kann dadurch erfolgen, daß beispielsweise
Lotpasten auf die Platine aufgebracht werden,
galvanische oder schmelzmetallurgische Beschichtungen
von Platinenteilen vorgenommen oder Lotformteile
auf der zu bearbeitenden Platine befestigt werden. Die
Verlötung derart vorbestückter oder vorbereiteter Platinen
erfolgt dann in den oben erläuterten Öfen.
Es ist ferner bereits bekannt, daß das Temperatur-/Zeitprofil
innerhalb des Ofens sehr umsichtig den einzelnen
Parametern des Lötprozesses angepaßt werden muß. Die Art
der zu verlötenden Bauteile, die Art der Aufbringung
unterschiedlicher Lotmittel, Bauteildichte, Platinengröße
pp., müssen berücksichtigt werden, um den Lötprozeß
so zu gestalten, daß einerseits eine optimale Kontaktierung
der einzelnen Bauteile erreicht wird, andererseits
aber eine Überhitzung einzelner Bauteile oder
Baugruppen auf der Platine vermieden wird, die irreparable
Schäden innerhalb der Bauteile zur Folge haben
kann. Erschwerend kommt hinzu, daß infolge der immer
höheren Packungsdichte elektronischer Bauteile innerhalb
einzelner Chips die Anzahl der Anschlußbeine und damit
der gegenseitige Abstand der Anschlußbeine immer weiter
abnimmt, so daß an die Auflösung des Reflow-Lötverfahrens
ständig höhere Ansprüche gestellt werden. Es
sind heute beispielsweise IC-Bauformen bekannt, bei
denen die Anschlußbeine weniger als 0,5 mm Abstand voneinander
haben. Es ist einsichtig, daß beim Verarbeiten
derartiger Bauteile äußerst sorgfältig vorgegangen
werden muß, um Lötbrücken zwischen den einzelnen Anschlüssen
zu vermeiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Erwärmungseinrichtung
mit den Merkmalen des Oberbegriffes des
Anspruches 1 derart weiterzubilden, daß sie vielseitig
einsetzbar ist und insbesondere bei höchster Bearbeitungsqualität
in sehr kurzer Zeit auf sich ändernde
Anforderungen beim Lötvorgang reagieren kann. Diese
Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des
Anspruches 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Als Kerngedanke der Erfindung wird es angesehen, die den
Öfen nach dem Stand der Technik innewohnende thermische
Trägheit dadurch zu beheben, daß die Heizelemente automatisch
verstellbar angeordnet werden, wodurch in Sekundenschnelle
eine vollständige Umstellung des Temperatur-/Zeitprofils
ermöglicht wird. Aufheiz- und Abkühlzeiten
von Heizelementen oder Heizelementgruppen spielen
für die Variation von derartigen Profilen nur noch eine
untergeordnete Rolle, da der Abstand zwischen Heizelement
und Lötpunkt und/oder die Verweilzeit thermisch für
den Lötvorgang ausschlaggebend sind, mit anderen Worten,
bei gleichbleibender Heizelementtemperatur ein sehr
breites Spektrum von Löttemperaturen durchfahren werden
kann. Es ist sogar möglich, über die Verstellvorrichtungen
prozeßgesteuert den Abstand während eines Durchlaufes
einer Platine unter dem Heizelement kurz zurückzuziehen,
wenn ein besonders empfindliches Bauteil in
den Strahlungsbereich läuft und wieder zur Platine hinzuführen,
wenn höhere Lötpunkttemperaturen erforderlich
werden. Es liegt auch im Rahmen der Erfindung, über eine
gegebenenfalls in Förderrichtung laufende Bewegung das
Heizelement gleichsam dem Bauteil nachzuführen, um eine
sehr intensive Strahlungseinwirkung auf den jeweiligen
Lötpunkt zu bekommen.
Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, gegebenenfalls
prozeßgesteuert die Fördergeschwindigkeit der Platine
einerseits sowie Abstand und Nachführung des Heizelementes
andererseits aufeinander abzustimmen.
Durch Anspruch 5 wird eine sehr feinfühlige Abstimmung
des Temperaturprofils möglich. Stufenlose Einstellungen
lassen sich in bekannter Weise durch Servomotoren
und/oder Spindelgetriebe pp. erreichen.
