WO1989010817A1 - Device and process for treating objects in a gas-like or vapour-like medium, in particular for soldering objects in a vapour phase - Google Patents

Device and process for treating objects in a gas-like or vapour-like medium, in particular for soldering objects in a vapour phase Download PDF

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WO1989010817A1
WO1989010817A1 PCT/EP1989/000481 EP8900481W WO8910817A1 WO 1989010817 A1 WO1989010817 A1 WO 1989010817A1 EP 8900481 W EP8900481 W EP 8900481W WO 8910817 A1 WO8910817 A1 WO 8910817A1
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channel
objects
removal
treatment room
inlet
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PCT/EP1989/000481
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Inventor
Helmut Walter Leicht
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Helmut Walter Leicht
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
    • B23K1/00—Soldering, e.g. brazing, or unsoldering
    • B23K1/012—Soldering with the use of hot gas
    • B23K1/015—Vapour-condensation soldering

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for treating objects with a single gaseous or vaporous medium, in particular for vapor phase soldering of objects such as electronic components on printed circuit boards and for simultaneous soldering of various electrical and / or mechanical ones Components of various functions and sizes.
  • This soldering process essentially consists of evaporating a liquid, the medium, and using the hot steam thus generated to heat the objects to be soldered to one another and, in particular, the previously applied solder paste, the heat required thereby being condensed Steam is released in the form of condensation heat.
  • the heat of condensation emitted causes the solder to melt, the liquid medium being selected so that the boiling point of the medium (for example at 215 ° C.) is above the melting temperature of the solder paste used.
  • a secondary medium according to the above article can also be provided.
  • the treatment room is reversed in the same way.
  • the invention is based on the object of specifying a method and a device of the type specified at the outset which reliably prevent the heat transfer medium from inadvertently escaping in the vapor phase.
  • the invention is based on the basic idea of loading the treatment tank from above, as in a pendulum system, but avoiding the disadvantages associated with the use of a secondary medium;
  • the loading channel - and, when the system is designed as a continuous system, the removal channel - is designed in a special way, one after the other first essentially vertically upwards, then essentially horizontally and finally essentially vertically downwards , - :. and provided with at least one lock.
  • an infrared heater which may be provided and acts as a heat barrier.
  • This infrared heater can also be designed so that it is also suitable as a preheater for objects to be treated.
  • the arrangement according to the invention makes it possible to provide a window for observing the treatment room, so that there is the possibility of directly observing the treatment process in order to be able to investigate the causes relatively easily in the event of errors.
  • the treatment process is increased, and since only one working medium has to be guarded, the safety of the process increases. While environmentally harmful reaction products can be produced when two media are used in the border area between them, this problem can be avoided by the invention. Likewise, the Dispensing with a secondary medium that could be released through the exhaust air significantly reduces the environmental impact. Since the principle according to the invention can be used not only in small systems which are intended to replace the aforementioned shuttle system for small series, but also in continuous systems for high throughput.
  • Fig. 1 is a schematic representation of an inventive device for batch operation
  • Fig. 2 is a schematic representation of a continuous system according to the invention.
  • the device 1 has a
  • Treatment room 2 which has a loading opening 3 on its top, which can either extend over the entire top or partially over it, so that the e.g. objects 4 placed in a workpiece carrier 4a can be transported into the treatment room 3 with the aid of a transport device 5.
  • the transport device 5 consists, for example, of a chain which is guided over a plurality of deflection rollers or gear wheels and into which the workpiece carrier 4a can be suspended in a suitable manner in order to enable transport between the inlet 9 and the treatment room 2 and back.
  • the workpiece carrier 4a is located at the reversal point of the transport device 5 within the treatment room 2.
  • the transport channel or loading channel 11 is designed in the shape of an inverted U.
  • the vertically upward end section 14 of the feed channel 11 begins, and this end section merges into a horizontal intermediate section 13, so that the steam rising from the steam region 8 preferably at the upper end of the end section 14 cooled wall of the intermediate section 13 of the feed channel 11 meets and is cooled and condensed there.
