JP7486234B2 - 電子アセンブリを接続するためのシステム - Google Patents

Description

本発明は、電子アセンブリを接続するためのシステム、特に、システムを介して電子アセンブリを搬送する輸送装置を有するはんだ付けまたは焼結システムであって、電子アセンブリを互いに接続するための複数の気密分離可能モジュールを含み、少なくとも１つのモジュールがはんだ付けまたは焼結モジュールとして、１つのモジュールが冷却モジュールとして設計されているものに関するものである。

気密密閉可能なチャンバまたはモジュールを用いたコンポーネントの温度処理のための冒頭に述べたようなシステムは、従来技術から知られている。

この種のシステムは、例えば、複数のコンポーネント、特に電子アセンブリの間にはんだ付け接続を行うためのはんだ付け装置として設計することができる。これは、接続されるコンポーネントの間に配置されるはんだ材料を加熱して溶融すること、および／または、その後の接続プロセスのためにはんだ材料でコンポーネントを被覆することによって達成することができる。一般に、コンポーネントと、例えば、はんだチップ、はんだペーストまたははんだ粉末の形態のはんだ材料とは、プロセスチャンバに導入される前に一時的に接合されてスタックを形成する。

この種のはんだ付け装置は、特に、大面積接続に使用され、例えばプリント回路基板上のトランジスタまたはダイオード、金属化セラミック基板もしくは他の回路担体上のＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴまたはダイオードなどの半導体コンポーネント、マイクロエレクトロニクスコンポーネントまたはパワー半導体チップがはんだ付けまたははんだ接合されるか、金属化セラミック基板が金属ベース板および／または放熱器にはんだ接合される。また、放熱器に接続されるプリント回路基板は、一般的なはんだ付け装置ではんだ付けすることができる。

最適なはんだ付けを行うためには、接続するコンポーネントとともに溶融はんだを制御しながらはんだの融点より高く加熱し、その後、制御しながらはんだの凝固点より低く冷却して、コンポーネントをボイドなく互いに接続する努力がなされる。はんだは、軟質はんだでも硬質はんだでもよく、特に錫はんだのほか、銀はんだ、黄銅はんだ、リンはんだでもよい。

はんだ接続は、一般に、周囲から密閉され、特に排気可能で、例えばベース板と加圧板とが配置され、その間にコンポーネントとはんだ材料とを含むはんだ群を受け入れるプロセスチャンバ内で生成される。ベース板と加圧板とは、はんだ群に圧力を及ぼすための距離に関して互いに対して調整可能である。同時に、加圧板および／またはベース板は、コンポーネントおよびはんだ材料を加熱および／または冷却することができる。この目的のために、上述の板は、適切な熱源および／または放熱器に熱的に結合させることができる。

この種のシステムは、加圧焼結、特に低温加圧焼結によって少なくとも１つのコンポーネントからワークを作るための焼結装置としても設計することができる。この種の焼結装置は、少なくとも１つのコンポーネントをその間に保持する上部ツールと下部ツールとであって、焼結するワークに圧力を加えるために上部ツールと下部ツールとが互いに対して調整可能な上部ツールと下部ツールと、焼結するワークを加熱するための少なくとも１つの加熱装置とを含むことが可能である。

この種の焼結装置では、細粒または粗粒の材料または材料混合物からなるいわゆるグリーン体から、熱と圧力との作用下に固体ワークを製造することが可能である。焼結材料の圧縮と成形とに加えて、接続相手の接触面が、機械的、熱的、および場合によっては電気的に接続される。ここで考慮する使用は、特に２つのコンポーネント、特に高性能スイッチング要素または半導体アセンブリのような電気半導体コンポーネントと、基本体、原則としてＰＣＢ、特に金属リード担体または接続フレーム上のＤＣＢ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｏｎｄｅｄ）／ＡＭＢ（Ａｃｔｉｖｅ Ｍｅｔａｌ Ｂｒａｚｅ）リードフレーム、放熱器などとの機械的および電気的および／または熱的に伝導性のよい接続に役立つ。

さらに、加圧焼結の一種である低温加圧焼結では、２つ以上のコンポーネント、特に電子コンポーネントおよび基板を、接合材料によって、特に、接続する接合材料を焼結して、電気的および／または熱的に伝導性のよい方法で互いに接続することが可能である。対応する装置および方法は、例えば独国特許発明第１０２００８００９５１０号明細書から公知である。

さらに、自動焼結またははんだ付けシステム、特に複数のプロセスチャンバを有する自動マルチチャンバシステムとして設計することができる。後者は、電気コンポーネントをさらなるコンポーネント群、電気プリント回路基板もしくはＤＣＢ／ＡＭＢリードフレーム、または放熱器に電気的および／または熱的に接続するための少なくとも１つのチャンバまたは１つのモジュールを含む。

「コンポーネント」という用語は、一般に、パワー半導体チップ、（半導体）アセンブリなどが実装される構成要素とともに、金属、セラミック、プラスチックなどの材料または材料の任意の所望の組み合わせから作られた電子アセンブリ、回路担体、基板、基板担体、ベース板、ワークキャリア、実装担体などを意味すると見なし得る。

複数のコンポーネントまたはコンポーネント群を同時に保持できるワークキャリアをしばしば使用して、取り扱いを簡略化し、スループット率を向上させることができる。

この種のシステムは、温度処理中にコンポーネントを受け入れる少なくとも１つの気密密閉可能プロセスチャンバを有することができる。このプロセスチャンバでは、好ましくない化学反応、特にワークの金属表面の酸化を低減または防止し、かつ／または望ましい化学反応を誘発、促進または触媒する特定のプロセス雰囲気を提供することができる。プロセス雰囲気において、例えば相対的な酸素含有量を、例えば０．００５％から０．３％の酸素含有量に減少させることができる。そのために、例えば窒素（Ｎ_２）のような不活性ガスをプロセスチャンバに導入することができる。プロセス雰囲気は、還元手段を含む形成ガス、例えば蟻酸（ＣＨ_２Ｏ_２）または窒素および水素（Ｎ／Ｈ）を含むこともできる。

プロセス雰囲気の提供には、圧力条件の影響、すなわち正圧または負圧の発生も含まれ得る。

この種のシステムは、複数のプロセスチャンバを含むことが多く、その中でコンポーネントを異なるプロセス条件またはプロセス雰囲気にかけることができる。例えば、コンポーネントまたはアセンブリの温度調整を行うことが可能であり、第１プロセスチャンバではんだ材料の溶融温度未満の温度にし、第２プロセスチャンバではんだ付け温度まで加熱し、第３プロセスチャンバで制御して冷却し、各ケースにおいてプロセス雰囲気の特性をプロセスチャンバごとに異ならせ、または各チャンバの滞在時間中に時間的に変化させることも可能である。

密閉されたモジュールまたはプロセスチャンバにより、コンポーネントまたは複数のコンポーネントを同時に互いに接続したワークキャリアは、非密閉モジュールまたはプロセスチャンバで可能なフロー工程とは対照的に、いわゆる静止したプロセスでモジュール内に留まる。フロー生産を確実にするために、フロー生産輸送において複数のコンポーネントを１つのワークキャリアに配置し、つまりクラスター化し、ステップ毎の定常プロセスのシステムを通過させ、その後再び単独でさらなるフロー生産に放出することが可能である。これにより、連続フロー生産工程にステップ毎の定常システムを組み込むことも可能になる。クラスター化と分離を自動化することで、品質管理が容易になり、必要に応じて焼結工程にカバーなどを追加することも可能である。

はんだ材料または接合材料の加熱中に、その成分、例えばバインダーまたはフィラーが昇華または蒸発によってプロセス雰囲気に逃げ、コンポーネント、プロセスチャンバ、そこに保持されているシステムコンポーネント、またはポンプ、弁、パイプなどの二次装置の不要な汚れまたは汚染を引き起こす可能性がある。その他、フラックス、接続するコンポーネントや構成部材を固定するための接着剤、前記構成部材と雰囲気との反応生成物なども、この種の不純物となる可能性がある。

