FR2764523A1 - Procede et dispositif de fourniture de plusieurs gaz de travail, et son application a une installation d'assemblage de composants electroniques - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un procédé de fourniture, à partir d'une source commune d'air (13), d'au moins deux gaz de travail dont les teneurs limites en 02, respectivement t1 et t2, sont telles que t1 est supérieure à t2. Dans ce procédé :- on appauvrit en O2 (en 1) l'air pour obtenir un premier mélange gazeux de teneur en O2 inférieure ou égale à t1,- on utilise une partie de ce premier mélange gazeux pour fournir (en 7) le premier gaz de travail,- on appauvrit en O2 (en 3) une autre partie de ce premier mélange gazeux pour obtenir un deuxième mélange gazeux de teneur en O2 inférieure ou égale à t2, et- on utilise ce deuxième mélange gazeux pour fournir (en 9) le deuxième gaz de travail.
Description
La présente invention concerne un procédé de fourniture, à partir d'une source commune d'air, d'au moins deux gaz de travail ayant des teneurs limites en 2 différentes.
De nombreux procédés industriels nécessitent l'utilisation d'atmosphères de travail N2-02 ayant des teneurs limites en 2 différentes. De tels procédés sont parfois mis en oeuvre sur un même site industriel.
C'est le cas par exemple dans l'industrie électronique, où les procédés de brasage par refusion et de brasage à la vague pour assembler les composants électroniques font appel à des atmosphères N2 -02 ayant typiquement des teneurs limites en 02 respectivement de quelques % dans un cas et de quelques milliers de ppm dans le second cas.
En fonction de la teneur limite en 02 à obtenir, plusieurs moyens d'appauvrissement en 02 de l'air de la source peuvent être utilisés : distillation cryogénique, adsorption de l'oxygène sur lit catalytique, combinaison de l'oxygène avec un autre gaz, ou encore perméation sélective au travers d'une membrane.
Généralement, pour fournir des atmosphères de travail
N2-02 de teneurs limites différentes en 02 pour la mise en oeuvre de procédés industriels sur un même site, on utilise soit des moyens distincts de fourniture, en multipliant ainsi les dispositifs de fourniture de gaz de travail, soit une alimentation en atmosphère unique pour tous les procédés, conduisant ainsi à un appauvrissement en 02 superflu pour une partie des procédés. De telles solutions ne sont pas optimales.
N2-02 de teneurs limites différentes en 02 pour la mise en oeuvre de procédés industriels sur un même site, on utilise soit des moyens distincts de fourniture, en multipliant ainsi les dispositifs de fourniture de gaz de travail, soit une alimentation en atmosphère unique pour tous les procédés, conduisant ainsi à un appauvrissement en 02 superflu pour une partie des procédés. De telles solutions ne sont pas optimales.
L'invention a pour but de remédier au problème mentionné précédemment et, en particulier, de fournir un procédé économique de fourniture, à partir d'une source commune d'air, de gaz de travail ayant des teneurs limites en 02 différentes.
A cet effet, l'invention a pour objet un procédé de fourniture, à partir d'une source commune d'air, d'au moins deux gaz de travail dont les teneurs limites en 02, respectivement tl et t2, sont telles que tl est supérieure à t2, caractérisé en ce que
- on appauvrit en 02 l'air pour obtenir un premier mélange gazeux de teneur en 02 inférieure ou égale à tl,
- on utilise une partie de ce premier mélange gazeux pour fournir le premier gaz de travail,
- on appauvrit en 02 une autre partie de ce premier mélange gazeux pour obtenir un deuxième mélange gazeux de teneur en 2 inférieure ou égale à t2, et
- on utilise ce deuxième mélange gazeux pour fournir le deuxième gaz de travail.
- on appauvrit en 02 l'air pour obtenir un premier mélange gazeux de teneur en 02 inférieure ou égale à tl,
- on utilise une partie de ce premier mélange gazeux pour fournir le premier gaz de travail,
- on appauvrit en 02 une autre partie de ce premier mélange gazeux pour obtenir un deuxième mélange gazeux de teneur en 2 inférieure ou égale à t2, et
- on utilise ce deuxième mélange gazeux pour fournir le deuxième gaz de travail.