  • Small amounts of steam that enter the horizontal intermediate section 13 and diffuse to the left in FIG. 1 or are carried along by the transport movement of the workpiece carrier 4a can optionally be prevented from further penetration by a lock arrangement 20 arranged in the area of the intermediate section 13 and condensed there when the locks are closed and can be returned to the treatment room 2 via the media return line 23.
  • a heat barrier 24 for example in the form of an infrared radiator, can be provided, by means of which steam, which may have penetrated as far as possible, is heated again, which is then returned to the feed channel 11 by convection.
  • the transport device 5 is horizontal on the input side following the inlet section 12, so that the workpiece carriers 4a can be loaded or unloaded in a simple manner by machine or manually.
  • this entrance area 23 there is a further lock 20a, so that the system only has to be opened briefly when the workpiece carriers 4a enter or exit. Any steam that escapes can be sucked off with the aid of a suction system 26.
  • a heat barrier 24 having an infrared radiator can be used as preheating 25 when the workpiece carrier 4a is retracted with the objects 4 to be treated.
  • a window 28 is provided in a wall of the end section 14 of the feed channel 11, so that any errors that occur and their causes can be observed.
  • the continuous system shown in FIG. 2 essentially corresponds to two devices according to FIG. 1, which are arranged next to one another in the area of the treatment room 2. While in FIG. 1 the workpiece carrier 4a from the inlet 9 via the loading channel 11 into the treatment room 2 and after completion of the heat treatment in the same way back to the inlet 9 is transported as an outlet, the passage of the workpiece carrier 4a takes place continuously from the inlet 9 (left in Fig. 2) to the outlet 16 (right i Fj -r,?). With the entry into the steam area 8 of the treatment room 2, the workpiece carrier 4a is moved there horizontally (to the right in FIG.
  • the guidance of the removal channel 15 in the form of an inverted U is similar to the loading channel 11 and preferably corresponds to its dimensions, corresponding locks 20, 20a and a heating barrier 24 are also provided in the area of the removal channel 15.
  • the wall of the removal channel 15 is also cooled like that of the feed channel 11 in order to achieve timely condensation of the steam.
  • a viewing window 28 which, due to the shape of the feed channel 11 and the removal channel 15, can be arranged in the area of the feed opening 3 of the treatment room 2 up to relatively close to the feed opening 3, so that an optimal observation of the process in the area of the treatment room 2 is possible.
  • the transport device in the area of the locks 20, 20a has suitable transfer chains in order to enable the lock arrangement to be completely closed.
  • the device according to the invention is simple in construction, can be used both for small quantities of the workpieces to be treated and in continuous operation for large quantities and also ensures a high degree of sealing against the undesired escape of steam from the heat transfer medium even without the use of a secondary medium.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Electric Connection Of Electric Components To Printed Circuits (AREA)

Description

Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln von Gegenständen in einem einzigen gas- und/oder dampfförmigen Medium, insbeson¬ dere zum Dampfphasen-Löten von Gegenständen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Behandlen von Gegenständen mit einem einzigen gas- oder dampf¬ förmigen Medium, insbesondere zum Dampfphasen-Löten von Gegen¬ ständen wie elektronischen Bauelementen auf Leiterplatten so¬ wie zum Simultanlöten verschiedener elektrischer und/oder me¬ chanischer Bauteile unterschiedlichster Funktion und Größe.
Obwohl nachstehend die Erfindung weitgehend im Zusammenhang mit dem Dampfphasen-Löten von elektronischen Bauelementen auf Leiterplatten beschrieben wird, ist hierauf die Erfindung jedoch nicht beschränkt. Obwohl das Dampfphasen-Löten das bevorzugte Anwendungsgebiet ist, besteht darüber hinaus die Möglichkeit, die erfindungsgemäßen Maßnahmen auch allgemein baim Dshandeln von Ge enständen in gas- uhd/oαer αamptr rmigen Medien anzuwenden.
