JP6301257B2 - はんだ付けされたプリント回路基板を冷却するための方法およびデバイス - Google Patents

Description

本発明は、はんだ付けされたプリント回路基板モジュールを冷却するためにガスが用いられるはんだ付けシステムの冷却ゾーンにおいて、はんだ付けされたプリント回路基板モジュールを冷却するための方法およびデバイスに関する。

本発明による方法、および、本発明によるデバイスは、リフローはんだ付けシステムおよび／またはウェーブはんだ付けシステムにおいて用いることが好まれる。はんだ付けされるプリント回板基板モジュールのためのはんだ付けシステムは、従来、予熱ゾーン、はんだ付けゾーン、および冷却ゾーンを有する。予熱ゾーンでは、はんだ付けされるべき構成要素が、はんだの融点よりちょうど低い温度へ加熱され、はんだ付けゾーンでは、はんだの融点、またはそれ以上へ温度が上げられる。冷却ゾーンでは、はんだ付けされたプリント回路基板モジュールの冷却がなされる。従来、プリント回路基板モジュールは、個々のゾーン内を連続的に通過される。

従来、冷却ゾーンでは、機械的な冷却、および、冷却材による低温伝達に基づく冷却システムが使用される。例えば、冷却水を用いて動作するこのような冷却システムは、動作するのに非常にエネルギを消費し、極めて非効率であるので、コストがかかる。特に、エネルギ効率の欠如はまた、結果として、環境へさらなる負荷をもたらすという観点からも不利である。

これに基づいて、本発明の目的は、はんだ付けされたプリント回路基板モジュールを冷却するための方法およびデバイスを提供し、これによって、従来技術から知られている不利を、少なくとも部分的に克服することである。

これらの目的は、独立請求項によって達成される。それぞれの従属請求項は、有利な改良に関連する。

有利な改良はまた、詳細説明または図面において開示された特徴によって提供される。これらは、任意の技術的に適切な方式で、互いに、および、特許請求の範囲からの特徴と組み合わされる。

はんだ付けされたプリント回路基板モジュールを、はんだ付けシステムの冷却ゾーンにおいて冷却する発明にしたがう方法によれば、不活性ガスを備える少なくとも１つの冷却ガスが、冷却ゾーンに導かれ、ここで、プリント回路基板が、はんだ付けシステムのはんだ付けゾーンから冷却ゾーンへと連続的に搬送され、冷却ゾーンにおいて、液状の冷却ガスを用いて、冷却ガスが生成される。

液状の冷却ガスから冷却ガスを生成することは、例えば、液状の冷却ガスが、例えば熱交換器はまたはヒート・シンクにおいて（部分的に）蒸発すること、または、ミキサにおいて蒸発すること、または、はんだ付けシステムの冷却ゾーンに導かれることを意味する。特に、冷却ガスが、液相に全体的に導入されるが、液相と気相との混合もまた導入されうる。したがって、冷却ガスは、特に、導入前に完全に蒸発する訳ではない。本発明のコンテキストにおけるはんだ付けシステムの冷却ゾーンは、プリント回路基板モジュールが通過するすべての構成要素によって定められるガス状の冷却雰囲気のみならず、冷却ゾーンに割り当てられたすべての構成要素を含む。冷却ゾーンは、液状の冷却ガスが（部分的に）蒸発する熱交換器をも含む。この熱交換器は、冷却ゾーンへのダイレクトな熱接触によって、または、冷気が、冷却ゾーンまたは循環フローへ導入される前に、冷気を冷却雰囲気へ提供することによって、冷却ゾーン内の冷却雰囲気を冷却するために使用されうる。液状の不活性ガスを使用することにより、液状の不活性ガスの蒸発のエンタルピが、プリント回路基板モジュールを冷却するために少なくとも部分的に使用されうる。液状の冷却ガスを蒸発させるために、追加のエネルギを消費する必要はないので、効率的な方法が提供される。このように、非能率的な機械的な冷却システムが、大きく改良または交換されうる。プリント回路基板モジュールの連続搬送は、プリント回路基板モジュールが、（ピーク・ゾーンとも称される）はんだ付けゾーンから冷却ゾーンへと、好適には、予熱ゾーンからはんだ付けゾーンへと、特に、プリント回路基板モジュールの連続搬送が保証されるように接続されたいくつかのコンベヤまたはこれらすべてのゾーンを通過する単一のコンベヤを用いて、連続的に搬送されるように理解される。コンベヤは、異なる速度で駆動されうる。いくつかのコンベヤが、並行して位置することが可能である。したがって、おのおののゾーンは、プリント回路基板のためのいくつかの並行した搬送路を備える。

はんだ付けゾーンから冷却ゾーン（および、予熱ゾーンからはんだ付けゾーン）へのプリント回路基板モジュールの連続搬送の概念は、これらゾーンが、分割されていない場合、および／または、壁および／またはドアによって分離されていない場合にのみ可能である。したがって、これらのゾーンは、共通の部屋を共有する。しばしば所望されるように、それぞれのゾーンにおいて異なる雰囲気を有するために、異なるゾーン内のこれら雰囲気のためにガスを導入し、ローカルな異なる雰囲気すなわち所望される雰囲気を保証することが必要である。これは、ガス案内手段を、例えば、はんだ付け装置のいくつかのゾーンの、ガス気密区分を備えていないカーテンの形態で提供することによって改善されうる。

本発明による方法に対する代替実施形態では、はんだ付けされたプリント回路基板モジュールを、少なくとも１つの不活性ガスを備える冷却ガスによって、はんだ付けシステムの冷却ゾーンにおいて冷却する方法が提案される。ここでは、静的ミキサにおいて不活性ガスをガス状態および液体状態において混合することによって冷却ガスが生成され、静的ミキサの下流側における冷却ガスの温度がモニタされ、静的ミキサへ導入されるべき液状の不活性ガスの量の制御変数として使用される。この代替実施形態は、前述した本発明の有利な実施形態と組み合わされうる。この実施形態は、このテキストで開示され、ゾーンを通過するプリント回路基板モジュールの連続搬送のためにも同様に特に適している。

はんだ付けシステムを不活性化するために、はんだ付けプロセスでは、しばしば、不活性ガスが使用されているので、使用済ガス、すなわち、冷却機能を果たした後の冷却ガスは、有利なことに、不活性ガスとしてはんだ付けシステムへ導入され、そこで、はんだ付けシステム内の雰囲気を不活性化するために使用される。これを促進するために、冷却ガスが冷却ゾーンから、例えば、予熱ゾーン、はんだ付けゾーン、および／または、凝縮ユニットへ導かれる。凝縮ユニットは、はんだ付けプロセスのプロセス・ガスおよび／または排気ガスにおける所望されない物質を凝縮する。一般に、さらにまたは代替的に、熱交換器のオフ・ガスを使用することが好適である。ここでは、液体窒素のような液状の冷却ガスが、その他の目的のため、特に、前述した目的のために少なくとも部分的に蒸発される。さらに、不活性ガスを、例えば、ウェーブはんだ付けプロセスまたは選択的はんだ付けシステムのようなその他のプロセスへ供給するために、完全に蒸発した冷却ガスを格納するためのバッファ・ボリュームが提供されうる。より高い圧力レベルを必要としうるその他のプロセスの場合、圧力蓄積を達成するために、プロセスのフロントラインに、圧縮ポンプが追加されうる。