自動マルチチャンバシステムやモジュール設計の複数のモジュールからなるシステムでは、これらのワークキャリアは、走行レールとも呼ばれる輸送装置を用いて、様々なモジュールやチャンバ間で輸送することが可能である。個々のチャンバは、個別に設定可能なプロセス雰囲気を提供するために、真空挿入可能ゲート弁によって互いに分離することができる。これらの真空挿入可能ゲート弁またはエアロックは、通常、熱による損傷からシールを保護するために冷却されている。

例えば、はんだ材料を加熱するための熱源と負圧制御装置とを備えたリフローはんだ付けのための装置および方法は、欧州特許第２７６８６２５号明細書から知られている。負圧制御装置では、はんだ材料を、少なくとも液相線温度に対応する温度で少なくとも２回負圧にかける。さらに、少なくともはんだ付け作業の開始前に負圧を発生させる方法または装置を示している。

独国特許発明第１０２３７４９４号明細書は、気相でのはんだ付けのための方法を示しており、気相ゾーンにおいて被はんだ付け材料上のはんだの溶融の前、間および／または後に、被はんだ付け材料の周りに負圧を発生させる。独国特許発明第１０２３７４９４号の特許ファミリーは、さらに、２つのチャンバ、すなわち気相ゾーン用の第１のチャンバと負圧用の第２のチャンバとを備えた装置を示し、第２のチャンバは第１のチャンバの内部にあるか、その中に移動可能になっている。

独国特許出願公開第１０２００７００５３４５号明細書は、はんだペーストが塗布されたアセンブリを、チャンバ内で加熱しながらリフローはんだ付けする方法と装置とを示している。ここでは、輸送機構を用いてアセンブリをチャンバ内に搬送し、チャンバを密閉する。その後、チャンバ内の圧力を大気圧より高くし、対流加熱により温度を上昇させ、はんだペーストを溶融させる。その後、温度を維持したまま圧力を大気圧に戻す。

既知のシステムおよび方法では、一般に、特にはんだ添加剤および大気からの不純物が、冷却後にアセンブリまたはコンポーネントおよび／または少なくとも１つのチャンバに残存するという問題がある。これらの不純物は、はんだ付け作業の品質低下を招き、例えば空洞を引き起こす可能性がある。

したがって、本発明の目的は、様々なモジュール内部およびはんだ付け箇所への不要な物質の堆積を低減または防止することができるシステムを提案することである。

本発明の目的はまた、モジュール内部および被はんだ付け材料上への不要な物質の堆積物の形成を低減または防止するシステムを提供することである。本発明の目的は、特に制御された雰囲気の影響下の定常プロセス中の閉塞モジュールにおいて、モジュールの壁面上への不要な凝縮物の滞留時間を最小化することである。

この目的は、独立請求項によるシステムによって達成される。本発明の有利なさらなる展開が従属請求項の主題を構成している。

本発明の主題は、電子アセンブリを接続するためのシステム、特にシステムを介して電子アセンブリを搬送する輸送装置を有するはんだ付けまたは焼結システムであって、電子アセンブリを互いに接続するための複数の気密分離可能モジュールを含み、少なくとも１つのモジュールがはんだ付けおよび／または焼結モジュールとして、１つのモジュールが冷却モジュールとして設計されているシステムである。

はんだ付けまたは焼結モジュールと冷却モジュールとの間に、はんだ付けまたは焼結モジュールのプロセス温度と中間温度、特にはんだ凝固温度未満の温度との間で冷却するための軟冷却モジュールとして設計されているさらなるモジュールを配置することを提案する。したがって、軟冷却モジュールは、冷却モジュールの上流にあり、特に室温と等しくない要求もしくは達成温度まで初期冷却が可能であるようにされている。好ましくは、少なくともはんだ材料が軟冷却チャンバで冷却される温度は、はんだ凝固温度よりわずかに低い温度までである。はんだ付け作業に起因する不純物、特にはんだペーストの残留物が、被はんだ材料上に沈殿したり、電子アセンブリ上に凝縮したりしないので、結果としてコンポーネントまたはアセンブリ上の不純物を防止することが可能である。特に、コンポーネントまたはアセンブリ上およびモジュール自体の内部のはんだペーストの残留物および／または大気からの凝縮および堆積は、少なくとも低減し、特に防止することができる。これを、例えば、はんだペーストの残留物を計画的に軟冷却モジュールの領域で凝縮させ、好ましくはそこに堆積させることによって達成する。したがって、不純物は、最終冷却前に軟冷却モジュールから直接除去することができ、好ましくは下流の冷却モジュールに到達しない。コンポーネントまたはアセンブリへの付着を回避し、はんだ付け接続の品質を改善することができる。全体として、システム、特にはんだ付けシステムに、特にはんだペーストおよび／またはＨＣＯＯＨを使用する場合、はんだ付けプロセスの個々のチャンバの汚れを低減することを提供できる。

チャンバおよびモジュールという用語は、示した本発明と関連して同義に使用され得る。はんだ付けモジュールでは、例えば２５０℃の温度を優勢とすることができる。冷却モジュールでは、電子アセンブリを好ましくは室温、すなわち２０℃に冷却する。中間にある軟冷却モジュールのおかげで、いわゆる第一軟冷却を行うことができる。これは、好ましくは、はんだ凝固温度の直下の範囲内にある。はんだ凝固温度は、例えば、１５０℃から２２０℃の範囲とすることができる。はんだは、特に、錫または銀はんだ（ＡＧ）であることができる。軟冷却モジュールでは、好ましくは、例えば２５０°の液相線温度より高い温度から固体温度、すなわちはんだ凝固温度未満まで、すなわち融解範囲を通じて高温から制御された冷却を行う。はんだ付けモジュールの前に、例えば予熱モジュールおよび／または電子アセンブリをシステムに持ち込むためのエアロック・モジュールなど、さらなるモジュールを配置してもよい。

アセンブリおよび設計の支出をできるだけ低く抑えるために、軟冷却モジュールが圧力機器指令２０１４／６８／ＥＵに該当しない場合、有利になることがある。例えば、０．５バールを超える内部正圧を持つ安全機能を持つ容器、配管、圧力維持装置、および装置は、指令２０１４／６８／ＥＵの意味における圧力機器とみなされる。軟冷却モジュールでは、したがって、好ましくは０．５バール以下の正圧を優勢とすることができる。チャンバの容積は、例えば約５０リットル以上とすることができ、他の容積も考えることができる。したがって、例えば、内部の製造チェックを省くことが可能であり、必要な時間を短縮することができる。特に、０．５バーグまでの圧力フラッディングが可能で、その圧力は維持される。０．５バーグという値は、大気圧より０．５バール高いゲージ圧を意味する。

軟冷却モジュール内の温度は、軟冷却モジュール内に必要な正圧を確立するまで、維持または上昇させることができる。軟冷却チャンバ内の加熱は、一般に、例えばガスによる対流によって、接触加熱によって、および／または放射加熱、特にＩＲ光によって達成することができる。

好ましくは、システムは、上位レベル制御を含むことができる。これは、システムの全モジュールを制御するために使用することができる。好ましい実施形態において、少なくとも１つのモジュールは、独自の一次制御回路および／または安全回路を有することができる。これにより、上位レベル制御の完全な再プログラミングを必要とせずに、個々のモジュールおよび／または個々の作業ステップを置換することができる。特に、２つ以上のモジュール、特に２つもしくはそれ以上のモジュールは、独自の制御回路および／または安全回路を有することができる。