Als eines der neuesten und zugleich interessantesten Lötver¬ fahren gewinnt das Löten in der Dampfphase (vapour phase) oder Kondensationslöten immer weitere Verbreitung. Das Prinzip dieses Lötverfahrens besteht im wesentlichen darin, eine Flüssigkeit, das Medium, zu verdampfen und mit dem so er¬ zeugten heißen Dampf die miteinander zu verlötenden Gegen¬ stände und insbesondere die vorher aufgebrachte Lotpaste zu erwärmen, wobei die dabei erforderliche Wärme durch Konden¬ sieren des Dampfes in Form von Kondensationswärme frei wird. Die abgegebene Kondensationswärme bringt das Lot zum Schmel¬ zen, wobei das flüssige Medium so ausgewählt wurde, daß die Siedetemperatur des Mediums (z.B. bei 215βC) über der Schmelztemperatur der verwendeten Lotpaste liegt. Da hierbei an der Lotstelle das Lot in der zuvor aufgebrachten Lotpaste kurzfristig wieder aufgeschmolzen wird (reflow) , bezeichnet man dieses Verfahren als Reflow-Löten; alternativ kann die Wärmeübertragung an die Lötstelle beispielsweise auch durch Infrarot-Bestrahlung erfolgen. Ein zusammenfassender Aufsatz von M. Bucher "Reflow-Lötverfahren im Vergleich" ist er¬ schienen in ELEKTRONIK Nr. 7 (31. März 1988), Seiten 108-113. Die Vorteile des Dampfphasen-Lötens sind dort ausführlich dargelegt: Konstante Lötparameter auf niedrigem Niveau, Ausschluß von überhitzungen der Bauelemente, Anwendbarkeit auch bei sehr hoher und unterschiedlicher Packungsdichte, schneller und gleichmäßiger Wärmeübergang durch Kondensation und damit kurze Lötzeiten sowie als einzige Prozeßvariable die Durchlaufgeschwindigkeit. In dem zitierten Aufsatz wird ferner im einzelnen eine sogenannte Elevator- oder Pendelanlage zum Dampfphasen-Löten beschrieben, bei der die Beschickung mittels Körben zur Aufnahme der bestückten Leiterplatten erfolgt. Zur Vermeidung von Medienverlusten arbeitet die dort beschriebene Pendelanlage nach dem sogenannten Zwei-Medienprinzip, d.h. es werden zwei unterschiedliche Medien eingesetzt, um zwei übereinanderliegende Dampfdecken zu erzeugen. Dabei dient die zweite Damp decke dazu, Verluste des Primärmediums durch Ausdampfen zu verhindern. Ausschleppverluste beim Ausfahren der Baugruppen nach oben durch einen offenbaren Deckel des Behandlungsbehälters entstehen deshalb vor allem beim Sekundärmedium, das zwar erheblich billiger ist als das Primärmedium, jedoch außerordentlich umweltbelastend ist. Aus der DE-B 24 42 180 sind ein Verfahren und eine Vorrich¬ tung zum D.ampfphasenlöten gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 bzw. 5 bekannt. Dabei wurden die zu lötenden Gegenstände von oben seitlich durch einen Transportkanal mit einer Dampfsperre in den Behandlungsraum hinein bzw. aus diesem heraus transpor¬ tiert. Um ein Entweichen des wärmeübertragenden Mediums zu ver¬ meiden, kann neben den Dampfsperren in Form von Kühlspiralen auch ein Sekundärmedium gemäß dem vorstehenden Aufsatz vorge¬ sehen sein.
Aus der US-A-4,489,508 ist ebenfalls ein nach dem Zwei-Medium- Prinzip arbeitende Dampfphasen-Lötanlage bekannt, bei der die zu lötenden Gegenstände von außen zunächst vertial nach oben, dann horizontal und schließlich vertikal nach unten in den Be- handlungsraum transportiert werden; der Transportweg aus dem
Behandlungsraum heraus erfolgmimgekehrt auf dem gleichen Wege.
Bei diesen beiden bekannten Lösungsvorschlägen können An- schleppverluste und das Vermischen der beiden Medien nicht ver- mieden werden.