冷却材を用いる機械的な冷却システムを増強または除去することによって、環境により優しいシステムの動作が可能である。冷却水を用いることによって冷却ゾーンを冷却するために、前述したシステムを、水ベースの冷却システムと組み合わせることが可能である。ここでは、液状の冷却ガスおよび特にその蒸発エンタルピは、それぞれの熱交換器における冷却水を冷却するために使用されうる。従来の冷却システムを増強するため冷たいガスを冷却する場合、エネルギ節約が達成され、新たなシステムがより小型化される。機械的な冷却システムを交換した場合、システムの動作に関する１００％エネルギ節約に加えて、例えばアンモニアまたは炭化水素のように、現在配置されねばならない環境上有害な冷却材が回避される。含まれている冷却材によって、現在、しばしば、特別な会社によってのみ実行されうる機械的な冷却システムにおける比較的精巧な規則的サービス／メンテナンス動作が削減される。

本発明の１つの構成では、ガス状および液状の不活性ガスを混合することによって、冷却ガスが得られうる。

これは、オプションとして液状の不活性ガス成分を含みうる冷たいガスが、プリント回路基板モジュールを冷却するための冷却ガスとして使用されうることを意味する。液状およびガス状の不活性ガスを混合することによって、液状の不活性ガスの蒸発のエンタルピ、または、混合された冷たいガスの特定の熱容量が、プリント回路基板モジュールを冷却するために部分的に使用されうる。液状の不活性ガスおよびガス状の不活性ガスの便宜的な混合によって、冷却ガスの予め定められた温度を達成することも可能である。

この方法の有利な構成によって、冷却ガスが、冷却ゾーンの冷却雰囲気へと導入される。

冷却ガスは、好適には、予め定められた温度において、冷却雰囲気へ導入され、はんだ付けされたプリント回路基板モジュールの周囲に流れる。とりわけ、はんだ付けゾーンの直接的な下流側は、比較的高温にあるので、冷却ガスとして不活性ガスによって、冷却ゾーンの冷却雰囲気が同時に不活性化され、未だに熱い、ちょうどはんだ付けされたプリント回路基板モジュールの、特に、はんだ領域における酸化反応が回避される。さらに、合金化効果が回避され、金属間状態の安定した成長が促進される。本発明による方法によって、例えば、はんだ付けされた構成要素の可能な最大温度勾配を設定することによって、プリント回路基板モジュールの可能な最大冷却を達成することが可能である。このように、より効率的な冷却がなされ、冷却ゾーンは、冷却材を用いた機械的な冷却の場合よりもより短くされうる。さらに、合金化効果が回避され、粒径低減によって、はんだ付け位置における構造強化がなされる。本発明による方法によって、はんだ位置の微小硬度が、従来技術から知られた方法と比べて高められる。

特に、コンベヤの上および／または下に顕著な量の液状の冷却ガスを備える冷却雰囲気を提供することが可能である。冷却ガスは、好適には、液体窒素のような液状の冷却ガスの圧力を用いて、および／または、冷却ガスを運ぶための伝達媒体としてガスを用いて、導入される。伝達媒体は、特に、（液体窒素のような）液状の冷却ガスが蒸発するプロセスで使用される熱交換器のオフ・ガスでありうる。冷却ガスは、冷却されるべきプリント回路基板にダイレクトに提供されうる。あるいは、または、それに加えて、冷却ガスは、スプレーとして、冷却雰囲気へ、好適には、冷却ゾーン全体へ提供されうる。

さらに、窒素のような冷却ガスのダイレクトに導入される量は、はんだ付けゾーンのアップフロント・プロセスにおいて追加の不活性化効果を提供する。

この方法の別の構成によれば、冷却ガスは、冷却ゾーンに割り当てられたヒート・シンクを通過させられる。ヒート・シンクは、特に、冷却ゾーンの冷却雰囲気とダイレクトに熱交換する。

本ドキュメントのコンテキストにおけるヒート・シンクという用語は、熱交換器も同様にカバーする。これは、同様に、効果的な冷却を可能にし、特に、例えば水のような冷却材がすでに流れているヒート・シンクをすでに有するレガシー・システムの場合、利点を有する。これらは、オプションとして使用され、冷却ガスが、これらの間を流れる。低温耐熱性温度交換機を使用することが特に有利である。さらに、ヒート・シンクは、実質的に一様な温度を有する。冷却材がプリント回路基板モジュールにダイレクトに加えられないという事実により、所望されない温度勾配は生じず、プリント回路基板モジュールの一様な冷却が達成される。ここで繰り返すが、例えば、冷却ゾーン、予熱ゾーン、および／または、はんだ付けプロセスのプロセス・ガスおよび／または排気ガスにおける所望されない物質を凝縮するための凝縮ユニットにおいて、対応する使用済ガスを不活性ガスとして使用することは、有利に可能である。

好適には、ヒート・シンクによって冷却された冷却雰囲気が、冷却ゾーンにおいて循環される。したがって、冷却ゾーンでは、一様な温度分布が達成される。このコンテキストでは、特に、ヒート・シンクが、フロー・チャネルにおいて配置されることが可能となる。これは、プリント回路基板モジュールのすぐ近くにある冷却雰囲気との循環を形成する。この場合、フロー・チャネルにおける冷却ガスへ熱が移動し、冷却雰囲気が一様に冷却される。特に好適には、この場合、冷却は、先ず、従来の冷却システムを用いてなされ、次に、液状の冷却ガスが供給されるヒート・シンクによる冷却を用いてなされる。

さらに、プリント回路基板モジュールが、ヒート・シンクの上および／または下にダイレクトに搬送されることも好適である。したがって、ヒート・シンクは、プリント回路基板モジュールのすぐ近くに配置され、これによって、この領域における温度が、ローカルに変動するようになりうる。これは、所望の温度変化の場合、特に有利である。ヒート・シンクは、熱慣性を有しているので、予め定められた温度が容易に調節されうる。

ヒート・シンクを流れる冷却ガスの量の制御は、制御変数として、
−温度、
−圧力、
−体積流量率
といったパラメータのうちの少なくとも１つによって達成される。

制御変数のさらなるオプションは、冷却ガスが、予熱ゾーンおよびはんだ付けゾーンのうちの少なくとも１つにおいて不活性ガスとして使用されるのであれば、例えば、予熱ゾーンおよび／またははんだ付けゾーンにおける、例えば最低レベルとしての残留酸素レベルである。さらに、液体窒素から生成された窒素が冷却ガスとして使用されるのであれば、液体窒素の含水量は無視できるので、窒素は、例えば、予熱ゾーン、はんだ付けゾーン、および／または、冷却ゾーンにおける雰囲気中の含水量を下げるために使用されうる。したがって、はんだ付けプロセスにおいて頻繁にある凝縮問題が低減または解決されうる。

有利な実施形態によれば、予め定められた温度勾配で、冷却ゾーン内に冷却雰囲気を提供するために、冷却ゾーンの特定の領域に割り当てられた少なくとも１つのファンと、冷却ゾーンに提供された冷却雰囲気を冷却するための少なくとも１つのヒート・シンクとのうちの少なくとも１つの要素が制御される。