Anspruch 6 zielt auf eine weitere Variabilitätsverbesserung
der Vorrichung ab, die durch ihren modularen Aufbau
an unterschiedlichste Anforderungen angepaßt werden
kann. Beispielsweise ist es möglich, Module mit Aufwärm-Flächenstrahlern
einzuschieben, um beispielsweise
bei Verarbeitung sehr großer Platinen ausreichende Aufwärm-Wärmemengen
zur Verfügung zu haben. Vorhandene
Anlagen können bei Bedarf auf einfachste Weise nachgerüstet
werden.
Da nicht nur die Temperatur, sondern auch die Verweilzeit
des Lötgutes im Strahlungsbereich des Heizelementes
für das Temperaturprofil eine große Rolle spielt, ist es
vorteilhaft, durch die Steuerungsvorrichtung auch die
Fördergeschwindigkeit einzelner Heizmodule selektiv
einstellen zu können.
Um eine Verbesserung des lateralen Auflösungsvermögens
des Lötvorganges zu erreichen, ist es zweckdienlich,
wenn gerichtete Linienstrahler, durch die der eigentliche
Lötvorgang besorgt wird, bezüglich ihrer Längserstreckungsrichtung
gegenüber der Förderrichtung schräg
angeordnet sind. Dadurch wird ein Lötmittelfluß entlang
der Kanten von Bauelementen (beginnend von der Ecke des
Bauelementes, die zuerst unter Strahlungslinie kommt)
erreicht, so daß Lötbrücken zwischen auch sehr dicht
liegenden Lötpunkten im allgemeinen vermieden werden. Es
liegt auch im Rahmen der Erfindung, sowohl die relative
Lage von Linienstrahlern als auch deren Abstrahlungsrichtung
über die Steuerungsvorrichtung automatisch zu beeinflussen.
Wenn von gerichteten Linienstrahlern gesprochen
wird, so sollen darunter einerseits Infrarotstrahler,
andererseits auch Heißluftlineale verstanden
werden. Beide Heizelement-Typen gehören zum Stand der
Technik.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen in den
Zeichnungsfiguren näher erläutert. Diese zeigt
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer
modular aufgebauten Reflow-Lötanlage;
Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf zwei IR-Linien
strahler, die über der Fördervorrichtung
angeordnet sind;
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Platine
unter automatisch verstellbar angeordneten
Linienstrahlern;
Fig. 4 eine schematische Schnittdarstellung einer ver
einfachten Version einer Erwärmungseinrichtung;
Fig. 5 ein typisches Temperaturprofil, wie es mit einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung eingestellt werden
kann.
Die in Fig. 1 insgesamt mit 1 bezeichnete Reflow-Lötanlage
weist eine Fördervorrichtung 2 in Form eines Förderbandes
auf, auf dem die zu bearbeitenden Leiterplatten 3, die mit
Bauteilen 4 bestückt sind, in Pfeilrichtung durch die
Lötanlage 1 hindurchtransportiert werden können. Innerhalb
einer nicht näher bezeichneten tunnelartigen Erwärmungsvor
richtung, auch als Tunnelofen bezeichnet, sind Heizelemente
5, 6 angeordnet, die sich jeweils über und unter der
Fördervorrichtung befinden. Die über der Fördervorrichtung 2
angeordneten Heizelemente 5 besorgen das Aufwärmen der
Leiterplatte 3 zu Beginn des Lötdurchlaufes, die unter der
Fördervorrichtung 2 angeordneten Heizelemente 5′ verhindern
ein Entweichen der von oben eingestrahlten Wärme nach unten
und stellen sozusagen eine Gegenheizung dar.
Sämtliche mit 5 bezeichneten Heizelemente sind sogenannte
Flächenstrahler, die im Modulabschnitt E über der Fördervor
richtung 2 angeordneten Heizelemente 6 sind als Linienstrah
ler ausgebildet, deren Art und Anordnung weiter unten näher
beschrieben wird.
Aufgrund des modularen Aufbaus ist die Fördervorrichtung 2
ebenfalls in einzelne Fördermodule 2 a-2 g aufgeteilt, was
beispielsweise durch einzelne Förderbänder innerhalb der
Module A-G verifiziert sein kann.