Bei Durchlaufanlagen, wie sie etwa aus der US--A-4 634 000 bekannt sind, treten erhebliche Abdichtprobleme zum Verhin¬ dern des unerwünschten Austritts des Wärmeübertragungsmediums auf, da dort die zu behandelnden Baugruppen im wesentlichen horizontal und kontinuierlich durch die Anlage fahren. Innerhalb des Behandlungsbehälters werden zwar bei der US-Ä- 4 634 000 ciie Baugruppen in den Dampf des Wärme¬ übertragungsmediums abgesenkt, jedoch genügt die im oberen Bereich des Behandlungsbehälters angeordnete Kühleinrichtung nicht, um ein ausreichendes Zurückhalten des Dampfes zu ver- h'iide'n, sc uάu uc Dampf du c e »e de ge i gf i nich oben weisenden Einlaß- bzw. Auslaßkanäle in die Umgebung austreten kann.
Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art anzugeben, die ein unbeabsichtigtes Austreten des Wärmeüber¬ tragungsmediums in der Dampfphase zuverlässig verhindern.
Bei der Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von dem Grundgedanken aus, wie bei einer Pendelanlage den Behand¬ lungsbehälter von oben zu beschicken, jedoch die Nachteile im Zusammenhang mit der Verwendung eines Sekundärmediums zu vermeiden; um dennoch eine ausreichende Abdichtwirkung zu erzielen, wird der Beschickungskanal - und bei Ausführung der Anlage als Durchlaufanläge auch der Entnahmekanal - in besonderer Weise gestaltet, und zwar nacheinander zunächst im wesentlichen vertikal nach oben, dann im wesentlichen horizontal und schließlich im wesentlichen vertikal nach unten geführt,-:.und mit mindestens einer Schleuse versehen. Durch diese labyrinthartige Formgebung der
Transportstrecke vor bzw. nach dem Behandlungsraum wird eine ausgezeichnete Abdichtwirkung gegen das verdampfte Wärme¬ übertragungsmedium erreicht, so daß auf die Verwendung des Sekundärmediums, wie bei üblichen Pendelanlagen, verzichtet werden kann; es sei jedoch darauf hingewiesen, daß im Rahmen der Erfindung auch das Sekundärmedium in üblicher Weise ein¬ gesetzt werden kann, so daß die Abdichtwirkung weiter drastisch verbessert wird. Allerdings hat es sich im Rahmen eingehender Untersuchungen gezeigt, daß auf den Einsatz des Sekundärmediums verzichtet werden kann, insbesondere auch dann, wenn weitere Maßnahmen etwa gemäß den Unteransprüchen zur Verbesserung der Abdichtwirkung der Transportkanäle er¬ griffen werden, wie Kühlung der Wände der Transportkanäle,
Vorsehen einer Wärme¬ bzw. Kühlschranke und Absaugen des aus der Anlage austretenden Gemisches aus Luft und Dampf des Wärmeübertragungsmediums. Entscheidend für das Eintreten der erfindungsgemäßen Vorteile ist die erfindungsgemäße vorgeschlagene Form des Transportweges der zu behandelnden Gegenstände durch die Ge¬ samtanlage. Durch die kombinierte horizontale und vertikale Führung der Gegenstände durch die Gesamtanlage ist es möglich, ein dichtschließendes System von Sperren und Schleusen vorzusehen, so daß ungesättigter Dampf des Wärmeübertra¬ gungsmediums allenfalls abgestuft und damit mengenmäßig er¬ heblich vermindert auf dem Transportweg vordringen kann. Dringt Dampf in die obere Schleusenkammer, so wird dieser an den gekühlten Kanalwänden zum Abkondensieren gezwungen. Ferne können die Gegenstände in diesem Bereich kurze Zeit angehalte werden, bis der Dampf abkondensiert ist. Erst dann öffnet sic die Auslaßschleuse und die Gegenstände werden zum Auslaß transportiert. Dringt trotzdem noch etwas Dampf in diesen Bereich vor, so kondensiert er wiederum an den Kanalwänden ab. Noch verbleibende Dampfreste, die bei geöffneter Ausgangsschleuse entweichen könnten, werden durch Aktivierung eines gegebenenfalls vorgesehenen Infrarot-Strahlers, der als Wärmebarriere wirkt, am Verlassen des Innenraumes gehindert. Dieser Infrarot-Strahler kann darüber hinaus so ausgelegt werden, daß er sich zusätzlich als Vorheizung für einfahrende, zu behandelnde Gegenstände eignet.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung ist es möglich, zum Be¬ obachten des Behandlungsraums ein Fenster vorzusehen, so daß die Möglichkeit besteht, den Behandlungsvorgang direkt zu beobachten, um bei auftretenden Fehlern den Ursachen relativ einfach nachgehen zu können.