ファンの制御は、ファンの回転周波数を制御することによって実行されうる。ヒート・シンクの制御は、ヒート・シンクを通過する熱交換媒体のマス・フロー、および／または、ヒート・シンクを通過する冷却雰囲気のマス・フローを調節することによって実行されうる。おのおののファンおよび／またはおのおののヒート・シンクは、個別の制御されることが特に好適である。一般に、少なくとも２つのヒート・シンクまたは熱交換器を用いる場合、熱交換媒体（例えば、窒素）の排気を、連続的なヒート・シンク内の交換媒体として使用することが可能である。

この方法の有利な構成によれば、冷却ガスは、
−冷却ゾーンを流れた後、
−少なくとも１つのヒート・シンクを流れた後、
といったフロー経路のうちの少なくとも１つの後、不活性ガスとして、
−プリント回路基板モジュールにはんだ付けプロセスが実行されるはんだ付けゾーン、および
−プリント回路基板モジュールが、はんだ付けゾーンに達する前に予熱される予熱ゾーン、
といったゾーンのうちの少なくとも１つへ供給される。

さらに、または、それに加えて、はんだ付けプロセスの排気ガスおよび／またはプロセス・ガスにおいて所望されない物質を凝縮するための凝縮ユニットを動作させるために、冷却ゾーンを流れた後、および／または、少なくとも１つのヒート・シンクを流れた後、冷却ガスを使用することが可能である。

したがって、冷却プロセスの使用済ガスは、はんだ付けゾーンおよび／または予熱ゾーンの不活性化のため、および／または、はんだ付けプロセスの排気ガスおよび／またはプロセスをクリーニングするための凝縮ユニットを動作させるために使用されうる。従来、予熱ゾーン、はんだ付けゾーン、および冷却ゾーンは、１つのゾーンから別のゾーンへとガスが流れることを阻止するために、適切な対処によって、互いと分離される。これは、例えば、個々のゾーンへの適切なゾーン雰囲気伝達によって達成される。個々のゾーンは、この観点では、サブゾーンをも備えうる。その結果、個々のゾーンまたはサブゾーンの熱分離を達成することも可能である。代案として、または、それに加えて、例えば、対応するカーテンのように、ゾーンまたはサブゾーンを互いに分離するために、適切な耐熱手段が形成されうる。

有利な構成によれば、この場合、不活性ガスを、冷却ゾーンを流れた後、および／または、ヒート・シンクを流れた後、予め定められた高い温度へ加熱することが可能である。

これは、電気ヒータを用いて、または、加熱媒体からの熱移動によってなされうる。このように、不活性ガスは、予熱ゾーンおよび／またははんだ付けゾーンを加熱するために使用されうるか、または、この領域における温度を維持することに役立ちうる。特に、予熱領域および／またははんだ付け領域における温度を、それぞれの予め定められた温度へ加熱することによって規定することが可能である。

この方法の別の構成によれば、液状およびガス状の不活性ガスの混合が、静的ミキサにおいてなされる。

静的ミキサは、有利なことに、さらなる可動部分が必要とされることなく、冷却ガスを生成するため、液状およびガス状の不活性ガスの効果的な混合を可能にする。従来、例えば、窒素のような液状の不活性ガスが、例えば１２バールのような比較的高圧でタンクに格納され、これによって、不活性ガスを液体で静的ミキサに送り、混合プロセスを高めるために、この圧力を用いることが可能となる。

この方法の有利な構成によれば、冷却ガスの温度が、静的ミキサの下流側でモニタされ、追加されるべき液状の不活性ガスの量フラクションのための制御変数として使用される。

値の助け、すなわち、液状およびガス状の不活性ガスの対応する混合によって生成される、冷却ガス内の液状の不活性ガスの量すなわちマス・フラクションの助けにより、冷却ガスの温度の設定および調節を行うことが可能である。この制御変数は、単純に、かつ、高い信頼性で、対応する制御ループにおいて使用されうることが明らかになった。

この方法の別の有利な構成によれば、
−冷却雰囲気における温度、
−ヒート・シンクにおいて蒸発し、後から出現する、冷却ガスの温度、
−冷却ゾーンへの搬送中の冷却ガスの温度、
−ヒート・シンクへの搬送中の冷却ガスの温度、
のうちの少なくとも１つが、
−冷却ゾーンへ搬送されるべき冷却ガスの体積流量率、
−ヒート・シンクへの冷却ガスの体積流量率、
−冷却ガスを混合する場合に加えられるべき液状の不活性ガスの量フラクション、および
−冷却ガスを混合する場合に加えられるべきガス状の不活性ガスの量フラクション、
のうちの少なくとも１つのための制御変数として使用される。

したがって、冷却ゾーンへ流れる冷却ガスの対応する体積流量率、または、ヒート・シンクへの冷却ガスの体積流量率を規定するための制御変数として、冷却ゾーンにおける温度をダイレクトに設定することが可能である。したがって、この温度は、ダイレクトに調節されうる。これによって、プリント回路基板モジュールがはんだ付けゾーンを出た後の最大限の効率的な冷却が可能となる。

この制御メカニズムは、プリント回路基板モジュールの搬送の種類から独立して実現されうる。これは、はんだ付けされたプリント回路基板モジュールを、不活性ガスを備える少なくとも１つの冷却ガスによって、はんだ付けシステムの冷却ゾーンにおいて冷却するための方法と、制御メカニズムとが結合されうることを意味する。ここで、液状の冷却ガスは、冷却ゾーンへ導入される。一般に、特許請求の範囲および明細書における有利な実施形態の特徴は、本発明の有利な実施形態を開示することと同様に、この方法と組み合わされうる。

本発明による方法の有利な構成によれば、プリント回路基板モジュールが冷却される温度は、
−ヒート・シンクを流れる冷却ガスの体積流量率、
−プリント回路基板モジュールがヒート・シンクを通過して搬送される速度、
−冷却雰囲気が冷却ゾーン内で循環する速度、
のうちの少なくとも１つを変えることによって規定される。

冷却雰囲気が循環する速度は、例えば、冷却雰囲気を冷却ゾーン内で循環させる、および／または、冷却ゾーンへ提供する、ための少なくとも１つのファンの回転周波数を変えることによって変えられうる。あるいは、または、それに加えて、それにしたがって、少なくとも１つのヒート・シンクまたは熱交換器が制御される。これら手段によって、冷却ゾーンにおいて、予め定められた温度勾配を形成することが可能である。

この方法の別の構成によれば、
−窒素、
−アルゴン、
−ヘリウム、および
−二酸化炭素
といったガスのうちの少なくとも１つが不活性ガスとして使用される。

特に、窒素は、高純度で利用可能であり、この方法のユーザのために経済的であるので、窒素を用いることが有利であることが明らかになった。さらに、窒素を用いることは環境的に優しく、はんだ付けプロセスにおける不活性ガスとして既に規定されており、もって、ダブルで使用することがオプション的に活用され、例えばエネルギ消費量に関する処理の効率や、処理コストがさらに高められる。さらに、特に液体状態から蒸発した場合、窒素における含水量が低いことは、
例えば、予熱ゾーンおよび／またははんだ付けゾーンに不活性雰囲気を提供し維持するために窒素を用いた場合、乾燥雰囲気を与えるために使用されうる。ヘリウムは、良好な熱伝達をもたらし、もって、特に効率的な冷却を可能にする。