Selon des modes particuliers de réalisation, le procédé peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes
- lesdits premier et second mélanges gazeux sont directement les gaz de travail,
- on récupère au moins un produit oxygéné résultant d'un desdits appauvrissements en 02 en vue d'une utilisation de ce produit oxygéné,
- le produit oxygéné est de l'air suroxygéné provenant du premier appauvrissement en 02,
- t1 est supérieure ou égale à 0,5% (et préférentiellement comprise entre 0,5 % et 10%) et t2 est inférieure ou égale à 1% (et préférentiellement comprise entre 100 ppm et 5000 ppm).
- lesdits premier et second mélanges gazeux sont directement les gaz de travail,
- on récupère au moins un produit oxygéné résultant d'un desdits appauvrissements en 02 en vue d'une utilisation de ce produit oxygéné,
- le produit oxygéné est de l'air suroxygéné provenant du premier appauvrissement en 02,
- t1 est supérieure ou égale à 0,5% (et préférentiellement comprise entre 0,5 % et 10%) et t2 est inférieure ou égale à 1% (et préférentiellement comprise entre 100 ppm et 5000 ppm).
L'invention a également pour objet un dispositif de fourniture, à partir d'une source commune d'air, d'au moins deux gaz de travail ayant des teneurs limites en 2 différentes, caractérisé en ce qu'il comprend
- des premiers moyens d'appauvrissement en 02,
- des deuxièmes moyens d'appauvrissement en 02,
- des moyens raccordant une entrée des premiers moyens d'appauvrissement en 2 à la source d'air,
- des moyens raccordant une entrée des deuxièmes moyens d'appauvrissement en O2 à une sortie des premiers moyens d'appauvrissement,
- des moyens de production du premier gaz de travail, raccordés à une sortie des premiers moyens d'appauvrissement, et,
- des moyens de production du deuxième gaz de travail, raccordés à une sortie des deuxièmes moyens d'appauvrissement.
- des premiers moyens d'appauvrissement en 02,
- des deuxièmes moyens d'appauvrissement en 02,
- des moyens raccordant une entrée des premiers moyens d'appauvrissement en 2 à la source d'air,
- des moyens raccordant une entrée des deuxièmes moyens d'appauvrissement en O2 à une sortie des premiers moyens d'appauvrissement,
- des moyens de production du premier gaz de travail, raccordés à une sortie des premiers moyens d'appauvrissement, et,
- des moyens de production du deuxième gaz de travail, raccordés à une sortie des deuxièmes moyens d'appauvrissement.
Selon des modes particuliers de réalisation le dispositif peut comporter l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes
- les moyens de production des gaz de travail sont des moyens de prélèvement direct des mélanges gazeux à la sortie des moyens d'appauvrissement,
- des moyens d'appauvrissement en 2 présentent une sortie de produit oxygéné, et le dispositif comprend des moyens raccordant cette sortie à une unité de consommation de ce produit oxygéné,
- le produit oxygéné est de l'air suroxygéné provenant des premiers moyens d'appauvrissement,
- les premiers et/ou les deuxièmes moyens d'appauvrissement en 2 sont des moyens d'appauvrissement en 02 par combinaison de 1'02 avec un autre gaz ou par adsorption de 1'02 sur lit catalytique ou encore par perméation sélective au travers d'une membrane.
- les moyens de production des gaz de travail sont des moyens de prélèvement direct des mélanges gazeux à la sortie des moyens d'appauvrissement,
- des moyens d'appauvrissement en 2 présentent une sortie de produit oxygéné, et le dispositif comprend des moyens raccordant cette sortie à une unité de consommation de ce produit oxygéné,
- le produit oxygéné est de l'air suroxygéné provenant des premiers moyens d'appauvrissement,
- les premiers et/ou les deuxièmes moyens d'appauvrissement en 2 sont des moyens d'appauvrissement en 02 par combinaison de 1'02 avec un autre gaz ou par adsorption de 1'02 sur lit catalytique ou encore par perméation sélective au travers d'une membrane.