Da auf die Verwendung des Sekundärmediums verzichtet werden kann, wird de Behandl ngsprczcß ver infacht, und da nur noch ein Arbeitsmedium bewacht werden muß, steigt die Sicherheit des Prozesses. Während bei Verwendung von zwei Medien im Grenzbereich zwischen diesen umweltschädliche Reaktionsprodukte erzeugt werden können, kann dieses Problem durch die Erfindung vermieden werden. Ebenso wird durch den Verzicht auf ein Sekundärmedium, das über die Abluft ins Frei gelangen könnte, die Umweltbelastung erheblich verringert. Da erfindungsgemäße Prinzip kann nicht nur bei Kleinanlagen angewendet werden, die die einleitende genannten Pendelanlage für Kleinserien ersetzen soll, sondern auch bei Durchlaufanlagen für hohen Durchsatz.
Die Erfindung wird nachstehend mit Bezug auf die anliegende Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für Stapelbetrieb und
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Durchlauf-Anlage.
Gemäß Fig. 1 weist die Vorrichtung 1 einen
Behandlungsraum 2 auf, der an seiner Oberseite eine Beschickungsöffnung 3 aufweist, die sich entweder über die gesamte Oberseite oder über diese teilweise erstrecken kann, so daß die z.B. in einen Werkstückträger 4a eingebrachten Gegenstände 4 mit Hilfe einer Transporteinrichtung 5 in den Behandlungsraum 3 transportiert werden können. Die Trans¬ porteinrichtung 5 besteht beispielsweise aus einer über meh¬ rere Umlenkrollen oder Zahnräder geführte Kette, in die der Werkstückträger 4a in geeigneter Weise eingehängt werden kann um den Transport zwischen dem Einlaß 9 und dem Behandlungsrau 2 und zurück zu ermöglichen. In Fig. 1 befindet sich der Werkstückträger 4a am Umkehrpunkt der Transporteinrichtung 5 innerhalb des Behandlungsraums 2.
Am Boden des Behandlungsraums 3 befindet sich eine Heizung 6, die mit Hife eines Wärmetauschers das flüssige Wärmeüber¬ tragungsmedium 7 erhitzt und so über diesem ein Gebiet 8 der Dampfphase dieses Mediums 7 bildet. In diesem Dampfphasen- Gebiet 8 befindet sich der Werkstückträger 4a mit den zu be¬ handelnden Gegenständen 4 während des Lötvorganges. Um nun ein unerwünschtes Austreten des Dampfes aus der Anlage zu vermeiden, ist der Transportkanal oder Beschickungskanal 11 etwa in Form eines umgedrehten U ausgebildet. Im Anschluß an die Beschickungsöffnung 3 des Behandlungsraums 2 beginnt der vertikal nach oben gerichtete Endabschnitt 14 des Beschickungskanals 11, und dieser Endabschnitt geht in einen horizontalen Zwischenabschnitt 13 über, so daß der aus dem Dampfgebiet 8 aufsteigende Dampf am oberen Ende des Endabschnitts 14 auf eine vorzugsweise gekühlte Wandung des Zwischenabschnitts 13 des Beschickungskanals 11 trifft und dort abgekühlt und kondensiert wird. Geringe Dampfmengen, die in den horizontalen Zwischenabschnitt 13 eintreten und in Fig. 1 nach links diffundieren oder durch die Transportbewegung des Werkstückträgers 4a mitgenommen werden, können gegebenenfalls durch eine im Bereich des Zwischenabschnitts 13 angeordnete Schleusenanordnung 20 am weiteren Vordringen gehindert und bei geschlossenen Schleusen dort auskondensiert und über die Medienrückführung 23 in den Behandlungsraum 2 zurückgeführt werden.