本発明の別の態様は、はんだ付けされたプリント回路基板モジュールを冷却するデバイスを提供する。このデバイスは、液状の冷却ガスのソースと、プリント回路基板モジュールをはんだ付けするためのはんだ付けゾーン、冷却ゾーン、および冷却ガス・ラインを有するはんだ付けシステムとを備え、液状の冷却ガスのソースと冷却ゾーンは、冷却ガス・ラインによって共に接続され、冷却ガス・ライン内には、冷却ガス・ラインに熱を供給するための熱源が配置されておらず、これによって、液状の冷却ガスのソースからの液状の冷却ガスが、冷却ゾーンに導入されるようになり、このデバイスはさらに、はんだ付けゾーンおよび冷却ゾーンに連続的にプリント回路基板モジュールを搬送するための少なくとも１つの搬送デバイスを備える。

本発明のコンテキストでは、熱源は、冷却ガス・ラインに送られた冷却ガスに熱エネルギを提供するデバイスを意味することが意図されている。これらは特に、ヒーティング・ワイヤまたは類似の電気的に動作するデバイスおよび／または周囲の環境を意味する。比較的高温の冷却ガスを液状の冷却ガスに提供することも同様に、本発明のコンテキストにおける熱源として見なされない。冷却ガス・ラインは、冷却ガスのうちの少なくともいくつか、好適には、冷却ガスのすべてが、液体状態の冷却ゾーンに至ることができるように構成される。したがって、特に、冷却ゾーンと、液状の冷却ガスのソースとの間に、冷却ガス・ラインを形成することが必要である。この場合、熱源が、冷却ゾーンと液状の冷却ガスのソースとの間の別のラインに形成されるか否かは重要ではない。

デバイスは、好適には、ガス状および液状の不活性ガスを混合するためのミキサを備える。ミキサは、ガス状の不活性ガスを提供するためのガス・コネクションと、液状の不活性ガスを提供するための液体コネクションと、冷却ゾーンに接続されうる冷却ガス・アウトレットとを備える。

このようなデバイスは、本発明による方法を実行するために特に好適に使用され、本発明による方法の使用のために適合されうる。この場合、冷却ガス・アウトレットが、冷却ゾーンのガス・インレットに流体的に接続可能であることか、および／または、ヒート・シンクのインレットに流体的に接続可能であることが有利である。

デバイスの１つの構成はさらに、
−ミキサへ液状の不活性ガスを供給するための液状ガス・バルブと、
−ミキサへガス状の不活性ガスを供給するためのガス・バルブと、
−本発明による方法を実行するために適切で、かつ、適合された制御ユニットと
を備える。制御ユニットは、少なくとも、液状ガス・バルブとガス・バルブのアクチュエーションが、制御ユニットによって実行されうるように、液状ガス・バルブとガス・バルブとに接続される。

別の構成によれば、温度を測定するための温度センサが、冷却ガス・アウトレットに形成される。

特に、例えば、白金ベースの抵抗センサのような抵抗センサが、温度センサとして使用されうる。

デバイスの別の構成によれば、冷却ガス・ラインに接続された少なくとも１つのヒート・シンクが形成される。このヒート・シンクは、はんだ付けシステムの一部であり、冷却ゾーン内に形成される。

好適には、少なくとも１つのヒート・シンクが、冷却ゾーン内の、
−搬送デバイスの上、
−搬送デバイスの下、
−冷却ゾーンの冷却雰囲気のガスのフロー・チャネル内、ここで、冷却雰囲気は、フロー・チャネル内を循環可能である、
−外部または内部のプロセス水冷却器、
のうちの少なくとも１つの位置に配置される。

デバイスの別の構成によれば、ミキサは、静的ミキサである。

静的ミキサは、液状の不活性ガスとガス状の不活性ガスとを混合するために特に有利であることが判明した。

さらに、周囲の環境における水の凍結および凝縮を避けるため、および、周囲の環境からカップリングを介してシステム内の冷却ガスへ水が入ることを抑制するために、少なくとも１つ、好適にはすべてのカップリングを提供することが好適である。カップリングでは、ハウジングを用いて、本発明にしたがって、冷却ガスを液状またはガス状の状態でデバイス内に導くためのラインに、好適には窒素であるガス状の冷媒が流れる。同じアプローチが、熱交換器をドライに保つため、または、例えば、周囲の雰囲気との接触によって凝縮が生じうる、装置のその他のパーツにおいて使用されうる。

本発明による方法のために開示された詳細および利点が、本発明によるデバイスに適合および適用されうる。本発明は、図示された詳細および典型的な実施形態に限定されることなく、添付図面の助けを借りて以下により詳細に説明されるだろう。例によって、概念的に、
図１は、プリント回路基板モジュールを冷却するためのデバイスの第１の例を示す。 図２は、プリント回路基板モジュールを冷却するためのデバイスの第２の例を示す。 図３は、プリント回路基板モジュールを冷却するためのデバイスの第３の例を示す。 図４は、プリント回路基板モジュールを冷却するためのデバイスの第４の例を示す。 図５は、プリント回路基板モジュールを冷却するためのデバイスの第５の例を示す。 図６は、プリント回路基板モジュールを冷却するためのデバイスの第６の例を示す。 図７は、はんだ付け装置の例を示す。

図１は、プリント回路基板モジュール（図示せず）を冷却するためのデバイス１の第１の例を示す。デバイス１は、この例では窒素であるガス状および液状の不活性ガスを混合をするためのミキサ２を備える。しかしながら、ここで開示された詳細は、また、他の不活性ガスに容易に適用されうる。ミキサ２は静的ミキサであり、ガス状の不活性ガスを提供するためのガス・コネクション３と、液状の不活性ガスを提供するための液体コネクション４とを備える。ミキサ２では、液体窒素を含む窒素リザーバ５からの液体窒素と、ガス状の窒素とが混合される。後者は、窒素リザーバ５から液体窒素が流れる蒸発器６において生成される。代案として、または、さらに、例えばガス・シリンダまたはオン・サイト・ガス生成器のような、対応する圧縮ガス・コンテナのような異なるソースからガス状の窒素を提供することも可能である。あるいは、または、それに加えて、蒸発器６を、ウォータ・バス熱交換器と交換すること、または、このような熱交換器を追加することが可能である。したがって、既存の機械的な水ベースの冷却システムの加熱水は、液体窒素のような液状の冷却ガスの蒸発エントロピによって冷却されるので、追加の値が生成される。したがって、ウォータ・バス熱交換システムが、集中システムまたは分散システムとして使用されうる。分散は、システムが、はんだ付け装置機器の一部であることを意味する。集中は、中央ガス・ストレージ・タンクからのものを意味する。しかしながら、ここでは、生成されたガスは、不活性化のために使用されうる。予め定められた温度を持つ規定された冷たいガスを用いるプロセスの場合、このガス・フローは、ウォータ・バス熱交換器によって生成されうる。窒素リザーバ５は、ミキサ２の液体コネクション４に接続され、蒸発器６は、ミキサ２のガス・コネクション３に接続される。ミキサ２はさらに、液体窒素およびガス状の窒素の混合の結果として生じる冷却ガスがミキサ２を出る冷却ガス・アウトレット７を備える。したがって、ミキサ２は、冷却ガス・ライン２６に配置される。これは、窒素リザーバを、はんだ付けシステム１２の冷却ゾーン１５へ流体的に接続する。