L'invention a finalement pour objet une installation d'assemblage de composants électroniques comprenant une enceinte de stockage sous atmosphère contrôlée de composants électroniques, la teneur limite de l'atmosphère de cette enceinte en 2 étant t1, et au moins une machine d'assemblage des composants sous atmosphère contrôlée, la teneur limite de l'atmosphère de cette machine en 02 étant t2 < t1, l'installation se caractérisant en ce qu'elle comprend un dispositif de fourniture de gaz de travail, alimentant ladite enceinte en ledit premier mélange gazeux et ladite machine d'assemblage en ledit deuxième mélange gazeux.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux figures annexées sur lesquelles
- la figure 1 représente schématiquement un dispositif de fourniture de gaz de travail selon l'invention alimentant deux postes utilisateurs (9, 11) dont les besoins en gaz de travail diffèrent;
- la figure 2 représente schématiquement un autre dispositif de fourniture de gaz de travail selon l'invention alimentant trois postes utilisateurs (7, 9, 11) dont les besoins en gaz de travail diffèrent.
- la figure 1 représente schématiquement un dispositif de fourniture de gaz de travail selon l'invention alimentant deux postes utilisateurs (9, 11) dont les besoins en gaz de travail diffèrent;
- la figure 2 représente schématiquement un autre dispositif de fourniture de gaz de travail selon l'invention alimentant trois postes utilisateurs (7, 9, 11) dont les besoins en gaz de travail diffèrent.
Le dispositif de la figure 1 comprend des premiers moyens 1 d'appauvrissement en 2 par perméation sélective au travers d'une membrane polymère, et des deuxièmes moyens 3 d'appauvrissement en 2 par combinaison catalytique de celui-ci avec de l'hydrogène.
Ce dispositif est destiné à fournir les atmosphères de travail d'un four de brasage par refusion 9 et d'une machine 11 de brasage à la vague, faisant partie d'une installation d'assemblage de composants électroniques.
Le stockage des composants électroniques, avant leur assemblage dans le four de refusion 9 ou dans la machine 11 de brasage à la vague, est réalisé dans l'enceinte 7 de stockage de composants électroniques, localisée en amont des moyens 1.
Les atmosphères de travail choisies aux différents points de l'installation représentée sont les suivantes
- on prélève de l'air, en provenance de la source d'air 13, pour alimenter l'enceinte de stockage 7, cet air ayant été au préalable grâce à l'appareillage 15 filtré, dépoussiéré et séché,
- les moyens 1 d'appauvrissement en 02 utilisent le procédé classique d'appauvrissement en 2 de l'air issu de la source 13, par perméation sélective au travers d'une membrane polymère, et fournissant à leur sortie résiduaire 2 un mélange N2 -02 ayant une teneur en 02 voisine ici de 1%. Ce mélange alimente d'une part directement un four 9 de brasage de composants électroniques par refusion, et d'autre part une entrée 4 des deuxièmes moyens 3 d'appauvrissement en 02,
- Les deuxièmes moyens 3 d'appauvrissement en 2 utilisent un procédé classique de combinaison catalytique de l'oxygène avec de l'hydrogène pour former de l'eau. Ces moyens 3 comprennent un sécheur permettant de condenser l'eau produite, évacuée en 6, et d'obtenir un gaz appauvri en 02 à leur sortie 10.
- on prélève de l'air, en provenance de la source d'air 13, pour alimenter l'enceinte de stockage 7, cet air ayant été au préalable grâce à l'appareillage 15 filtré, dépoussiéré et séché,
- les moyens 1 d'appauvrissement en 02 utilisent le procédé classique d'appauvrissement en 2 de l'air issu de la source 13, par perméation sélective au travers d'une membrane polymère, et fournissant à leur sortie résiduaire 2 un mélange N2 -02 ayant une teneur en 02 voisine ici de 1%. Ce mélange alimente d'une part directement un four 9 de brasage de composants électroniques par refusion, et d'autre part une entrée 4 des deuxièmes moyens 3 d'appauvrissement en 02,
- Les deuxièmes moyens 3 d'appauvrissement en 2 utilisent un procédé classique de combinaison catalytique de l'oxygène avec de l'hydrogène pour former de l'eau. Ces moyens 3 comprennent un sécheur permettant de condenser l'eau produite, évacuée en 6, et d'obtenir un gaz appauvri en 02 à leur sortie 10.