好ましい実施形態では、軟冷却モジュールは、１バール、特に最大４．５バール以上のプロセス雰囲気の正圧を提供するように構成することができる。好ましくは、正圧は、軟冷却モジュール内で、前に配置されたチャンバからの－１バール（真空）から１バール以上、特に最大３．５バールまで上昇させることができる。他の圧力も同様に考えることができる。全体として、既存のシステムが設計されている圧力範囲が賢明である。

好ましい実施形態では、軟冷却モジュールは、１バール未満の負圧、特に－１バールの真空を提供するように構成することができる。その結果、はんだ付けシステムを通る通路を、例えば真空中にとることができ、これは同様に、特にペーストおよび／または蟻酸ＨＣＯＯＨによる、はんだ付けプロセス中のチャンバの汚れの減少につながる。

好ましい実施形態では、軟冷却モジュールは、正圧チャンバおよび／または真空チャンバとして設計することができる。軟冷却モジュールは、正圧チャンバまたは真空チャンバを提供するために、真空挿入可能ゲート弁を用いて隣接するモジュールから分離することができる。これらの真空挿入可能ゲート弁またはエアロックは、それに配置されたシールを熱による損傷から保護するために冷却することができる。

好ましい実施形態では、軟冷却モジュールは、５００℃以下からはんだ凝固温度未満、特に１５０℃以下まで電子アセンブリの温度調整および冷却を制御するための、特に加熱および／または冷却可能な接触板として設計された加熱および／または冷却装置を含むことが可能である。電子アセンブリの温度調整および冷却は、別の温度、例えば２５０℃からはんだ凝固温度未満の温度まで行うこともできる。

好ましい実施形態では、接触板は、加熱板として設計することができ、冷却装置は、電子アセンブリから離れる方向に面する加熱板の側からガス流、好ましくは窒素ガス流、特にヘリウムガス流によって接触板を冷却するためのガス冷却装置とすることができる。その結果、制御された冷却を有利に達成することができる。特に、冷たい窒素ガスを用いた加熱板の冷却は、必要な圧力の確立に追従することができる。ガスは、例えば、下から少なくとも１つのスイッチオフされた加熱板に流れることができる。別の実施形態では、加熱板と電子コンポーネントとの間の選択された距離にわたって、必要な冷却を達成することができる。すべての場合において、好ましくは、凝固点未満まではんだの冷却が行われる。その後、電子アセンブリを、軟冷却モジュールから後続の冷却モジュールに搬送することができる。

少なくとも１つの加熱板は、特に、アルミニウムおよび／または銅で作ることができる。好ましくは、加熱板は銅製である。

好ましい実施形態において、接触板を、サンドイッチ構造で設計する。好ましくは、冷却操作は、熱媒油を用いて行うことができる。特に、加熱動作は、加熱ケーブルを用いて行うことができる。この種のサンドイッチ板は、制御可能な、特に加熱可能な、接触板を形成することができ、また、軟冷却板とも呼ばれる。接触板は、特に少なくとも１つの管状の形態で蛇行する形態に挿入された加熱導体を含むことができる。さらに、熱電対、特に基板熱電対を含むことができ、これは、例えば、中央に配置され、かつ／または、フレキシブルに設計されている。接触板は、圧力制御された真空液体フィードスルーを備えたリフティングユニットシステムによって、特にモーター制御のもので制御することができる。例示的な実施形態では、オイルサーモスタット、膨張タンク、少なくとも１つの安全弁、および／または磁気結合熱ポンプを含むこともできる。熱媒油を一度だけ充填することができる。冷却板を使用することで、例えば、軟冷却モジュールにおいて１８５℃以下の油温を達成することが可能である。これは、例えば、オイルクーラーとして強化された水冷式熱交換器を用いて達成することができる。油量は、例えば、二重シースガイドを使用して記録することができる。特に、サーモスタットは自給式で動作させることができ、かつ／または、プログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）を使用して開始信号と温度要求とを行わせることができる。特に、３５リットル／分で１６℃の水温は、実用上の理由から有利である。

好ましい実施形態において、接触板は、機械的に移動可能であり、特に、電子アセンブリに接触し、電子アセンブリから距離を置くことができ、かつ／または接触板は、好ましくは蛇行形態に設計されたガスラックを含むことができる。ガスラックは、例えば、軟冷却のためのＮ２ガスラックとして、少なくとも１つの加熱板の下に配置することができる。

好ましい実施形態では、特に冷ガス、好ましくは冷窒素ガスを用いて電子アセンブリをパージするためのガスパージ装置を、軟冷却モジュールに含むことができる。ガスパージ装置のおかげで、はんだ付け添加剤および／または雰囲気からの不純物は、有利には、軟冷却モジュールから外に、ひいては電子アセンブリから離れるように直接移動させることができる。

好ましい実施形態では、軟冷却モジュールのプロセスチャンバにガスを受け入れるための入口弁を、軟冷却モジュールに含むことができる。これにより、必要な量の純粋なガスを軟冷却モジュールに直接供給することができる。特に、軟冷却モジュールから必要な量の（不純）ガスを取り出すための出口弁も、軟冷却モジュールに配置することができる。その結果、軟冷却モジュール内の圧力を直接制御することができる。特に、ガスの計画的な除去によって、不純物の抽出を軟冷却モジュールで行うことが可能である。したがって、これらの不純物は、有利には、下流の冷却モジュールに通過せず、したがって、電子コンポーネントまたははんだ付け箇所の最終冷却の前に、はんだ付け箇所から早期に除去される。

好ましい実施形態では、ガス収集容器を、軟冷却モジュールのプロセスチャンバの外側に含むことができ、それは入口弁に接続され、かつ軟冷却モジュールのプロセスチャンバから抽出されたガスを受け取るように設計されている。ガス収集容器は、例えば、洗浄および／または冷却ガスのためのバッファおよび供給タンクとして機能することができるが、これに限定されるものではない。軟冷却モジュールから抽出されたガスを洗浄するための洗浄装置は、このガス収集容器の内部、前方または後方に配置することができる。従って、ガスを再利用することができ、持続可能なプロセスおよび持続可能なシステムを提供することができる。

好ましい実施形態では、正圧確認用の正圧弁および／またはクイックブリード弁を、軟冷却モジュールに含むことができる。正圧リリーフ弁は、０．５バール以上の正圧を防止することができる。これにより、軟冷却モジュールにおいて、０．５バール未満の正圧のみが常に優勢であることを保証することができ、圧力機器指令に準拠した設計を省くことができる。

好ましい実施形態では、４～６バールの正圧も軟冷却モジュールで優勢とすることができる。正圧は、はんだ付けプロセスに合わせて調整することができる。

好ましい実施形態では、はんだ凝固温度未満の温度、特に１５０℃未満の温度から室温までの冷却を冷却モジュールで行うことができる。したがって、冷却モジュールによって、軟冷却モジュールを通過して電子アセンブリが清浄化された状態にあるときに、電子コンポーネントの最終的な冷却を可能にすることができる。

好ましい実施形態では、常圧または負圧、特に真空を、冷却モジュール内で優勢とすることができる。冷却モジュールは、真空挿入可能ゲート弁によって軟冷却モジュールから分離することができ、２つの隣接するモジュールにおいて異なる圧力状態を可能にする。

好ましい実施形態では、はんだ付けまたは焼結モジュールの上流に、予熱モジュールとして設計されたさらなるモジュールを含むことができる。予熱モジュールは、好ましくは、はんだ付けモジュールの前、または焼結モジュールの前に配置される。

好ましい実施形態では、コールドトラップを、プロセスチャンバ、好ましくは軟冷却モジュールのプロセスチャンバに、特にプロセスチャンバのガス出口経路のガス冷却器として含むことができる。コールドトラップは、冷却面を拡大し、凝縮液の流出を可能にするために、フィン付き構造を有することができる。さらに、コールドトラップは、凝縮液を収集するように構成されたドリップトレーを有することができる。ドリップトレーに溜まった凝縮液は、ドリップトレーを経由して収集容器に排出することができる。凝縮液の除去は、真空ポンプラインを介した連続的な排水によって強化することができる。実施形態では、真空ポンプを冷却ガスや洗浄ガスの抽出にも使用することができる。真空チャンバを計画的に排気することで、残留溶媒を蒸発させ、コールドトラップで凝縮させ、計画的に収集することができる。コールドトラップは、下流の弁と下流のポンプシステムとを保護するガス冷却器としても機能する。