冷却ガスの温度は、特に、液体窒素とガス状の窒素との量の比によって設定されうる。設定された温度に依存して、冷却ガスは、より多い割合、または、より少ない割合で液体窒素を含む。液体窒素の量は、液状ガス・バルブ８によって制御される一方、ガス状の窒素の量は、ガス・バルブ９によって制御されうる。液状ガス・バルブ８およびガス・バルブ９は、（ここでは、点によって示されている）データ・ラインによって制御ユニット１０に接続されている。これは、本発明による方法を実行するために適切であり、適合される。提供されるべき液状および／またはガス状の不活性ガスの量は、第１の温度センサ１１および／または第２の温度センサ２０のデータに基づいて、制御ユニット１０において決定される。それにしたがって、液状ガス・バルブ８およびガス・バルブ９は、必要な体積流量率を適応させるために、制御ユニット１０によって制御される方式で駆動される。制御ユニット１０は、さらに、冷却ガスの流れが制御される方式で、２つの冷却ガス・バルブ２４に接続される。

はんだ付けシステム１２のコントローラは、制御ユニット１０の一部でありうる。したがって、特に、はんだ付けシステム１２を制御する場合、はんだ付けシステムの個々のゾーンのための温度プロファイルを設定することが可能である。これは、例えば、はんだ付けされるべき製品に基づいて選択されうる。この目的のために、オプションで、対応するデータ・ラインが、制御ユニット１０とはんだ付けシステム１２との間に形成されうる。

デバイス１はさらに、第１の温度センサ１１を備える。これによって、冷却ガス・アウトレット７における温度が判定されうる。図１はさらに、いわゆるプリント回路基板モジュールのようなプリント回路基板へ電子構成要素をはんだ付けするためのはんだ付けシステム１２を示す。この表現では、プリント回路基板モジュールは、好適には（図示されていない）コンベヤ・ベルトによって、はんだ付けシステム１２の左から右へ搬送される。この例では、はんだ付けシステム１２は、予熱ゾーン１３、はんだ付けゾーン１４、および冷却ゾーン１５を備え、冷却ゾーン１５において、冷却ガス雰囲気２９が形成される。予熱ゾーン１３では、プリント回路基板モジュールが、はんだ付けゾーン１４において、はんだの融点に達するか超えるまで、予熱され、はんだと接触されうる。冷却ゾーン１５では、はんだを供給されたプリント回路基板ボードが、再び冷却される。この例および以下の例では、プリント回路基板モジュールが、好適には、予熱ゾーン１３、はんだ付けゾーン１４、および冷却ゾーン１５を連続的に搬送される。これまでのところ、ゾーン１３，１４，１５間で、図面に示される制限は、これらゾーン間の境界を表示することだけであって、壁を構成することではない。本発明は、例えば、ウェーブはんだ付けシステムおよびその他のはんだ付け方法のような別のはんだ付け概念のために適用され、使用されうる。

動作中、ここでは、例えば窒素のような液状およびガス状の不活性ガスからなる冷却ガスが、ミキサ２において生成される。窒素は、冷却ガス・アウトレット７を通じてミキサ２の外部へ送られる。結果として得られた冷却ガスが、冷却ガス供給ライン１６を通じて、冷却ゾーン１５に導かれる。未だに残っている液状の不活性ガスは、恐らくは、冷却ゾーン１５において最後に蒸発し、これによって、蒸発の結果生じるエンタルピもまた、プリント回路基板モジュールを冷却するために使用されるようになりうる。余分な冷却ガス雰囲気が、冷却ゾーン使用済ガス・アウトレット１７を通じて冷却ゾーン１５から取り出され、不活性化のために、不活性ガス供給ライン１８を通じて、予熱ゾーン１３およびはんだ付けゾーン１４へ提供される。不活性ガスは、この場合、必要であれば、加熱手段１９によって加熱されうる。オプションとして、第２の温度センサ２０によって、冷却ガス供給ライン１６または冷却ゾーン１５における冷却ガスの温度がモニタされうる。第２の温度センサ２０は、同様に、（点によって示される）データ・ラインによって、制御ユニット１０へ接続される。予熱ゾーン使用済ガス・アウトレット２１を通じて、使用済ガスが、予熱ゾーン１３から、および、オプションとして、はんだ付けゾーン１４から放出される。

はんだ付けシステム１２の冷却ゾーン１２においてプリント回路基板モジュールを冷却するために冷たいガスを用いることは有利である。なぜなら、熱伝達媒体としての冷却材と、対応する熱交換器とを用いた非ダイレクトな冷却と比べて、より効率的な冷却が達成されうるからである。したがって、従来の冷却よりも大きな温度勾配で、モジュールの最適な冷却がなされうる。冷却ゾーン１５に導入されうる冷却ガスの温度が設定され、ミキサ２内の液状の不活性ガスおよびガス状の不活性ガスの量の比によって調節されうる。特に、プリント回路基板モジュールまたははんだ付けされた電子構成要素が損傷を受けない可能な最大の温度勾配はまた、低い温度への対応する冷却によって達成され、これによって、可能な限り高速な冷却が達成されうる。図２は、デバイス１の第２の例を示す。このほとんどは、図１に示される第１の例と同一である。したがって、第１の例との相違点のみがここで説明され、その他の点に関しては、図１の説明が参照される。冷却ガスを冷却ゾーン１５に提供することに加えて、この例では、冷却ガスの一部が、ヒート・シンク２２へ送られる。これはまた、冷却ガスを冷却ゾーン１５へ提供することに対する代替として実行されうる。ヒート・シンク２２は、はんだ付けシステム１２のコンベヤ・ベルト２３である搬送デバイスの下に形成され、これによって、プリント回路基板モジュールが、動作中に、ヒート・シンク２２を通過して搬送されるようになりうる。コンベヤ・ベルト２３は、予熱ゾーン１３、はんだ付けゾーン１４、および冷却ゾーン１５を通過し、これによって、ゾーン１３，１４，１５を通過するプリント回路基板モジュールの連続搬送が可能となる。

このように、例えば、本発明による方法のために既存のヒート・シンク２２を改造することによって、または、必要であるほんの小規模な改造によって、レガシー・システムにおいて、冷却効率の顕著な改善が達成されうる。ヒート・シンク２２による冷却によって、プリント回路基板モジュールの極めて一様な冷却が可能となる。これによって、冷却中にもたらされる熱応力は、些細な程度にしか形成されない。