Bei Modul A handelt es sich um ein sogenanntes Platinenein
gabemodul, bei Modul G um ein sogenanntes Platinenausgabe
modul. Die Module B und C sind Anwärmmodule, die - je nach
Wärmebedarf - durch ein oder mehrere Module D gleicher Bauart
ergänzt werden können. Der eigentliche Lötvorgang wird im
Modul E vorgenommen, bei Modul F handelt es um ein Kühlmo
dul, wobei über und unter dem Fördervorrichtungsabschnitt 2
Kühlventilatoren 7, 7′ angeordnet sind.
Die Heizelemente 5, 5′ und 6 sind an motorisch angetriebenen
Verstellvorrichtungen 10, 10′ und 11 angeordnet, die mit
einer Steuerungsvorrichtung 12 verbunden und von dieser
selektiv ansteuerbar sind. Durch die Verstellvorrichtungen
10, 10′ können die als Flächenstrahler ausgebildeten
Heizelemente 5 angehoben oder abgesenkt werden, so daß sich
der jeweilige Abstand zwischen den Heizelementen und der
Förderebene der Fördervorrichtung 2 individuell einstellen
läßt. Die Verstellvorrichtung 11 ist darüber hinaus so
ausgebildet, daß sie über die Vertikalbewegung der als
Linienstrahler ausgebildeten Heizelemente 6 eine Dreh
bewegung, eine Schwenk- und eine horizontale Verschiebebe
wegung der Heizelemente 6 zuläßt. All diese Bewegungsabläufe
können von der Steuerungsvorrichtung 12 aktiviert werden.
Mit Hilfe dieser automatischen Verstellvorrichtungen, die
stufenlos arbeiten, ist eine sehr schnelle und flexible
Variation des Temperaturprofils entlang der Förderrichtung
möglich.
Jedem Heizmodul B, C, D und E sind im übrigen gesonderte
Verstellvorrichtungen zugeordnet. Darüber hinaus kann in an
sich bekannter Weise die Fördergeschwindigkeit der Förder
vorrichtung durch die Steuerungsvorrichtung beeinflußt
werden. Im vorliegenden Fall ist es sogar möglich, bei
besonderen Anwendungsfällen im Bedarfsfalle die Förderge
schwindigkeiten der einzelnen Förderbänder 2 a-2 g, entlang
des Förderweges selektiv durch die Steuerungsvorrichtung
einzustellen, wodurch eine selektive Spreizung oder Stau
chung des Temperaturprofils entlang der Zeitachse möglich
wird.
Aus Fig. 2 und 3 gehen Anordnung, Ausbildung und Verstell
möglichkeiten der beiden als Linienstrahler ausgebildeten
Heizelemente hervor. In Fig. 2 sind die beiden Heizelemente
6 dargestellt, die zur Förderrichtung (Pfeil 15) jeweils
einen Winkel von 45°, d.h. untereinander einen Winkel von
90° einschließen. Diese Relativstellung zur Förderrichtung
15 bewirkt bei den auf der Leiterplatte 3 angeordneten
Bauteilen 4 einen Schmelzfrontfluß entlang der Bauteilkan
ten, der zu einer drastischen Verbesserung des lateralen
Auslösungsvermögens des Lötvorganges führt. Überflüssiges
Lot wird entlang der Kanten der Bauelemente zu den Ecken
transportiert (etwa in Pfeilrichtung 16 in Fig. 2), so daß
Lotreste im Bereich der mit Pins versehenen Seitenkanten der
Bauteile 4 wegtransportiert werden.
Aus Fig. 3 geht hervor, daß die als Linienstrahler ausgebil
deten Heizelemente 6 in mehrfacher Hinsicht justierbar sind.
Die Verstellvorrichtungen 11 werden durch die Steuerungsvor
richtung 12 so aktiviert, daß die Elemente entlang der
vertikalen Achsen höhenverstellbar sind (senkrechter Pfeil),
in Richtung parallel zur Förderrichtung 15 der Leiterplatte
3 verschiebbar sind (waagrechter Pfeil), um die Hochachse
drehbar sind, sowie mit einem elliptischen Reflektor 17
versehen sind, der in Pfeilrichtung 18 verschwenkbar ist,
daß die Strahlungsrichtung 19 der beiden als Linienstrahler
ausgebildeten Heizelemente 6 bezogen auf die Förderebene
winkelverstellbar ist. In Fig. 3 ist ein mittlerer Winkel
der Strahlungsrichtung von etwa 45° eingezeichnet, der
ausreichend ist, um Abschattungseffekte auch bei Bauteilen,
deren Pins sehr weit unter das Bauteilgehäuse zurückgezogen
sind (beispielsweise PLCC's), sicher zu vermeiden.