Le mélange N2-02 produit à la sortie 10 des moyens 3 a une teneur en 02 voisine de 50 ppm, alimentant directement une machine 11 de brasage à la vague de composants électronique.
Le mélange perméat obtenu à la seconde sortie 14 des premiers moyens 1 d'appauvrissement en 02 est de l'air suroxygéné ayant une teneur en 02 voisine de 25%, utilisé pour alimenter une unité 17 consommatrice d'air suroxygéné.
Cette unité 17 peut être, par exemple, un four et peut être située sur le même site industriel que l'installation d'assemblage des composants électroniques. L'air suroxygéné obtenu peut ainsi être utilisé pour alimenter la flamme de brûleurs destinés à faire fondre le verre entrant dans la fabrication de tubes de téléviseurs.
Le dispositif selon l'invention permet donc, par appauvrissements successifs en 02 de l'air de la source 13, d'alimenter en gaz de travail des procédés dont les teneurs limites en 02 sont très différentes.
Le procédé de fourniture de gaz de travail mis en oeuvre est particulièrement économique puisque, d'une part, il utilise des moyens d'appauvrissement en 02 communs pour fournir des gaz de travail de teneur limite en 02 différentes, et d'autre part, il supprime les appauvrissements en 02 superflus.
Plus brièvement, la figure 2 illustre un cas d'utilisation de premiers (1A), seconds (1B) et troisièmes (5) moyens d'appauvrissement en oxygène, respectivement
- un séparateur membranaire 1A, permettant de produire, en sa sortie résiduaire 2, un mélange gazeux N202 de teneur résiduelle en oxygène voisine de 10%, afin d'alimenter à l'aide de ce mélange une enceinte de stockage de composants 7;
- un séparateur membranaire 1B, permettant de produire, en sa sortie résiduaire 10, un mélange gazeux N202 de teneur résiduelle en oxygène allant typiquement de 1 à 3%, afin d'alimenter à l'aide de ce mélange un four 9 de brasage de composants par refusion;
- des moyens 5 de deoxygénation par réaction catalytique de l'oxygène avec de l'hydrogène pour former de l'eau. Ces moyens 5 comprennent un sécheur permettant de condenser l'eau produite, évacuée en 8, et d'obtenir en leur sortie 12 un mélange N2 -02 dont la teneur en 02 est voisine de 50 ppm, alimentant directement une machine 11 de brasage à la vague de composants électronique.
- un séparateur membranaire 1A, permettant de produire, en sa sortie résiduaire 2, un mélange gazeux N202 de teneur résiduelle en oxygène voisine de 10%, afin d'alimenter à l'aide de ce mélange une enceinte de stockage de composants 7;
- un séparateur membranaire 1B, permettant de produire, en sa sortie résiduaire 10, un mélange gazeux N202 de teneur résiduelle en oxygène allant typiquement de 1 à 3%, afin d'alimenter à l'aide de ce mélange un four 9 de brasage de composants par refusion;
- des moyens 5 de deoxygénation par réaction catalytique de l'oxygène avec de l'hydrogène pour former de l'eau. Ces moyens 5 comprennent un sécheur permettant de condenser l'eau produite, évacuée en 8, et d'obtenir en leur sortie 12 un mélange N2 -02 dont la teneur en 02 est voisine de 50 ppm, alimentant directement une machine 11 de brasage à la vague de composants électronique.