Im Anschluß an den horizontalen Zwischenabschnitt 13 in Richtung auf den Einlaß/Auslaß 9 der Gesamtvorrichtung 1 be¬ findet sich ein im wesentlichen vertikal nach unten weisender Einlaßabschnitt 12 des Beschickungskanals 11, so daß über den Zwischenabschnitt 13 evtl. hinausdringender Dampf erneut zu einer Richtungsänderung gezwungen wird und dabei mit der Wandung des Einlaßabschnitts 12 in Berührung kommt. Da diese Wandung vorzugsweise ebenfalls gekühlt ist, kondensiert der Dampf und wird in flüssiger Form in einem Trichter 27 aufgefangen und über die Medienrückführung 23 in den Be¬ handlungsraum 2
Figure imgf000009_0001
Am unteren Ende des Ein— laßabschnitts 12 kann eine Wärmeschranke 24 etwa in Form eines Infrarot-Strahlers vorgesehen sein, durch die evtl. soweit vorgedrungener Dampf wieder erhitzt wird, der dann durch Konvektion wieder in den Beschickungskanal 11 zurückgeleitet wird. Gemäß der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Transporteinrichtung 5 im Anschluß an den Einlaßabschnitt 12 eingangsseitig horizontal, so daß die Werkstückträger 4a in einfacher Weise maschinell oder manuell beladen bzw. entladen werden können. In diesem Eingangsoereich 23 befindet sich eine weitere Schleuse 20a, so daß die Anlage nur kurzzeitig beim Ein- bzw. Austritt der Werkstückträger 4a geöffnet werden muß. Dabei evtl. austretender Dampf kann mit Hilfe einer Absauganlage 26 abgesaugt werden.
Die z.B. einen Infrarot-Strahler aufweisende Wärmeschranke 24 kann beim Einfahren des Werkstückträgers 4a mit den zu behandelnden Gegenständen 4 als Vorheizung 25 verwendet wer¬ den.
Zum Beobachten des Behandlungsprozesses in dem Behandlungsraum 2 ist in einer Wand des Endabschnitts 14 des Be¬ schickungskanals 11 ein Fenster 28 vorgesehen, so daß etwa auftretende Fehler bzw. deren Ursachen beobachtet werden können.
Die in Fig. 2 dargestellte Durchlauf-Anlage entspricht im wesentlichen zwei im Bereich des Behandlungsraums 2 aneinan- dergesetzten Vorrichtungen gemäß Fig. 1. Während bei Fig. 1 der Werkstückträger 4a vom Einlaß 9 her über den Be¬ schickungskanal 11 in den Behandlungsraum 2 und nach Abschluß der Wärmebehandlung auf dem gleichen Wege wieder zurück bis zum Einlaß 9 als Auslaß transportiert wird, erfolgt bei der Anlage gemäß Fig. 2 der Durchlauf der Werkstückträger 4a kontinuierlich vom Einlaß 9 (links in Fig. 2) zum Auslaß 16 (rechts i Fj -r, ?) . w c- em Eintritt- in das Dampfgebiet 8 des Behandlungsraums 2 wird der Werkstückträger 4a dort horizontal (nach rechts in Fig. 2) bewegt und nach Abschluß der Wärmebehandlung mit der Transporteinrichtung 5 in einem Entnahmeabschnitt 17 des Entnahmekanals 15 im wesentlichen vertikal nach oben und anschließend in einem horizontalen Zwischenabschnitt 13 des Entnahmekanals 15 horizontal nach rechts transportiert; im Anschluß an den Zwischenabschnitt 18 erfolgt die Transportbewegung in einem anschließenden Auslaßabschnitt 19 im wesentlichen vertikal nach unten bis zu einem Auslaßbereich 22, der ähnlich dem Eingangsbereich 21 in Fig. 1 und im linken Teil der Anlage gemäß Fig. 2 ausgebildet ist.
Ebenso wie die Führung des Entnahmekanals 15 in Form eines umgekehrten U dem Beschickungskanal 11 ähnelt und vorzugsweis mit dessen Abmessungen übereinstimmt, sind im Bereiche des Entnahmekanals 15 ebenfalls entsprechende Schleusen 20,20a un eine Wärmeschranke 24 vorgesehen. Die Wandung des Entnahmekanals 15 ist ebenfalls wie die des Beschickungskanals 11 gekühlt, um ein rechtzeitiges Kondensieren des Dampfes zu erreichen.