特に、コールドトラップは、以下に説明するように設計することができる。

好ましい実施形態では、気密分離可能モジュールまたはプロセスチャンバの分離は、真空挿入可能ゲート弁を用いて達成することができ、真空挿入可能ゲート弁の気密性は、圧力が増加すると増加し、かつ／または圧力が高すぎる場合に真空挿入可能ゲート弁を用いた圧力等化が行われ得る。したがって、真空挿入可能ゲート弁は、シールとして設計することができる。これらは、正圧が増加するにつれて、よりきつく閉塞し得るので、正圧下で開放することは不可能である。これは、特に、駆動装置の最大力によって開放することができない点において達成することができる。さらに、またはその代わりに、真空挿入可能ゲート弁は、内圧または正圧が高すぎる場合にガスを抜くことができるように配置することができる。これは、例えば、弁板を適切に変形させて、ガスを大気中に流出させるような方法で行うことが可能である。有利なことに、同時に、周囲の空気がモジュール内、特に軟冷却チャンバ内に侵入することはあり得ない。有利なことに、少なくとも１つの電子アセンブリは、結果として、酸素によって損傷を受けることなく、システムを通過することができる。

有利な実施形態では、真空挿入可能ゲート弁は、流量制御によって作動させることができる。特に、空気または酸素がモジュール、特にはんだ付けモジュールおよび軟冷却モジュールにいかなる時にも入り込まない流量制御によって実現することができる。これにより、エネルギーを消費するガスパージ工程を回避することができる。酸素のない一定のプロセス雰囲気によって、はんだ付けプロセスからの残留物の、酸素に起因する燃焼または不純物を回避することができる。

有利には、はんだ付けの方法は、以下のステップで進めることができる。モジュール内部の、特にはんだ付けモジュール内部の液化したはんだ材料の排出ステップと、真空中の電子アセンブリの軟冷却モジュールへの輸送ステップとであり、ここで少なくとも１つの電子アセンブリは搬送中にいかなる温度損失も受けないことを特徴とする。

本発明の主題はさらに、電子アセンブリを接続するためのシステム、特にはんだ付けおよび／または焼結システム、好ましくは軟冷却モジュールと、このシステムを介して電子アセンブリを搬送するための輸送装置とを有する既述のシステムであって、電子アセンブリを互いに接続するための複数の気密分離可能モジュールを含み、少なくとも１つのモジュールがはんだ付けおよび／または焼結モジュールとして、１つのモジュールが冷却モジュールとして設計されているシステムである。モジュールは、好ましくは、焼結ペーストを乾燥させるための乾燥モジュールとして設計することができる。

気密密閉可能プロセスチャンバ内のはんだ付けまたは焼結モジュールとして特に設計されたモジュールにおいて、電子アセンブリを加熱するために電子アセンブリに接触可能な少なくとも１つの熱源と少なくとも１つのコールドトラップとを配置し、後者は動作時に熱源の動作温度よりも低い表面温度を有することを提案している。

このシステムは、特に、少なくとも１つの軟冷却チャンバを含むことができ、コールドトラップは、有利には、軟冷却チャンバ内に配置することができる。あるいは、１つのコールドトラップもしくは複数のコールドトラップは、１つもしくは複数のモジュール、特にはんだ付けもしくは焼結モジュール、予熱モジュールおよび／または冷却モジュールに配置することができる。

不要な物質はコールドトラップで凝縮または再純化する。特にはんだ材料として使用されるはんだペーストの成分およびその反応生成物が、アセンブリと特にはんだ材料との接合加熱中にプロセス雰囲気中に蒸発または昇華し、または該プロセスに起因するその反応生成物から発生している。

これにより、特にはんだ付けシステムにおいて、フラックスを追加塗布することなくはんだペーストを使用することができる。はんだ材料表面の酸化防止と既存の酸化膜の除去とは、プロセス雰囲気中に還元手段を導入することで達成できる。このようにして、Ｎ_２による排気とフラッディングによって、プロセスチャンバの空気、ひいてはＯ_２を除去し、酸素のない状態を達成することが可能である。還元手段により、アセンブリの表面から酸素を除去する。

コールドトラップは、後面のコールドチャンバ壁、すなわちプロセスチャンバの内部にボルトで取り付けることができる。他の取り付け方法および他の取り付け位置も考えることができる。

好ましい実施形態では、プロセスチャンバ内に特定のプロセス雰囲気を提供することができ、少なくとも特定の動作フェーズの間、コールドトラップと熱源との間の温度差によって発生する対流のみによってプロセス雰囲気中の流れが存在するように、コールドトラップと熱源とが互いに対して配置されている。さらなる実施形態において、ジャケット、すなわちプロセスチャンバのハウジング壁を冷却することができる。例えば、高容量の薄い赤外線カーボン加熱箔を、外面の１つもしくは複数のドリル穴上に取り付けることができる。これにより、プロセスチャンバのジャケットを加熱する。サービス作業のために、ヒーターのスイッチを切り、チャンバまたはモジュールを冷却することができる。

好ましい実施形態では、コールドトラップの表面温度は、－１９６℃（７７ｋ）～１５０℃、特に１６℃～２５℃であり、コールドトラップの表面温度は、好ましくはカスケード可能であるように提供することができる。カスケード式コールドトラップにより、例えば凝縮液の量をあまり強く濃縮させないように、コールドトラップの温度降下をカスケードに提供することができる。カスケードでは、コールドトラップの温度降下により、カスケードの最初のステージを次のステージよりも低い温度にして、プロセスチャンバ内のプロセスガスの対流を促進することができる。

好ましい実施形態では、プロセスチャンバを加熱するための少なくとも１つの追加熱源を設けることができる。有利には、コールドトラップの加熱は、プロセス中の凝縮物を除去するために使用することができる。これを行うために、コールドトラップは、そこに収集された凝縮物を液化するため、またはそのフロー特性を改善するために、接続プロセスにおいて適切なフェーズで加熱することができる。その後、コールドトラップを再び冷却することができ、その結果コールドトラップを洗浄する目的で周期的にこれを実行することができる。コールドトラップの加熱は、例えば、冷却水の流速を０ｍ／ｓに減少させることによって達成することができる。

好ましい実施形態において、熱源および／または追加熱源の動作温度は、１５０℃と４００℃との間、または好ましくは２００℃と３００℃との間とすることができる。コールドトラップの動作温度および熱源に必要な影響力は、一般に、使用するプロセスおよび使用する材料に依存し、場合によっては必要な効果に依存する。

好ましい実施形態では、少なくとも１つおよび特に複数の電子アセンブリが、ワークキャリア上に、好ましくはそこから距離を置いてコールドトラップの方向の少なくともあちこちに配置され、特にアセンブリのコールドトラップに対する距離は、ワークキャリアのコールドトラップに対する距離よりも小さくなるようにすることができる。有利なことに、複数のアセンブリをワークキャリア上に配置することができる。アセンブリを、ここでは、ワークキャリア上で、コールドトラップの方向にある距離で空間的に露出させることができ、例えば、ワークキャリア内で高くして載せるかもしくは高さを調節できるように載せることができる。その結果、コールドトラップに対するアセンブリの空間的距離を小さくして、コールドトラップに向かう不純物の対流効果を向上させることができる。また、コールドトラップは、アセンブリまでの空間的距離を短くするために、アセンブリの領域において、アセンブリに面する表面に高架部分を有することができる。ワークキャリア上および／またはコールドトラップ上のこれらの高架部分は可変なように、例えば、コールドトラップのアクティブ動作の間のみ距離低減を選択的に提供できるよう、ばね荷重またはアクチュエータによって変更可能にすることができる。