Claims (11)
1. Procédé de fourniture, à partir d'une source commune d'air (13), d'au moins deux gaz de travail dont les teneurs limites en 02, respectivement tl et t2, sont telles que tl est supérieure à t2, caractérisé en ce que
- on appauvrit en 02 (en 1, 1A) l'air pour obtenir un premier mélange gazeux de teneur en 02 inférieure ou égale à tl,
- on utilise une partie de ce premier mélange gazeux pour fournir (en 7, en 9) le premier gaz de travail,
- on appauvrit en 02 (en 3, en 1B) une autre partie de ce premier mélange gazeux pour obtenir un deuxième mélange gazeux de teneur en 02 inférieure ou égale à t2, et
- on utilise ce deuxième mélange gazeux pour fournir (en 9, en 11) le deuxième gaz de travail.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits premier et second mélanges gazeux sont directement les gaz de travail.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on récupère au moins un produit oxygéné résultant d'un desdits appauvrissements en 02 (en 1) en vue d'une utilisation (en 17) de ce produit.
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le produit oxygéné est de l'air suroxygéné provenant du premier appauvrissement en 02 (en 1).
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que t1 est supérieure ou égale à 0,5% et préférentiellement comprise entre 0,5 % et 10%, et t2 est inférieure ou égale à 1% et préférentiellement comprise entre 100 ppm et 5000 ppm.
6. Dispositif de fourniture, à partir d'une source commune d'air (13), d'au moins deux gaz de travail ayant des teneurs limites en 02 différentes, caractérisé en ce qu'il comprend
- au moins des premiers moyens (1, 1A) d'appauvrissement en 02, et
- des deuxièmes moyens (3, 1B) d'appauvrissement en 02,
- des moyens raccordant une entrée des premiers moyens (1, 1A) d'appauvrissement en 2 à la source d'air (13),
- des moyens raccordant une entrée des deuxièmes moyens (3, 1B) d'appauvrissement en 2 à une sortie des premiers (1, 1A) moyens d'appauvrissement,
- des moyens de production du premier gaz de travail, raccordés à une sortie des premiers moyens (1, 1A) d'appauvrissement, et,
- des moyens de production du deuxième gaz de travail, raccordés à une sortie des deuxièmes moyens (3, 1B) d'appauvrissement.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que les moyens de production des gaz de travail sont des moyens de prélèvement direct des mélanges gazeux à la sortie des moyens d'appauvrissement.
8. Dispositif selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que des moyens (1) d'appauvrissement en 2 présentent une sortie de produit oxygéné, et en ce que le dispositif comprend des moyens raccordant cette sortie à une unité (17) de consommation de ce produit oxygéné.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que le produit oxygéné est de l'air suroxygéné provenant des premiers moyens d'appauvrissement.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que les premiers et/ou les deuxièmes moyens (1,3) d'appauvrissement en O2 sont des moyens d'appauvrissement en 2 par combinaison de 1'02 avec un autre gaz ou par adsorption de 1'02 sur lit catalytique ou par perméation sélective au travers d'une membrane.
11. Installation d'assemblage de composants électroniques comprenant une enceinte (7) de stockage sous atmosphère contrôlée de composants électroniques, la teneur limite de l'atmosphère de cette enceinte en 2 étant t1, et au moins une machine d'assemblage des composants (9,11) sous atmosphère contrôlée, la teneur limite de l'atmosphère de cette machine (9,11) en 2 étant t2 < tl, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif de fourniture de gaz de travail selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, alimentant ladite enceinte (7) en ledit premier mélange gazeux et ladite machine d'assemblage (9, 11) en ledit deuxième mélange gazeux.
Priority Applications (6)
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| FR9707507A FR2764523B1 (fr) | 1997-06-17 | 1997-06-17 | Procede et dispositif de fourniture de plusieurs gaz de travail, et son application a une installation d'assemblage de composants electroniques |
| EP98922860A EP0989899A1 (fr) | 1997-06-17 | 1998-04-24 | Procede et dispositif de fourniture de plusieurs gaz de travail, et son application a une installation d'assemblage de composants electroniques |
| AU75349/98A AU7534998A (en) | 1997-06-17 | 1998-04-24 | Method and device for supplying several working gases, and its application to aninstallation for assembling electronic components |
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