DE3724005C2 - - Google Patents

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DE3724005C2
DE3724005C2 DE19873724005 DE3724005A DE3724005C2 DE 3724005 C2 DE3724005 C2 DE 3724005C2 DE 19873724005 DE19873724005 DE 19873724005 DE 3724005 A DE3724005 A DE 3724005A DE 3724005 C2 DE3724005 C2 DE 3724005C2
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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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DE (1) DE3724005A1 (de)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4126597A1 (de) * 1991-08-10 1993-02-11 Heraeus Quarzglas Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von werkstuecken mit elektrischen und elektronischen bauteilen
DE4217643A1 (de) * 1992-05-28 1993-12-02 Ernst Hohnerlein Vorrichtung zum Löten, insbesondere Reflow-Ofen
DE19652238A1 (de) * 1996-12-16 1998-06-18 Leonhardy Gmbh Mechanisch beanspruchtes Bauelement für die Oberflächenmontage
DE102005017839A1 (de) * 2005-04-18 2006-10-19 Martin Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Unterheizung zur Erwärmung von Leiterplatten
WO2024208486A1 (de) 2023-04-05 2024-10-10 Ersa Gmbh Selektivlötanlagenheizmodul mit einem reflektorschott, selektivlötanlage und zugehöriges verfahren

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3810653C1 (de) * 1988-03-29 1989-05-18 Dieter Dr.-Ing. Friedrich
DE3909129A1 (de) * 1989-03-20 1990-09-27 Werner & Pfleiderer Elektrisch beheizter backofen
DE4016366C2 (de) * 1990-05-21 1994-04-28 Siemens Nixdorf Inf Syst Verfahren und Einrichtung zum Reflow-Löten von Elektronik-Bauteilen auf eine Leiterplatte
DE4235638A1 (de) * 1992-10-22 1994-04-28 Sonderhoff Ernst Fa Verfahren zum Herstellen eines feinporigen Siliconschaumes
DE19530871A1 (de) * 1995-08-22 1997-02-27 Emitec Emissionstechnologie Verfahren zum Herstellen eines gelöteten Wabenkörpers unter Verwendung schichtartig aufgebauter Bleche
US5971249A (en) * 1997-02-24 1999-10-26 Quad Systems Corporation Method and apparatus for controlling a time/temperature profile inside of a reflow oven
FR2808410B1 (fr) * 2000-04-28 2002-09-27 Sagem Procede de montage, sur une carte de circuit imprime, d'un moteur d'entrainement d'un arbre support
DE10027961B4 (de) * 2000-06-08 2005-02-24 Hans Thoma Vorrichtung zum elektrisch leitenden Verbinden von Anschlussstiften
DE102007029441A1 (de) * 2007-06-26 2009-01-02 Rehm Thermal Systems Gmbh Reflow-Lötanlage mit an externe Transportgeschwindigkeiten anpassbarem Temperaturprofil
DE102010052339B4 (de) 2010-11-25 2015-05-28 Von Ardenne Gmbh Messmittel zur Temperaturbestimmung an Substraten
DE102012206403B3 (de) * 2012-04-18 2013-03-28 Infineon Technologies Ag Lötanlage und lötverfahren
DE102016101465A1 (de) * 2016-01-27 2017-07-27 Endress+Hauser Gmbh+Co. Kg Vorrichtung zum Löten von Bauteilen an Leiterkarten
DE102020118875A1 (de) 2020-07-16 2022-01-20 Johann Georg Reichart Lötanlage, insbesondere für Lötverbindungen in der Leistungselektronik-, Mikroelektronik-, Mikromechanik-, und/oder Halbleiterfertigung

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3486004A (en) * 1968-02-12 1969-12-23 Time Research Lab Inc High speed bonding apparatus
US3744557A (en) * 1971-07-19 1973-07-10 Argus Eng Co Apparatus for fusing and sealing platings and the like
DE3111809C2 (de) * 1981-03-25 1985-05-15 Zevatron GmbH Gesellschaft für Fertigungseinrichtungen der Elektronik, 3548 Arolsen Verfahren und Vorrichtung zum maschinellen Löten von Werkstücken
DE3419974A1 (de) * 1984-05-29 1985-12-05 Ernst 6983 Kreuzwertheim Hohnerlein Heizvorrichtung fuer eine transportstrasse

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4126597A1 (de) * 1991-08-10 1993-02-11 Heraeus Quarzglas Verfahren und vorrichtung zur waermebehandlung von werkstuecken mit elektrischen und elektronischen bauteilen
DE4217643A1 (de) * 1992-05-28 1993-12-02 Ernst Hohnerlein Vorrichtung zum Löten, insbesondere Reflow-Ofen
DE19652238A1 (de) * 1996-12-16 1998-06-18 Leonhardy Gmbh Mechanisch beanspruchtes Bauelement für die Oberflächenmontage
DE102005017839A1 (de) * 2005-04-18 2006-10-19 Martin Gmbh Verfahren zum Betrieb einer Unterheizung zur Erwärmung von Leiterplatten
WO2024208486A1 (de) 2023-04-05 2024-10-10 Ersa Gmbh Selektivlötanlagenheizmodul mit einem reflektorschott, selektivlötanlage und zugehöriges verfahren
DE102023108790A1 (de) 2023-04-05 2024-10-10 Ersa Gmbh Heizmodul für eine Lötanlage mit einem Reflektorschott, Lötanlage und zugehöriges Verfahren

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