好ましい実施形態では、プロセスチャンバの少なくとも１つの部分領域、特にプロセスチャンバの少なくとも１つの壁面、および／またはプロセスチャンバ内に配置され、アセンブリを挿入および／または除去するように設けられた輸送装置の表面は、温度調整ゾーンとして設計されており、温度調整ゾーンは、動作中に、コールドトラップの表面温度と熱源の動作温度との間の温度を有し、温度調整ゾーンの温度が、５０℃～１５０℃、特に８０℃～１２０℃の間であることが好ましい。温度調整ゾーンは、好ましくは、プロセスチャンバの外側面の領域に設けられている。

好ましい実施形態において、プロセスチャンバは、パイプラインを介して排気装置に接続されているかまたは接続可能であり、プロセスチャンバへのパイプラインの出口は、コールドトラップのすぐ隣に設けられている。凝縮した残留物は、パイプラインを介して計画的に排出することができる。

好ましい実施形態において、コールドトラップは、好ましくは垂直方向に延びる複数の冷却フィンを有することができる。これにより、特にコールドトラップの表面が拡大され、それによって効率が向上する。さらに、冷却フィンは、コールドトラップから凝縮液を抽出するために同時に使用することができる。したがって、冷却フィンは、好ましくは垂直に配置され、凝縮液を、重力のみによってフィンに沿って垂直下方に導き、したがって可能な限り最短の経路で導くようにする。

好ましい実施形態では、コールドトラップで発生した凝縮液を収集するために、収集装置をコールドトラップの下に設けることができる。収集装置は、冷却フィン上を流れる凝縮液を確実に収集するように、冷却フィンの全幅または全長にわたって配置されることが好ましい。収集装置は、例えば、偏向板として設計することができる。特に、ここでは収集装置を斜めに設計して、勾配を作り、それを介して凝縮液を計画的に一方向に導くことができるようにしている。勾配の端部、すなわち収集装置の側に、特に開口部、例えばスロットまたは個々の孔を配置して、凝縮液を収集装置の外に導くことができる。

有利な実施形態では、熱源および／またはアセンブリを有するワークキャリアは、コールドトラップの方向の互いに対する距離を調節可能である。これにより、コールドトラップによる凝縮液の抽出中に、アセンブリの空間的な収束またはワークキャリアの除去が可能になる。

有利な実施形態では、ワークキャリアは、個別に加熱可能とすることができるので、その上に沈殿する凝縮液を防止でき、コールドトラップへの温度勾配を維持することまたは増加させることができる。その結果、不純物の除去を計画的に制御することができる。

有利な実施形態では、プロセスチャンバ内に負圧を生じさせるように、液体分離器を有する速度制御された抽出用真空ポンプが設けられている。液体分離器によって、水道管と同様に凝縮液を結合することができ、凝縮液の抽出された雰囲気を清浄化することができる。プロセスチャンバ内の真空ポンプの出口は、ここで有利には、コールドトラップの領域に配置され、そこに収集される凝縮液を抽出することができる。

有利な実施形態では、少なくとも１つの真空挿入可能ゲート弁、特にプロセスチャンバの２つの反対側の２つの加熱可能な真空挿入可能ゲート弁を、アセンブリの挿入および／または除去のために設けることができる。真空挿入可能ゲート弁を加熱することができるため、弁への凝縮液の堆積が回避されるので、不要なコールドトラップを形成することがない。

有利には、プロセスチャンバのハウジング壁および／または真空ゲート弁をさらに電気的に加熱することができ、これにより、明確な温度差およびコールドトラップへの対流を達成するとともに、ハウジング内壁および真空エアロック、すなわちゲート弁の内面が凝縮液で被覆されないようにすることができる。そのためには、２５０℃までのＰＴＦＥグリッド加熱マットや、例えば、４５０℃までの加熱温度を持つ織物ガラス繊維製の加熱マットが理想的である。また、例えば６０℃の温度を容易に達成できるゴム製や炭素加熱箔製の赤外線加熱マットも使用できるが、高い放射能力とより高い温度範囲とに対応できるように変更することも可能である。これにより、ハウジングの内壁および／または真空挿入可能ゲート弁を少なくとも部分的に被覆することができる。

さらなる利点を、添付の図面および図面の説明によって明らかにしている。図面は、本発明の例示的な実施形態を示している。図面、説明および特許請求の範囲は、多数の特徴を組み合わせて含んでいる。当業者であれば、好都合な方法で、特徴を個々に検討し、それらを意味のあるさらなる組み合わせにするであろう。
本発明に係るシステムの一実施形態を示す等角図である。 本発明に係るシステムのさらなる実施形態の断面図である。 本発明に係るシステムの一実施形態の回路図である。 コールドトラップの一実施形態である。 本発明に係るシステムのさらなる実施形態の回路図である。 プロセスチャンバの平面図である。 図６のプロセスチャンバの断面図である。 図６のプロセスチャンバのさらなる図である。 冷却フィンを有するコールドトラップを示す。 冷却フィンを有するコールドトラップのさらなる実施形態を示す。 さらなるコールドトラップの側面図である。 コールドトラップにおいて考えられる冷却回路を示す。 図１２のコールドトラップのための受入れ要素を示す。 コールドトラップの収集装置を示す。 ロボット付きはんだ付けシステムのモジュールの平面図である。 ワークキャリアの一実施形態を示す。 コールドトラップのさらなる実施形態を示す。 図１７のコールドトラップのための受入れ要素の一実施形態を示す。 図１７および図１８のコールドトラップを備えた受入れ要素の側面図である。 図１９の実施形態のさらなる図である。 図１９の実施形態の断面図である。 図２０の実施形態の詳細図である。 開口要素を有する受入れ要素の等角図である。 プロセスチャンバを通る断面図である。 ワークキャリアのさらなる実施形態を示す。 図２５の実施形態のさらなる図である。

図中、同一または類似の構成要素には同一の参照符号を付している。

図１は、本発明に係るシステム１０の実施形態を等角図で示している。システム１０は、はんだ付けシステム１０ａとして設計され、複数のモジュール１６を含むことができる。この実施形態では、システム１０は少なくとも５つのモジュール１６を含み、最初のモジュール１６と最後のモジュール１６とはそれぞれさらに細分化することができる。中間の３つのモジュール１６は、予熱モジュール１４、はんだ付けまたは焼結モジュール１８、および軟冷却モジュール２２を形成する。軟冷却モジュールは、はんだ付けまたは焼結モジュール１８と冷却モジュール２０との間に配置されている。冷却モジュール２０は、図示の実施形態において、システム１０の最後のモジュール１６を形成している。さらに、図示しない実施形態において、冷却モジュール２０の下流にアンローディングモジュールを配置することができる。図中の左側のモジュール１６は、それに応じて、ローディングモジュールとして設計することができる。

図２は、本発明に係るシステム１０のさらなる実施形態の断面図である。ここでは、個々のモジュール１６の間に真空挿入可能ゲート弁４４を識別することができる。ハウジングは、図１の実施形態と異なり、図示されていない。この実施形態では、４つのモジュール１６、すなわち予熱モジュール１４、はんだ付けまたは焼結モジュール１８、軟冷却モジュール２２、および冷却モジュール２０を示している。モジュール１６は、説明した順序で一方が他方の後ろに配置されている。軟冷却モジュール１６は、はんだ付けまたは焼結モジュール１８からと冷却モジュール２０からと、それぞれの場合において真空挿入可能ゲート弁４４によって空間的に分離されている。軟冷却モジュール１６には加熱板を配置することができ、この加熱板は冷ガス、特に窒素で下から冷却することができる。これにより、電子アセンブリをはんだ凝固温度直下まで冷却することができる。