Im folgenden wird wieder auf Fig. 1 Bezug genommen.
An die Steuerungsvorrichtung 12 ist eine Meßvorrichtung 20
angeschlossen, die eine Mehrzahl von Thermoelementen 21
aufweist, mit welchen kritische Temperaturwerte auf einer
die Anlage 1 durchlaufenden Testplatine (Leiterplatte 3)
erfaßt werden können. Wenn hier von "kritischen Temperatur
werten" die Rede ist, so sollen darunter Temperaturwerte
verstanden werden, die zum einen Maximalbelastungswerte für
die Bauelemente und/oder Substrate darstellen, zum anderen
Mittelwerte (beispielsweise auf der Platine gemessen) sind.
Diese Temperaturwerte werden in der Meßvorrichtung zusammen
gefaßt und über die Informationseingangsleitung 22 einem
Zwischenspeicher 23 zugeführt und dort abgelegt. In einem
Speicher 24 der Steuerungsvorrichtung 12 sind aus Erfah
rungswerten oder Untersuchungsreihen gewonnene Temperatur-
Sollwerte in Abhängigkeit von der Zeit abgelegt, die in
einem Komparator 25 mit den Temperaturwerten des Zwischen
speichers 23 verglichen werden. Über eine Eingabevorrichtung
26 können diese Sollwerte in den Speicher 24 eingegeben
werden.
Mit einem Ausgang 27 des Komparators 25 ist ein Prozessor 28
verbunden, der - abhängig vom Vergleichsergebnis im Kompara
tor 25 - die Verstellvorrichtungen 10, 10′ und 11 aktiviert
und die Heizelemente so einregelt, daß das den Sollwerten
entsprechende Temperaturprofil sich in der Anlage einstellt.
Dem Komparator 25 ist ferner eine Anzeigevorrichtung 29
beigeordnet, über die die Abweichungen zwischen Ist- und
Soll-Werten oder die Ist-Werte oder die Soll-Werte angezeigt
werden können. Die Anzeigevorrichtung kann beispielsweise
als alphanumerisches Display ausgebildet sein oder auch
durch eine analoge Anzeige gebildet werden.
Durch diese mit der Steuerungsvorrichtung zusammenwirkende
Meßvorrichtungsanordnung wird insgesamt eine "self-teaching"
Reflow-Anlage geschaffen, die in kürzester Zeit auf sich
ändernde Anforderungen reagieren kann, ohne daß die Bedie
nungsperson komplizierte Messungen und Berechnungen anstel
len muß.
"Eine derart ausgestaltete Anlage ermöglicht auch auf
einfache Weise die Generierung eines jederzeit wiederabrufba
ren Prozeßprogrammes, das - ausgehend von dem einmal
festgelegten Grundprogramm - beispielsweise über die
Eingabevorrichtung jederzeit korrigiert werden kann.
Zweckdienlicherweise ist die Steuerungsvorrichtung als
Computereinheit ausgebildet, die eine Mehrzahl von Schnitt
stellen zur Dateneingabe und -ausgabe aufweist. Dies
ermöglicht die Einbindung einer derartigen Anlage in
integrierte Fertigungssysteme."
Wie oben bereits erwähnt, ist es auch möglich,
relativ zwischen der im Modulabschnitt E befind
lichen Platine und den Heizvorrichtungen 6 kompliziertere
programmgesteuerte Bewegungsabläufe vorzusehen. Beispiels
weise kann die Geschwindigkeit der Fördereinrichtung 2 e
verzögert oder beschleunigt werden, wenn die Leiterplatte 3
bestimmte Positionen unter den Heizelementen 6 erreicht hat.
Ebenso ist es möglich, die Heizelemente 6 über eine bestimm
te Strecke in Förderrichtung mitzuführen.
In Fig. 4 ist eine Einfachversion einer
Vorrichtung dargestellt. Diese besteht im wesentlichen aus
einem Kasten 30 zur Bildung einer Lötkammer 31, in der eine
Auflage 32 für ein zu bearbeitendes Schaltungssubstrat 33
angeordnet ist.