Im Mittelteil der vorzugsweise spiegelbildlich aufgebauten Durchlaufanlage gemäß Fig. 2 befindet sich ein Sichtfenster 28, das aufgrund der Formgebung des Beschickungskanals 11 und des Entnahmekanals 15 im Bereich der Beschickungsöffnung 3 des Behandlungsraums 2 bis relativ nahe an die Beschickungsöffnung 3 heran angeordnet sein kann, so daß eine optimale Beobachtung des Prozesses im Bereiche des Behandlungsraums 2 möglich ist.
Beim Transport der zu behandelnden Gegenstände 4 durch die erfindungsgemäße Vorrichtung muß in der Regel darauf geachtet werden, daß die Gegenstände nicht verkippen, um ein Ver¬ rutschen der miteinander zu verbindenden Gegenstände zu ver¬ meiden. Zu diesem Zweck ist bei der Vorrichtung gemäß Fig. 1 der Werkstückträger 4a an der Transporteinrichtung eingehängt, «so daß durch die Gravitation eine möglichst gleichmäßige relative Lage während des Transports beibehalten wird. Da in diesem Fall jedoch eine Zwangsführung fehlt, besteht bei ungleichmäßiger Belastung des Werkstückträgers 4a die Gefahr des Verrutschens. Um dies zu vermeiden, kann, wie in Fig. 2 angedeutet, der Werkstückträger 4a an der Transporteinrichtung 5 zwangsgeführt sein, etwa ähnlich der Zwangsführung in der US-PS 4 634 000.
Darüber hinaus weist die Transporteinrichtung im Bereich der Schleusen 20, 20a geeignete übergabeketten auf, um einen vollständigen Abschluß der Schleusenanordnung zu ermöglichen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist einfach aufgebaut, kann sowohl bei kleinen Stückzahlen der zu behandelnden Werkstücke als auch im kontinuierlichen Betrieb bei hohen Stückzahlen eingesetzt werden und gewährleistet auch ohne Verwendung eines Sekundärmediums eine hochgradige Abdichtung gegen den unerwünschten Austritt von Dampf des Wärmeübertragungsmediums.

Claims

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P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Verfahren zum Behandeln von Gegenständen mit einem ein¬ zigen gas- und/oder dampfförmigen Medium, insbesondere zum Dampfhasen-Löten von Gegenständen (4) in einem Be¬ handlungsraum (2) , der über eine oberhalb des Behand¬ lungsraums (2) angeordnete Beschickungsöffnung (3) be¬ schickt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , da/3 die Gegenstände (4) zwischen dem Einlaß (9) aus der Umgebung (10) und der Beschickungsöffnung (3) in einem Be- schickungskanal (11) transportiert werden, so daß die Transportbewegung der Gegenstände (4) nach dem Einlaß (9) zunächst im wesentlichen vertikal nach oben, danach im we¬ sentlichen horizontal und schließlich im wesentlichen ver¬ tikal nach unten in die Beschickungsöffnung (3) erfolgt, und daß die Gegenstände (4) durch mindestens eine Schleuse im Beschickungskanal (11) geführt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuführung der Gegenstände (4) und die Entnahme in den bzw. aus dem Behandlungsraum (2) in demselben Be¬ schickungskanal (11) erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da/3 die Entnahme der Gegenstände (4) aus dem Behandlungsraum
(2) auf einem von der Zufuhr getrennten Entnahmekanal (15) zunächst im wesentlichen vertikal nach oben, dann im wesentlichen horizontal und dann im wesentlichen ver¬ tikal nach unten erfolgt und daß die Gegenstände (4) durch mindestens eine Schleuse (20) im Entnahmekanal (15) geführt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge¬ kennzeichnet, da/S der Beschickungskanal (11) und/oder der Entnahmekanal (15) zumindest teilweise gekühlt wird bzw. werden.