図３は、本発明に係るシステム１０の一実施形態の回路図である。軟冷却モジュール２２は、正圧チャンバ２４として、または真空チャンバ２６として設計することができる。軟冷却モジュール２２には、正圧弁３０が配置されている。さらに、軟冷却モジュール２２は、排気弁３６を介してバッキングポンプ３８に接続されている。電子アセンブリをパージするために、本実施形態では、軟冷却モジュール２２に入口弁２８を介して接続されたガス収集容器３２が設けられている。ガス収集容器は、例えば、軟冷却モジュール２２内の電子アセンブリをパージするために使用するガス、特に窒素を収集することができる。有利には、ガスは、ガス収集容器２の前、後、または内部で洗浄され、その後、供給ラインを介して軟冷却モジュール２２に再び供給される。このように、ガスは再利用することができる。さらに、軟冷却モジュール２２は、クイックブリード弁３４を含んでいる。このような構造により、軟冷却モジュール２２の内部の正圧、負圧、または真空を制御することができる。

図４は、コールドトラップ４６の一実施形態を示している。コールドトラップ４６は、軟冷却モジュール２２のプロセスチャンバの内部に配置することができる。コールドトラップ４６は、この実施形態では、冷却面を拡大し、凝縮液を流出させるためのフィン４８を有している。さらに、コールドトラップ４６は、凝縮液を収集するように構成されたドリップトレー（図示せず）を有することができる。コールドトラップ４６は、下流弁および下流ポンプシステムを保護するためのガス冷却器としても機能することができる。

図５は、本発明に係るシステム１０のさらなる実施形態の回路図である。図３による実施形態とは異なり、さらなる圧力制御弁４２が軟冷却モジュール２２に配置されている。これにより、正圧リリーフ弁３０と同様に、廃棄空気への接続を有することができる。

示した全ての実施形態において、正圧を軟冷却モジュール２２内に発生させることができ、正圧は、例えば、圧力機器指令に従った認証の必要性を避けるために０．５バール未満にすることができる。軟冷却モジュール２２も圧力機器指令に従って設計することができ、例えば３バール以上の正圧を有することができる。はんだ凝固温度直下への制御された温度調整は、軟冷却モジュール２２内の加熱および／または冷却装置を用いて行うことができる。これにより、はんだ中の不純物は、下流の冷却モジュール２０において室温まで完全に冷却される前に軟冷却モジュール２２において既に残留するので、電子アセンブリ上に集まることができないため、防止され得る。したがって、有利には、軟冷却モジュール２２から不純物を直接除去またはパージするパージガスを、軟冷却モジュール２２内で使用する。

図６は、プロセスチャンバ５２の平面図である。プロセスチャンバ５２は、好ましくは、気密密閉可能プロセスチャンバ５２として設計され、はんだ付けモジュール１８として設計されたモジュール１６の内部に配置されている。プロセスチャンバ５２内では、複数の電子アセンブリがワークキャリア５６上に配置されている。さらに、プロセスチャンバ５２内には、熱源５０（図７に示す）およびコールドトラップ４６が配置されている。これにより、コールドエリア７２およびホットエリア７４を形成している。プロセスチャンバ５２は、好ましくは、真空プロセスチャンバである。熱源５０とコールドトラップ４６とにより、プロセスチャンバ５２内に特定のプロセス雰囲気を提供することができる。コールドトラップ４６と熱源５０との互いに対する配置により、プロセス雰囲気中の流れは、かくして、コールドトラップ４６と熱源５０との間の温度差により生成する対流のみにより生じる。

図７は、図６のプロセスチャンバ５２の断面図である。この図では、熱源５０は、プロセスチャンバ５２の下側に示されている。したがって、熱源５０は、好ましくは、ワークキャリア５６の下側にある。プロセスチャンバ５２の追加加熱のために、追加熱源（図示せず）を配置することができる。最適な効果を得るために、コールドエリア７２は、プロセスチャンバ５２の中にできるだけ突出することが有利である。コールドトラップ４６のおかげで、はんだ付けプロセス中にモジュール１６の汚れが少なくなる。これは、はんだペーストからの凝縮物が収集され、計画的にシステムの外に出されるという点において達成される。好ましくは、プロセスチャンバ５２内のここでは、９５０バール以下の圧力が優勢である。これは、例えばＮ２、Ｎ２Ｈ２またはＨＣＯＯＨによって、またはガス混合物によって達成することができる。特に、強制的な案内を伴わない静止ガスが存在する。この結果、高温のガスがプロセスチャンバ５２内の有機成分と共に上方に移動して、有機成分の蒸発が起こる。しかし、高温面と低温面との間の温度勾配は、プロセスチャンバ５２の内部、特に真空プロセスチャンバの内部でガスの対流をもたらす。したがって、揮発性成分は低温面上で凝縮し、こうしてコールドトラップ４６に通され、そこで収集される。さらなる利点は、例えば、凝縮物の残留物が約１００℃の表面で蒸発し、最終的に、例えば抽出用真空ポンプ６６および／または液体分離器６８による真空プロセスチャンバの排気によって計画的に廃棄することができることである。

図８は、図６のプロセスチャンバ５２のさらなる図である。凝縮液の残留物が蒸発する表面は、温度調整ゾーン７６によって示されている。この種の実施形態では、特に溶媒の蒸気圧の計画的な利用が可能である。蒸気圧は１００℃で９５０バールよりも高いので、いくつかの溶媒が温度調節ゾーン７６上に凝縮する。プロセスチャンバ５２の、特に真空プロセスチャンバの計画的な排気によって、溶媒の残留物は蒸発し、またコールドトラップ４６の低温面、すなわちコールドエリア７２で凝縮し、したがって計画的に収集される。コールドトラップ４６の領域では、したがって、２℃～３０℃、好ましくは１６℃～２５℃の温度範囲を優勢とすることができる。温度調整ゾーン７６では、温度を１００℃とすることができる。熱源５０の領域内およびプロセスチャンバ５２の上側では、例えば追加熱源５４により、温度を１５０℃～３００℃とすることができる。

図９は、冷却フィン４８を有するコールドトラップ４６を示す。冷却フィン４８は、プロセスチャンバ５２の内壁に配置することができ、冷却面を拡大する役割を果たす。さらに、冷却フィン４８によって、凝縮液の流出を改善することができる。この図は、プロセスチャンバ５２の内部から見た図であり、プロセスチャンバ５２の床には、ワークキャリア５６が配置されている。

図１０は、冷却フィン４８を有するコールドトラップ４６のさらなる実施形態を示している。冷却フィン４８の下には、コールドトラップ４６で発生した凝縮液を収集するための収集装置６４を識別することができる。

図１１は、さらなるコールドトラップ４６の側面図である。矢印の方向は、凝縮液の流出方向または流れ方向を示す。凝縮液は、コールドトラップ４６の冷却フィン４８の内部を下方に流れ、収集装置６４に着く。収集装置６４は、例えば、ドリップトレーとして設計することができる。収集された凝縮液は、収集装置６４を経由して収集容器８２の方向に流れる。連続的な排出は、真空ポンプラインによって促進することができる。凝縮液は、特に溶媒、不要な堆積物および／または不純物を含んでいる。

図１２は、コールドトラップ４６において考えられる冷却回路を矢印の方向により示したものである。図１３は、図１２のコールドトラップ４６のための受入れ要素６９を示す。この種の実施形態では、コールドトラップ４６は、したがって、交換可能に取り付け可能である。コールドトラップ４６を、特に受入れ要素６９の２つの反対側の側面に配置されたガイド８４上に、受入れ要素６９の中に後方から挿入する。断熱材も、特にガイド８４上に配置されている。受入れ要素６９を、プロセスチャンバ５２（図示せず）に直接取り付ける。受入れ要素６９は、それ自体がプロセスチャンバ５２を形成することもでき、その場合、コールドトラップ４６をプロセスチャンバ５２に直接取り付けることができる。