図３は、デバイス１の第３の例を示す。図１および図２の例とは対照的に、ここでは、例えば、同じ製品が、複数のはんだ付けシステム１２においてはんだ付けされている場合、オプションで、複数のはんだ付けシステム１２のためにともに使用されうる中央ミキサ２は形成されておらず、分散ミキサ２５が使用される。これは、冷却ゾーン１５内にダイレクトに、または、冷却ゾーン１５の非常に近くに形成され、単一のはんだ付けシステム１２およびその冷却ゾーン１５のためにのみ使用される。分散ミキサ２５は、好適には、冷却ゾーン１５内の冷却ガスの一定の流れを保証するファンを備えうる。余分な冷却ガス雰囲気が、冷却ゾーン使用済ガス・アウトレット１７を介して冷却ゾーン１５から取り出され、不活性化のために、不活性ガス供給ライン１８によって予熱ゾーン１３およびはんだ付けゾーン１４へ提供される。予熱ゾーン使用済ガス・アウトレット２１を経由して、使用済ガスが、予熱ゾーン１３から、および、オプションとして、はんだ付けゾーン１４から放出される。

分散ミキサ２５は、ガス・コネクション３および液状ガス・コネクション４を備える。これらは、ガス・バルブ９および液状ガス・バルブ８を介して窒素リザーバ５および蒸発器６に接続されている。ガス状の不活性ガスおよび液体の不活性ガスの混合がミキサ２５においてなされ、冷却ガスが、冷却ガス・アウトレット７を介して冷却ゾーン１５へダイレクトに導入される。ガス・バルブ９と液状ガス・バルブ８とは、（ここで、点によって示されるような）データ・ラインによって制御ユニット１０に接続されている。制御ユニット１０は、前述した方法を実行するために適切であり、適合されている。制御ユニット１０はさらに、第２の温度センサ２０に接続されている。第２の温度センサ２０は、ミキサ２５から冷却ゾーン１５へと流れる冷却ガスの温度を判定する。これは、提供されるべき液体窒素の量、提供されるべきガス状の窒素の量、および／または、冷却ゾーン１５へ提供されるべき冷却ガスの量のための制御変数として使用される。

図４および図５は、デバイス１のさらなる例を示す。これらの多くは、図２において図示される第２の例と同一である。したがって、前述した例との相違点のみがここで説明され、その他の点に関しては、図１の説明が参照される。図４および５の例は、ミキサ２５がデバイス１において提供されていないという点において、前述した例とは異なる。代わりに、窒素リザーバ５が、ヒート・シンク２２を備える冷却ガス・ライン２６を介して冷却ゾーン５にダイレクトに接続される。デバイス１はさらに、フロー・チャネル２８を備える。フロー・チャネル２８によって冷却雰囲気２９が循環される。ここには、冷却雰囲気を冷却するためのヒート・シンク２２が配置される。フロー・チャネル２８は、さらに、または、その代わりに、プリント回路基板のための搬送システムの下にも同様に配置されうる。

図４に示された例では、ヒート・シンク２２および従来のヒート・シンク３０が、冷却ゾーン１５の一部であるフロー・チャネル２８内に配置される。ヒート・シンク２２は、窒素リザーバ５からの液状の冷却ガスを用いて動作し、可能な限り冷却ガスのすべてが、液体の形態でヒート・シンク２２に達する。従来のヒート・シンク３０は水を用いて動作する。冷却雰囲気は、（図示しない）ファンによって、フロー・チャネル２８を通って、搬送デバイス２７にわたって循環する。プリント回路基板モジュールは、搬送デバイス２７上で、はんだ付けシステム１２を通過する。ヒート・シンク２２において蒸発した冷却ガスは、不活性化のために、予熱ゾーン１３およびはんだ付けゾーン１４へ提供される。この場合、冷却ゾーン１５にわたって一様な温度分布が達成されるように、冷却雰囲気２９の冷却が、フロー・チャネル２８においてなされ、液状の冷却ガスにおける蒸発のエンタルピのすべてが利用されるようになる。

フロー・チャネル２８におけるヒート・シンク２２に加えて、図５に示されるデバイス１はまた、搬送デバイス２７の上および下にそれぞれヒート・シンク２２を備える。これらヒート・シンク２２は、窒素リザーバ５へダイレクトに接続されている。これらヒート・シンク２２において蒸発した冷却ガスはまた、予熱ゾーン１３およびはんだ付けゾーン１４へ提供される。このように、プリント回路基板モジュールのすぐ近くにおける冷却雰囲気２９における温度が変えられ、プリント回路基板モジュールから冷却ガスへの効率的な熱伝達が可能とされる。

図６は、乾燥雰囲気３３が存在するハウジング３２によって、熱交換器３１が囲まれている詳細を示す。この乾燥雰囲気３３によって、例えば、熱交換器３１の冷点における周囲の雰囲気からの水の凝縮が回避される。乾燥雰囲気３３を囲む同様なハウジング３２が、凝縮が生じうる冷却ガス３６を導くパイプ３５を接続するためのパイプ・コネクタ３４を保護するために使用されうる。乾性ガスは、液状の冷却ガスの蒸発によって生成されたオフ・ガスでありうるか、冷却ゾーン１５のオフ・ガスでありうる。

図７は、はんだ付け装置３７の例を示す。プリント回路基板（図示せず）は、プリント回路基板を搬送方向３９に移動させるコンベヤ３８によって、はんだ付け装置３７内を連続的に搬送される。プリント回路基板は、搬送方向３９において、いくつかの予熱ゾーン１３、はんだ付けゾーン１４（ピーク・ゾーンとしても示される）、およびいくつかの冷却ゾーン１５を通過する。これらゾーン１３，１４，１５内のガス・フロー４０は、簡略のために一部のみが参照番号を用いて示されているいくつかの矢印として示される。ガス・フロー４０の温度は、はんだ付けゾーン１４において最も高い。この温度は、搬送方向３９において、はんだ付けゾーン１４に達するまで、予熱ゾーン１５内で上昇し、冷却ゾーン１５において、はんだ付けゾーン１４の下流で下降する。

冷却ゾーン１５はおのおの、熱交換器３１とファン４１を備えている。特に、冷却ゾーン１５内では、すべての冷却ゾーン１５における個々の熱交換器３１および／またはファン４１は、例えば、ファン４１の回転周波数、および／または、例えば、熱交換器４１内の熱交換媒体の温度および／またはマス・フロー、を制御することによって、個別に制御されうる。おのおのの冷却ゾーン１５内の熱交換器４１および／またはファン４１を個別に制御することによって、冷却ゾーン１５内に、良好に規定された冷却雰囲気、特に、冷却ゾーン１５内に、良好に定められた温度勾配を与えることが可能である。

冷却ゾーン１５からの、特に、熱交換器４１からのオフ・ガスは、好適には、通常、例えば窒素のような乾燥した不活性ガスである。これは、予熱ゾーン（単数または複数）１３またははんだ付けゾーン１４における不活性状態を促進するために使用されうる。特定の状況では、冷却ゾーン１５のオフ・ガス４３は、複数の予熱ゾーン１３において、予め定められた温度プロファイルを生成するために、これら予熱ゾーン１３のうちの少なくとも１つにおけるガス・フロー１４を冷却するために使用されうる。特に、オフ・ガス４３は、温度がほとんど一定であるか、または、小さな温度勾配で増加する領域を提供するために使用されうる。特に、もしもこれが、その温度がはんだ付けゾーン１４における温度に近く、はんだ付けゾーン１４に近い予熱ゾーン１３において使用されるのであれば、このゾーンは、温度上昇がスロー・ダウンするスロー・ダウン・ゾーン４２として理解されうる。これは、対流によって、ガス・フロー４０のフロー速度を著しく下げ、もって、予熱ゾーンにおける雰囲気条件を安定させる。液体窒素が、冷却ガスとして使用されるのであれば、オフ・ガス４３は、その温度が窒素の沸点近傍まで下がったガス状の窒素を備える。