5. Vorrichtung zum Behandeln von Gegenständen (4) mit einem einzigen gas- und/oder dampfförmigen Medium, insbeson¬ dere zum Dampfphasen-Löten von Gegenständen (4) , in einem Behandlungsraum (2), der über eine oberhalb des
Behandlungsraums (2) angeordnete Beschickungsöffnung (3) mittels einer Transporteinrichtung (5) beschickbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Einlaß (9) für die Ge- genstände (4) aus der Umgebung (10) und der Be¬ schickungsöffnung (3) ein die Transporteinrichtung (5) aufnehmender Beschickungskanal (11) vorgesehen ist, der nach dem Einlaß (9) einen im wesentlichen vertikal nach oben gerichteten Einlaßabschnitt (12) , daran anschließend einen im wesentlichen horizontalen Zwischenabschnitt (13) und zwischen letzterem und der Beschickungsöffnung (3) einen im wesentlichen vertikal nach unten gerichteten Endabschnitt (14) aufweist, und daß im Beschickungskanal (11) mindestens eine Schleusenanordnung (20) vorgesehen ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß zur Entnahme der Gegenstände (4) aus dem Behandlungsraum (2) ein die Transporteinrichtung (5) aufnehmender Entnahmekanal (15) vorgesehen ist, der zwischen dem Be¬ handlungsraum (2) und dem Auslaß (16) in die Umgebung (10) nacheinander zumindest einen im wesentlichen vertikal nach oben gerichteten Entnahmeabschnitt (17), einen zweiten im wesentlichen horizontalen Zwischenabschnitt (18) und einen im wesentlichen vertikal nach unten gerichteten Auslaßab¬ schnitt (19) aufweist und daß im dem Entnahmekanal (15) mindestens eine Schleusenanordnung (20) Vorgesehen ist.
O -7
'• Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Beschickungskanal (11) in seinem Eingangsbereich (21) einen horizontalen Einfahrabschnitt aufweist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Entnahmekanal (15) in seinem Aus¬ trittsbereich (22) einen horizontalen Ausfahrabschnitt aufweist. 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß der Beschickungskanal (11) und/oder der Entnahmekanal (15) zumindest teilweise gekühlt wird bzw. werden.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, gekennzeichnet durch eine Medienrückführung (27, 23) zwischen dem Beschickungskanal (11) und/oder Entnahmekana (15) einerseits und dem Behandlungsraum (2) andererseits.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10,gekennzeichnet durch ein Beobachtungsfenster (28) in einer Wand des Belichtungskanals (11 und/oder des Entnahmekanals (15).
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 11 , dadurch ge kennzeichnet, daß im Eintrittsbereich (21) des Beschickungskanals (11) und/oder im Austrittsbereich (22) des Entnahmekanals (15) eine Wärmeschranke (24) vorgesehe ist. 13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 12, dadurch ge¬ kennzeichnet, daß im Eintrittsbereich (21) des Beschickungskanals (11) eine Vorheizanordnung (25) vor¬ gesehen ist.
14- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 13, dadurch ge kennzeichnet, daß im Eintrittsbereich (21) des Beschickungskanals (11) und/oder im Austrit sbereich (22) des Entnahmekanals (15) eine Absauganlage (26) vorgesehen ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 14, dadurch ge kennzeichnet, daß die Transporteinrichtung (5) so ausgebildet ist, daß die Gegenstände (4) auf dem gesamten Transportweg in gleicher Lage gehalten werden.
"Vorrichtung und Verfahren zum Behandeln von Gegenständen in einem gas- und/oder dampfförmigen Medium, insbesondere zum Dampfphasen-Löten von Gegenständen"
Zusammenfassung:
Die beschriebene Vorrichtung und das Verfahren bieten durch eine abgestimmte Geometrie des Transportkanals mit Kühlung und Schleusen eine optimale Abdichtung gegen den unerwünschten Austritt von Dampf des Wärmeübertragungsmediums. Das be¬ schriebene Prinzip kann sowohl bei Anlagen mit Stapelbetrieb als auch bei Durchlauf-Anlagen angewendet werden.
PCT/EP1989/000481 1988-05-02 1989-05-02 Device and process for treating objects in a gas-like or vapour-like medium, in particular for soldering objects in a vapour phase WO1989010817A1 (en)

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DEP3814870.6 1988-05-02
DE19883814870 DE3814870C1 (de) 1988-05-02 1988-05-02

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