図１４は、コールドトラップ４６の収集装置６４を示す。図１１と同様に、この図では、収集装置６４はドリップトレーとして設計されており、収集された凝縮液は、この実施形態ではスロットとして設計された開口部６５を介して、後方の受入れ要素６９の中に排出される。

図１５は、ロボット付きはんだ付けシステム１０ａのモジュール１６の平面図である。示したモジュール１６は、特に、図１において左側の右に示したモジュール１６を表し得るとともに、特に、ローディングステーションとして設計することができる。ローディングステーションでは、特にワークキャリア５６に電子アセンブリ１２を搭載し、これは、この実施形態ではロボットアーム７８を使用して行うことができる。

図１６は、ワークキャリア５６の一実施形態を示している。これは、６つの電子アセンブリ１２用に設計されている。この種のワークキャリア５６を、特に、図６から図９に示すようなプロセスチャンバ５２において使用する。

図１７は、コールドトラップ４６のさらなる実施形態を示している。この実施形態においても、コールドトラップ４６は、コールドトラップ４６の下側に傾斜面として延在する収集装置６４を有する。図１４による表現とは対照的に、収集装置６４はスロットを有さず、個々の開口部６５を有し、そこから凝縮液がコールドトラップ４６から排出され、受入れ要素６９（図示せず）へと排出される。

図１８は、図１７のコールドトラップ４６のための受入れ要素６９の一実施形態を示している。受入れ要素６９の下側には、複数の傾斜面８６が配置されており、この傾斜面８６を介してコールドトラップ４６の開口部６５から外に凝縮液を出すことができる。凝縮液は、傾斜面８６上を開口部８８まで流れ、開口部８８を介して受入れ要素６９の外に排出される。図示の実施形態では、受入れ要素６９がこの種の２つの開口部８８を有し、その各々には２つの傾斜面８６が通じている。受入れ要素６９は、言い換えれば、コールドトラップのための一種の受入れ箱を形成している。

図１９は、図１７および図１８のコールドトラップ４６を備えた受入れ要素６９の側面図である。開口部８８には、凝縮物を計画的に排出するパイプライン６０が接続されていることが分かる。すなわち、プロセスチャンバ５２は、パイプライン６０を介して接続されている。開口部８８に接続されているパイプライン６０の出口は、コールドトラップ４６のすぐ隣に設けられている。パイプライン６０の周囲には、加熱スリーブ９０を配置することができる。

受入れ要素６９を有するこの種の構造は、排出装置６２とも称することができる。排出装置６２は、もちろん、図１９に示すものとは異なる設計とすることができる。

図２０は、図１９の実施形態のさらなる図である。受入れ要素６９が下側に２つの開口部８８を有し、これらはそれぞれパイプライン６０を介して接続されていることが分かる。

図２１は、図１９の実施形態の断面図である。この実施形態では、特にドリップトレーの形態の収集装置６４を有するコールドトラップ４６が、受入れ要素６９に一方の側から挿入されている様子が分かる。コールドトラップ４６は、受入れ要素６９にガイド８４によって案内された状態で保持することができる。

図２２は、図２０の実施形態の詳細図である。コールドトラップ４６のための２つの接続部４７が右側に設けられている。接続部９４が同様に受入れ要素６９の右側にある加熱要素９２は、受入れ要素６９の下側に配置されている。この加熱要素９２は、例えば、追加熱源５４を形成することができる。

図２３は、開口要素６９ａを有する受入れ要素６９の等角図である。開口要素６９ａは、受入れ要素６９に旋回可能に取り付けられている。

図２４は、プロセスチャンバ５２を通る断面図である。プロセスチャンバ５２の下面には、加熱導体９８を備えた加熱板９６が設けられている。プロセスチャンバ５２を閉塞するために、プロセスチャンバ５２にボルト止めできる旋回可能なカバー（図示せず）を有することができる。これにより、プロセスチャンバ５２を気密に設計することができる。

図２５は、ワークキャリア５６のさらなる実施形態を示す。図２６は、図２５の実施形態のさらなる図である。加熱板９６は、電子アセンブリ１２のための受入れ要素（図示せず）の直下に識別することができる。加熱板９６は、サンドイッチ構造を有する接触板として設計することができる。熱媒油および／または加熱ケーブルを用いて冷却操作を行うことができる。この種のサンドイッチ板は、制御可能かつ加熱可能な接触板を形成することができ、また、軟冷却板とも呼ばれる。軟冷却のために、蛇行状に挿入された加熱導体９８が加熱板９２に含まれている。さらに、熱電対、特に基板熱電対を含むことができ、この熱電対は、例えば中央に配置され、かつ／またはフレキシブルに設計されている。

１０ システム
１０ａ はんだ付けシステム
１２ 電子アセンブリ
１４ 予熱モジュール
１６ モジュール
１８ はんだ付けまたは焼結モジュール
２０ 冷却モジュール
２２ 軟冷却モジュール
２４ 正圧チャンバ
２６ 真空チャンバ
２８ 入口弁
３０ 正圧弁
３２ ガス収集容器
３４ クイックブリード弁
３６ 排出弁
３８ バッキングポンプ
４０ 圧力監視チャンバ
４２ 圧力制御弁
４４ 真空挿入可能ゲート弁
４６ コールドトラップ
４７ コールドトラップ接続部
４８ フィン／冷却フィン
５０ 熱源
５２ プロセスチャンバ
５４ 追加熱源
５６ ワークキャリア
５８ 輸送装置
６０ パイプライン
６２ 排出装置
６４ 収集装置
６５ 開口部
６６ 抽出用真空ポンプ
６８ 液体分離器
６９ 受入れ要素
６９ａ 受入れ要素用開口要素
７２ コールドエリア
７４ ホットエリア
７６ 温度調整ゾーン
７８ ロボットアーム
８０ 冷却要素
８２ 収集容器
８４ ガイド
８６ 傾斜面
８８ 開口部
９０ 加熱スリーブ
９２ 受入れ要素用加熱要素
９４ 加熱要素用接続部
９６ 加熱板
９８ 加熱導体

Claims (31)