本発明による方法、および、本発明によるデバイスは、有利なことに、はんだ付けプロセス後におけるプリント回路基板モジュールの極めて効率的な冷却を可能にする。冷却ガスは、冷却ゾーン１５から取り出された後、有利なことに、はんだ付けシステム２を不活性化するために使用されうる。

本ドキュメント全体を通じて、「プリント回路基板」および「はんだ付け」という用語が使用されているが、本ドキュメントにおいて説明されているアプローチは、本ドキュメントにおいて説明されているすべての詳細によって、その他の熱処理およびその他の構成要素に変換および適合されうることが当業者にとって明らかである。
以下に、出願当初の特許請求の範囲に記載の事項を、そのまま、付記しておく。
［１］ はんだ付けされたプリント回路基板モジュールを、はんだ付けシステムの冷却ゾーンにおいて冷却するための方法であって、
不活性ガスを備える少なくとも１つの冷却ガスが、前記冷却ゾーンへ導入され、
プリント回路基板板が、前記はんだ付けシステムのはんだ付けゾーンから前記冷却ゾーンへ連続的に搬送され、
前記冷却ガスが、液状の冷却ガスを用いて生成される、方法。
［２］ 液状の冷却ガスが、前記冷却ゾーンへ導入される、［１］に記載の方法。
［３］ 前記冷却ガスは、ガス状の不活性ガスおよび液状の不活性ガスを混合することによって得られる、［１］または［２］に記載の方法。
［４］ 前記冷却ガスは、前記冷却ゾーンの冷却雰囲気へ導入される、［１］乃至［３］のうち何れか１項に記載の方法。
［５］ 前記冷却ガスは、予め定めることが可能な温度で導入される、［１］乃至［４］のうち何れか１項に記載の方法。
［６］ 前記冷却ガスは、前記冷却ゾーンに割り当てられたヒート・シンクを通される、［１］乃至［５］のうち何れか１項に記載の方法。
［７］ 前記ヒート・シンクによって冷却された冷却雰囲気が、前記冷却ゾーン内を循環する、［６］に記載の方法。
［８］ 前記プリント回路基板モジュールは、単数または複数の前記ヒート・シンクの上および／または下で搬送される、［６］または［７］に記載の方法。
［９］ 前記冷却ゾーンの特定のエリアに割り当てられた少なくとも１つのファンと、前記冷却ゾーンに提供された冷却雰囲気を冷却するための少なくとも１つのヒート・シンクとのうちの少なくとも１つが、前記冷却ゾーン内の冷却雰囲気に、予め定められた温度勾配を提供するために制御される、［１］乃至［８］のうち何れか１項に記載の方法。
［１０］ 前記冷却ガスは、
−前記冷却ゾーンを流れた後、および
−前記少なくとも１つのヒート・シンクを流れた後、
からなるフロー経路のうちの少なくとも１つの後に、
−前記プリント回路基板モジュールにはんだ付けプロセスが実行されるはんだ付けゾーン、および
−前記プリント回路基板モジュールが前記はんだ付けゾーンに達する前に予熱される予熱ゾーン、
からなるゾーンのうちの少なくとも１つのゾーンに、不活性ガスとして提供される、［１］乃至［９］のうち何れか１項に記載の方法。
［１１］−前記冷却雰囲気における温度、
−前記ヒート・シンク内で蒸発し、その後放出される冷却ガスの温度、
−前記冷却ゾーンへの搬送中における冷却ガスの温度、および
−前記ヒート・シンクへの搬送中における冷却ガスの温度、
のうちの少なくとも１つの温度が、
−前記冷却ゾーンへ搬送されるべき冷却ガスの体積流量率、
−前記ヒート・シンクへの冷却ガスの体積流量率、
−前記冷却ガスを混合する場合に加えられるべき液状の不活性ガスの量フラクション、および
−前記冷却ガスを混合する場合に加えられるべきガス状の不活性ガスの量フラクション、
のうちの少なくとも１つの量のための制御変数として使用される、［１］乃至［１０］のうち何れか１項に記載の方法。
［１２］−窒素、
−アルゴン、
−ヘリウム、および
−二酸化炭素、
のうち少なくとも１つのガスが、前記不活性ガスとして使用される、［１］乃至［１１］のうち何れか１項に記載の方法。
［１３］ はんだ付けされたプリント回路基板モジュールを冷却するためのデバイス（１）であって、液状の冷却ガスのソース（５）と、前記プリント回路基板モジュールをはんだ付けするためのはんだ付けゾーン（１４）を有するはんだ付けシステム（１２）と、冷却ゾーン（１５）と、冷却ガス・ライン（２６）とを備え、
前記液状の冷却ガスのソース（５）と、前記冷却ゾーン（１５）とは、前記冷却ガス・ライン（２６）によって流体的にともに接続され、前記冷却ガス・ライン（２６）内には、前記冷却ガス・ライン（２６）に熱を供給するための熱源は配置されておらず、これによって、前記液状の冷却ガスのソース（５）からの液状の冷却ガスが、前記冷却ゾーン（１５）に導入されるようになり、
前記デバイス（１）はさらに、前記プリント回路基板モジュールを、前記はんだ付けゾーン（１４）および前記冷却ゾーン（１５）内に連続的に搬送する少なくとも１つの搬送デバイス（２３，２７）を備える、デバイス。
［１４］ ガス状の不活性ガスと液状の不活性ガスとを混合するための、前記冷却ガス・ラインにおけるミキサ（２，２５）を備え、
前記ミキサ（２，２５）は、ガス状の不活性ガスを提供するためのガス・コネクション（３）と、液状の不活性ガスを提供するための液体コネクション（４）と、前記冷却ゾーン（１５）に接続されうる冷却ガス・アウトレット（７）とを備える、［１２］に記載のデバイス。
［１５］−前記ミキサ（２，２５）へ液状の不活性ガスを供給するための液状ガス・バルブ（８）と、
−前記ミキサ（２，２５）へガス状の不活性ガスを供給するためのガス・バルブ（９）と、
−［１］乃至［１１］のうちの何れか１項による方法を実行するために適切で、かつ、適合
された制御ユニット（１０）と
を備え、
前記制御ユニット（１０）は、 少なくとも、前記液状ガス・バルブ（８）と前記ガス・バルブ（９）のアクチュエーションが、前記制御ユニット（１０）によって実行されうるように、 前記液状ガス・バルブ（８）および前記ガス・バルブ（９）に接続される、［１４］に記載のデバイス。
［１６］ 前記冷却ガス・ラインに接続された少なくとも１つのヒート・シンク（２２）が形成された、［１３］乃至［１５］のうち何れか１項に記載のデバイス。
［１７］ 前記少なくとも１のヒートシンク（２２）は、前記冷却ゾーンにおいて、
−前記搬送デバイス（２７）の上、
−前記搬送デバイス（２７）の下、
−前記冷却ゾーン（１５）の冷却雰囲気（２９）のガスのためのフロー・チャネル（２８）内、
のうちの少なくとも１つの位置に配置され、
前記冷却雰囲気（２９）は、前記フロー・チャネル（２８）内を循環可能である、［１６］に記載のデバイス。