Ferner sind in der Lötkammer 31 Heizelemente 35, 36 angeord
net, die an Verstellvorrichtungen 40, 41, 42 befestigt sind.
Das Heizelement 35 ist ein an sich bekannter Flächenstrah
ler, das Heizelement 36 ein an sich bekannter Linienstrah
ler. Der Flächenstrahler ist über die Verstellvorrichtung 40
lediglich der Höhe nach verstellbar, der Linienstrahler kann
sowohl horizontal als auch vertikal verschoben werden, wozu
die Verstellvorrichtung 41 als Spindel ausgebildet ist und
die Verstellvorrichtung 42 ein nicht näher zu erläuternder
Hubmechanismus ist, mit welchem die Spindel angehoben und
abgesenkt werden kann. Die Verstellvorrichtungen 40-42
sind motorisch angetrieben und werden von einer nicht näher
dargestellten Steuerungsvorrichtung aktiviert.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5 wird abschließend ein Tempera
turprofil gezeigt, wie es für derartige Reflow-Lötanlagen
typisch ist. Charakterisiert wird das Temperaturprofil durch
einen Aufwärmabschnitt, der nach anfänglich relativ großer
Steigung in ein sich abflachendes Plateau übergeht, an das
sich dann ein wohl definierter Lötpeak anschließt, in den
der eigentliche Lötvorgang vorgenommen wird, der dann in
einen Abkühlabschnitt übergeht, in welchem Platine, Bauele
mente und gelötete Lötstellen sich abkühlen.
Claims (18)
1. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung, insbesondere
zur thermisch beeinflußten Montage oberflächenmontierter
elektronischer Bauteile durch Reflow-Lötprozesse
oder Kleberaushärtungsprozesse sowie zur
Durchführung von Aufschmelzprozessen von vorverzinnten
Leiterplatten, mit
- - einer Lötkammer,
in der eine Auflage für zu bearbeitende Substrate vorgesehen ist; - - mindestens einem in der Lötkammer befindlichen
Heizelement,
dessen Strahlung gegen das Substrat gerichtet ist;
wobei das Heizelement hinsichtlich seiner Abstrahlfläche beweglich angeordnet ist; - - einer selektiv ansteuerbaren, mit dem Heizelement
verbundenen Steuerungsvorrichtung,
die über eine Verstellvorrichtung die Bewegung des Heizelementes zur Veränderung der vom Heizelement zum Substrat gelangenden Wärmemenge steuert,
dadurch gekennzeichnet,
daß
- - die Verstellvorrichtung (10, 10′, 11, 40,
41, 42) derart ausgebildet ist,
daß der Abstand der Abstrahlfläche des an ihr befestigten Heizelementes (5, 5′, 6, 35, 36) zum Substrat (3) oder zur Auflage (2) bei gleichbleibender Strahlungsrichtung und/oder
die Strahlungsrichtung des Heizelementes (5, 5′, 6, 35, 36) bezogen auf das Substrat (3) oder die Auflage (2) zur Einstellung einer bestimmten Einstrahlungszahl durch lineare Bewegung, Dreh- oder Schwenkbewegung veränderbar ist.
2. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach Anspruch
1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Lötkammer durch eine an sich bekannte, im
wesentlichen tunnelartige Erwärmungsvorrichtung
(Tunnelofen) gebildet wird, die von einer die Auflage
(2) bildenden Fördervorrichtung für zu bearbeitende
Substrate (3) durchsetzt wird.
3. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach einem
der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrzahl von Heizelementen (5, 5′, 6, 35,
36) in der Lötkammer oder dem Tunnelofen angeordnet
sind, die zumindest teilweise an Verstellvorrichtungen
(10, 10′, 11, 40, 41, 42) befestigt sind.
4. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß eine Mehrzahl von Heizelementen (5, 5′, 6) in
Tunnellängsrichtung hintereinander jeweils über
und/oder unter der Fördervorrichtung (2) angeordnet
sind.
5. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach einem
der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Abstände zwischen den Heizelementen
(5, 5′, 6, 35, 36) und der Auflage (32) oder der
Fördervorrichtung (2) stufenlos einstellbar sind.
6. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach einem
der Ansprüche 2 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie durch in Förderrichtung nacheinander abfolgende
Einzelmodule (A-G) gebildet wird, die zumindest
teilweise mit einem oder mehreren Heizelementen
(5, 5′, 6) versehen sind, wobei jedes der so gebildeten
Heizmodule (B, C, D, E) mit einer gesonderten
Verstellvorrichtung (10, 10′, 11) versehen ist.
7. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach einem
der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Fördergeschwindigkeit der Fördervorrichtung
(2) innerhalb der Heizmodule (B, C, D, E) zur Variation
des Temperaturprofils selektiv durch die
Steuervorrichtung (12) einstellbar ist.
8. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach einem
der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizelemente (6) als gerichtete Strahler
ausgebildet innerhalb eines Heizmoduls in Förderrichtung
(15) prozeßgesteuert durch die Steuerungsvorrichtung
(12) verschiebbar sind.
9. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach einem
der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizelemente (6) als gerichtete Linienstrahler
ausgebildet und bezüglich ihrer Längserstreckungsrichtung
gegenüber der Förderrichtung (15)
schräg angeordnet sind.
10. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach Anspruch
9,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Winkel zwischen Längserstreckungsrichtung
und Förderrichtung (15), 45° beträgt.
11. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach Anspruch
10,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei Linienstrahler (6) vorgesehen sind, die
untereinander einen Winkel von vorzugsweise 90°
einschließen.
12. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach einem
der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizelemente (6) als gerichtete Linienstrahler
ausgebildet sind und bezüglich ihrer Längserstreckungsrichtung
gegenüber der Förderrichtung
(15) automatisch durch die Steuerungsvorrichtung
(12) verdrehbar sind und dadurch die Schrägstellung
gegenüber der Förderrichtung (15) automatisch festlegbar
ist.
13. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach Anspruch
12,
dadurch gekennzeichnet,
daß zwei gerichtete Linienstrahler (6) vorgesehen
sind, deren Strahlungsrichtungen untereinander einen
Winkel von etwa 90° einschließen.
14. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach einem
der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Heizelemente (6) als gerichtete Linienstrahler
ausgebildet sind und in an sich bekannter
Weise mit einem vorzugsweise elliptischen Reflektor
(17) versehen sind, der zur Variation der Fokussierungsrichtung
der IR-Energie, bezogen auf den
Linienstrahler, durch die Steuerungsvorrichtung (12)
automatisch verschwenkbar ist.
15. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach einem
der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerungsvorrichtung (12) mit einer Meßvorrichtung
(20) zur selektiven Erfassung kritischer
Temperaturwerte auf einer die Anlage durchlaufenden
Testplatine (Substrat 3) verbunden ist.
16. Prozeßgesteuerte Erwärmungseinrichtung nach Anspruch
15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Steuerungsvorrichtung (12) eine Komparatorschaltung
(25) umfaßt, die die von der Meßvorrichtung
(20) ermittelten Temperaturwerte mit einem
Speicher (24) abgelegten Temperatur-Soll-Werten
vergleicht und Sollwert-Abweichungen anzeigt
und/oder automatisch eine Aktivierung der Verstellvorrichtungen
(10, 10′, 11) der Heizelemente zur
Minimierung der Sollwert-Abweichungen verursacht.
17. Verfahren zur Steuerung einer prozeßgesteuerten
Erwärmungseinrichtung,
gekennzeichnet durch
den Ablauf folgender Verfahrensschritte:
- a) Aufheizen der Heizelemente auf eine im wesentlichen konstante Solltemperatur;
- b) Einführen einer mit Temperatur-Meßsonden versehenen Testplatine in die Erwärmungseinrichtung;
- c) Feststellen von Abweichungen der auf der Testplatine gemessenen Ist-Temperaturwerte von Soll-Temperaturwerten;
- d) Aktivierung von Verstellvorrichtungen, die an den Heizelementen zu deren Abstands- oder Strahlungsrichtungsvariation angeordnet sind oder Variation der Fördergeschwindigkeit innerhalb selektiver Ofenbereiche, bis die gemessenen Ist-Werte mit den vorgegebenen Soll-Werten des gewünschten Temperaturprofils übereinstimmen;
- e) Abspeicherung der so ermittelten optimierten Temperaturkurve und/oder des Prozeßsteuerungsvorgangs zur reproduzierbaren Erzeugung von Temperatur/Zeitprofilen.
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