1. 電子アセンブリ（１２）を接続するためのはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）であって、前記システム（１０ａ）を介して前記電子アセンブリ（１２）を搬送する輸送装置を有し、前記電子アセンブリ（１２）を互いに接続するための複数の気密分離可能モジュール（１６）を含み、少なくとも１つのモジュール（１６）がはんだ付けおよび／または焼結モジュール（１８）として、１つのモジュール（１６）が冷却モジュール（２０）として設計されているシステムであって、前記はんだ付けおよび／または焼結システムは前記モジュールの各モジュールの有する制御とは別の、全モジュールの制御が可能な上位レベル制御を含むことを特徴とし、前記はんだ付けまたは焼結モジュール（１８）と前記冷却モジュール（２０）との間に、前記はんだ付けまたは焼結モジュール（１８）のプロセス温度とはんだ凝固もしくはシンタ温度未満の中間温度との間で冷却するための軟冷却モジュール（２２）として設計されているさらなるモジュール（１６）が配置され、
   前記軟冷却モジュール（２２）内に、５００℃以下から、２２０℃～１５０℃の範囲にある予め設定された、はんだ凝固もしくはシンタ温度未満の前記中間温度までの前記電子アセンブリ（１２）の制御温度調整および冷却のために、温度制御モジュールをさらに含むかもしくは全体制御モジュールに接続されている加熱および／または冷却装置が含まれ、
   前記軟冷却モジュール（２２）内に、前記電子アセンブリ（１２）を、特に冷ガス、好ましくは冷窒素ガスを用いてパージするためのガスパージ装置が含まれていることを特徴とする、電子アセンブリ（１２）を接続するためのはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
2. 前記軟冷却モジュール（２２）は、１バール、特に最大４．５バールのプロセス雰囲気用の正圧を提供するように構成されていることを特徴とする、請求項１に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
3. 前記軟冷却モジュール（２２）は、１バール未満の負圧、特に真空を提供するように構成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
4. 前記軟冷却モジュール（２２）は、正圧チャンバ（２４）および／または真空チャンバ（２６）として設計されていることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
5. 前記加熱および／または冷却装置は、加熱および／または冷却可能な接触板として設計されていることを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
6. 前記接触板は加熱板として設計され、冷却装置は、前記電子アセンブリ（１２）から離れる方向に面する前記加熱板の側からのガス流、特に窒素ガス流によって前記接触板を冷却するためのガス冷却装置として設計されていることを特徴とする、請求項５に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
7. 前記接触板は、機械的に移動可能であり、特に前記電子アセンブリ（１２）と接触しかつ前記電子アセンブリ（１２）から距離を置くことができ、かつ／または前記接触板が好ましくは蛇行形態に設計されているガスラックを含むことを特徴とする、請求項５または６に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
8. 前記ガスを前記軟冷却モジュール（２２）のプロセスチャンバに入れるための入口弁（２８）が、前記軟冷却モジュール（２２）に含まれていることを特徴とする、請求項１に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
9. ガス収集容器（３２）が前記軟冷却モジュール（２２）のプロセスチャンバの外側に含まれ、それは前記入口弁（２８）に接続され、前記軟冷却モジュール（２２）の前記プロセスチャンバから抽出された前記ガスを受け入れるようになっていることを特徴とする、請求項８に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
10. 正圧を確認するための正圧弁（３０）および／またはクイックブリード弁（３４）は、前記軟冷却モジュール（２２）に含まれていることを特徴とする、請求項１～９のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
11. 前記軟冷却モジュール（２２）内が４～６バールの圧力であることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
12. 前記冷却モジュール（２０）内で、はんだ凝固もしくはシンタ温度未満から室温までの冷却が行われ、特に２００℃未満から室温までの冷却が行われることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
13. 前記冷却モジュール（２０）内が真空であることを特徴とする、請求項１～１２のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
14. 前記はんだ付けまたは焼結モジュール（１８）の前に接続されたさらなるモジュール（１６）は、予熱モジュール（１４）として設計されているものを含むことを特徴とする、請求項１～１３のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
15. コールドトラップ（４６）が、前記軟冷却モジュール（２２）のプロセスチャンバ内に、特に前記プロセスチャンバの前記ガス出口経路のガス冷却器として含まれていることを特徴とする、請求項１～１４のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
16. 前記気密分離可能モジュール（１６）の前記分離は、真空挿入可能ゲート弁（４４）を用いて達成され、前記真空挿入可能ゲート弁（４４）の密閉性は、圧力が高くなると増加し、かつ／または前記真空挿入可能ゲート弁（４４）を用いた圧力等化が行われることを特徴とする、請求項１～１５のいずれか一項に記載のシステムはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
17. 気密密閉可能プロセスチャンバ（５２）内の特にはんだ付けまたは焼結モジュール（１８）としてまたは軟冷却モジュール（２２）として設計されたモジュール（１６）において、前記電子アセンブリ（１２）を加熱するための前記電子アセンブリ（１２）と接触可能な少なくとも１つの熱源（５０）と少なくとも１つのコールドトラップ（４６）とが配置され、後者は動作時に前記熱源（５０）の動作温度よりも低い表面温度を有することを特徴とする、請求項１に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
18. 前記プロセスチャンバ（５２）内に特定のプロセス雰囲気が提供され、前記コールドトラップ（４６）と前記熱源（５０）とは、少なくとも特定の動作フェーズの間、前記コールドトラップ（４６）と前記熱源（５０）との間の温度差によって発生する対流のみによって前記プロセス雰囲気中の流れが存在するように互いに対して配置されていることを特徴とする、請求項１７に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
19. 前記コールドトラップ（４６）の表面温度が－１９６℃（７７ｋ）～１５０℃、特に１６℃～２５℃であり、前記コールドトラップ（４６）の表面温度が好ましくはカスケード可能であることを特徴とする、請求項１７または１８に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
20. 前記プロセスチャンバ（５２）を加熱するための少なくとも１つの追加熱源（５４）が設けられていることを特徴とする、請求項１７～１９のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
21. 前記熱源（５０）の動作温度が、１５０℃と４００℃との間、好ましくは２００℃と３００℃との間であることを特徴とする、請求項１７に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
22. 前記追加熱源（５４）の動作温度が、１５０℃と４００℃との間、好ましくは２００℃と３００℃との間であることを特徴とする、請求項２０に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
23. 少なくとも１つおよび特に複数のアセンブリ（１２）が、ワークキャリア（５６）上に配置され、前記ワークキャリア（５６）は前記プロセスチャンバ（５２）の下側に配置され、前記熱源（５０）は前記ワークキャリア（５６）の下側に配置され、前記コールドトラップ（４６）は前記プロセスチャンバ（５２）の側面に位置し、前記アセンブリ（１２）から前記コールドトラップ（４６）までの距離は、前記ワークキャリア（５６）から前記コールドトラップ（４６）までの距離より小さくなるようにされ、距離は、各アセンブリ（１２）について、該アセンブリ（１２）から前記コールドトラップ（４６）の任意の表面までの距離、および該アセンブリ（１２）の下の位置の前記ワークキャリア（５６）から前記コールドトラップ（４６）の任意の表面までの距離によって定義されていることを特徴とする、請求項１７～２２のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
24. 前記プロセスチャンバ（５２）の少なくとも１つの部分領域、特に前記プロセスチャンバ（５２）の少なくとも１つの壁面、および／または前記プロセスチャンバ（５２）内に配置されアセンブリを挿入および／または除去するように設けられた輸送装置（５８）の表面は、温度調整ゾーンとして設計されており、前記温度調整ゾーンは、動作中に、前記コールドトラップ（４６）の表面温度と前記熱源（５０）の動作温度との間の温度を有し、前記温度調整ゾーンの前記温度が、好ましくは５０℃～１５０℃、特に８０℃～１２０℃の間であることを特徴とする、請求項１７～２３のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
25. 前記プロセスチャンバ（５２）は、パイプライン（６０）を介して排気装置（６２）に接続されているかまたは接続可能であり、前記プロセスチャンバ（５２）への前記パイプライン（６０）の出口は、前記コールドトラップ（４６）のすぐ隣に設けられていることを特徴とする、請求項１７～２４のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
26. 前記コールドトラップ（４６）は、好ましくは垂直方向に延びる複数の冷却フィン（４８）を有することを特徴とする、請求項１７～２５のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
27. 前記コールドトラップ（４６）で発生した凝縮液を収集する収集装置（６４）が、前記コールドトラップ（４６）の下に設けられていることを特徴とする、請求項１７～２６のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
28. 前記熱源（５０）および／または前記アセンブリ（１２）を有する前記ワークキャリア（５６）は、前記コールドトラップ（４６）の方向における互いに対する距離が調節可能であることを特徴とする、請求項２３に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
29. 前記ワークキャリア（５６）は、個別に加熱可能であることを特徴とする、請求項２３に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
30. 液体分離器（６８）を有する速度制御された抽出用真空ポンプ（６６）が、前記プロセスチャンバ（５２）内に負圧を生じさせるために設けられていることを特徴とする、請求項１７～２９のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。
31. 少なくとも１つの加熱可能な真空挿入可能ゲート弁、特に前記プロセスチャンバ（５２）の２つの反対側の２つの加熱可能な真空挿入可能ゲート弁が、前記アセンブリ（１２）の挿入および／または除去のために設けられていることを特徴とする、請求項１７～３０のいずれか一項に記載のはんだ付けおよび／または焼結システム（１０ａ）。

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