１ はんだ付けされたプリント回路基板モジュールを冷却するためのデバイス
２ ミキサ
３ ガス・コネクション
４ 液体コネクション
５ 窒素リザーバ
６ 蒸発器
７ 冷却ガス・アウトレット
８ 液状ガス・バルブ
９ ガス・バルブ
１０ 制御ユニット
１１ 第１の温度センサ
１２ はんだ付けシステム
１３ 予熱ゾーン
１４ はんだ付けゾーン
１５ 冷却ゾーン
１６ 冷却ガス供給ライン
１７ 冷却ゾーン使用済ガス・アウトレット
１８ 不活性ガス供給ライン
１９ 加熱手段
２０ 第２の温度センサ
２１ 予熱ゾーン使用済ガス・アウトレット
２２ ヒート・シンク
２３ コンベヤ・ベルト
２４ 冷却ガス・バルブ
２５ ミキサ
２６ 冷却ガス・ライン
２７ 搬送デバイス
２８ フロー・チャネル
２９ 冷却雰囲気
３０ 従来のヒート・シンク
３１ 熱交換器
３２ ハウジング
３３ 乾燥雰囲気
３４ パイプ・コネクタ
３５ パイプ
３６ 冷却ガス
３７ はんだ付け装置
３８ コンベヤ
３９ 搬送方向
４０ ガス・フロー
４１ ファン
４２ スロー・ダウン・ゾーン
４３ オフ・ガス

Claims (8)

1. はんだ付けされたプリント回路基板モジュールを、はんだ付けシステムの冷却ゾーンにおいて冷却するための方法であって、
   不活性ガスを備える少なくとも１つの冷却ガスが、前記冷却ゾーンへ導入され、
   プリント回路基板が、前記はんだ付けシステムのはんだ付けゾーンから前記冷却ゾーンへ連続的に搬送され、
   前記冷却ガスが、気体状の不活性ガスおよび液状の不活性ガスを混合することによって生成される液状の冷却ガスを用いて生成される方法において、
   −前記冷却ゾーンに割り当てられたヒート・シンクを通され、前記ヒート・シンク内で蒸発し、冷却ゾーン内を循環する前に、前記ヒート・シンクから放出される冷却ガスの温度、および
   −前記ヒート・シンクへの搬送中における冷却ガスの温度、
   のうちの少なくとも１つの温度が、
   −前記冷却ゾーンへ搬送されるべき冷却ガスの体積流量率、
   −前記ヒート・シンクへの冷却ガスの体積流量率、
   −加えられるべき液状の不活性ガスフラクションの量、および
   −ガス状の不活性ガスフラクションの量、
   のうちの少なくとも１つの量のための制御変数として使用される、方法。
2. 液状の冷却ガスが、前記冷却ゾーンへ導入される、請求項１に記載の方法。
3. 前記プリント回路基板モジュールは、前記ヒート・シンクの上および／または下で搬送される、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記冷却ゾーンの特定のエリアに割り当てられた少なくとも２つのファンと、前記冷却ゾーンに提供された冷却雰囲気を冷却するための少なくとも２つのヒート・シンクとのうちの少なくとも２つが、前記冷却ゾーン内の冷却雰囲気に、予め定められた温度勾配を提供するために制御される、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の方法。
5. 前記冷却ガスは、
   −前記冷却ゾーンを流れた後、および
   −前記少なくとも１つのヒート・シンクを流れた後、
   からなるフロー経路のうちの少なくとも１つの後に、
   −前記プリント回路基板モジュールにはんだ付けプロセスが実行されるはんだ付けゾーン、および
   −前記プリント回路基板モジュールが前記はんだ付けゾーンに達する前に予熱される予熱ゾーン、
   からなるゾーンのうちの少なくとも１つのゾーンに、不活性ガスとして提供される、請求項１ないし４のいずれか１項に記載の方法。
6. −窒素、
   −アルゴン、
   −ヘリウム、および
   −二酸化炭素、
   のうち少なくとも１つのガスが、前記不活性ガスとして使用される、請求項１ないし５のいずれか１項に記載の方法。
7. はんだ付けされたプリント回路基板モジュールを冷却するためのデバイス（１）であって、液状の冷却ガスのソース（５）と、前記プリント回路基板モジュールをはんだ付けするためのはんだ付けゾーン（１４）を有するはんだ付けシステム（１２）と、冷却ゾーン（１５）と、冷却ガス・ライン（２６）とを備え、
   前記液状の冷却ガスのソース（５）と、前記冷却ゾーン（１５）とは、前記冷却ガス・ライン（２６）によって流体的にともに接続され、前記冷却ガス・ライン（２６）内には、前記冷却ガス・ライン（２６）に熱を供給するための熱源は配置されておらず、これによって、前記液状の冷却ガスのソース（５）からの液状の冷却ガスが、前記冷却ゾーン（１５）に導入されるようになり、
   前記デバイス（１）はさらに、前記プリント回路基板モジュールを、前記はんだ付けゾーン（１４）および前記冷却ゾーン（１５）内に連続的に搬送する少なくとも１つの搬送デバイス（２３，２７）を備え、
   ガス状の不活性ガスと液状の不活性ガスとを混合するための、前記冷却ガス・ラインにおけるミキサ（２，２５）を備え、
   前記ミキサ（２，２５）は、ガス状の不活性ガスを提供するためのガス・コネクション（３）と、液状の不活性ガスを提供するための液体コネクション（４）と、前記冷却ゾーン（１５）に接続されうる冷却ガス・アウトレット（７）とを備え、
   −前記ミキサ（２，２５）へ液状の不活性ガスを供給するための液状ガス・バルブ（８）と、
   −前記ミキサ（２，２５）へガス状の不活性ガスを供給するためのガス・バルブ（９）と、
   −請求項１ないし６のうちの何れか１項による方法を実行するために適切で、かつ、適合された制御ユニット（１０）とを備え、
   前記制御ユニット（１０）は、 少なくとも、前記液状ガス・バルブ（８）と前記ガス・バルブ（９）のアクチュエーションが、前記制御ユニット（１０）によって実行されうるように、 前記液状ガス・バルブ（８）および前記ガス・バルブ（９）に接続される、デバイス。
8. 前記冷却ガス・ラインに接続された少なくとも１つのヒート・シンク（２２）が形成され、
   前記少なくとも１のヒートシンク（２２）は、前記冷却ゾーンにおいて、
   −前記搬送デバイス（２７）の上、
   −前記搬送デバイス（２７）の下、
   −前記冷却ゾーン（１５）の冷却雰囲気（２９）のガスのためのフロー・チャネル（２８）内、
   のうちの少なくとも１つの位置に配置され、
   前記冷却雰囲気（２９）は、前記フロー・チャネル（２８）内を循環可能である、請求項７に記載のデバイス。

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