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DE69914879T2 - Vorrichtung zum erzeugen eines untätigen gases in einer wellenlötanlage - Google Patents

Vorrichtung zum erzeugen eines untätigen gases in einer wellenlötanlage Download PDF

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DE69914879T2
DE69914879T2 DE69914879T DE69914879T DE69914879T2 DE 69914879 T2 DE69914879 T2 DE 69914879T2 DE 69914879 T DE69914879 T DE 69914879T DE 69914879 T DE69914879 T DE 69914879T DE 69914879 T2 DE69914879 T2 DE 69914879T2
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porous
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Fernand Heine
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LAir Liquide SA pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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Air Liquide SA
LAir Liquide SA a Directoire et Conseil de Surveillance pour lEtude et lExploitation des Procedes Georges Claude
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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    • B23K2101/36Electric or electronic devices
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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Inertisieren einer Wellenlötanlage mit einem Lötbad und einem Fördersystem zum Erzeugen einer oder mehrerer Lötwellen, wie man sie beispielsweise insbesondere zum Löten von elektrischen Leiterplatten verwendet.
  • Wellenlötanlagen zum Löten von Leiterplatten sind beispielsweise aus US-Patentschrift 5,121,874 bekannt. Im Fall des dort beschriebenen Systems wird die Inertisierung der Atmosphäre über dem Lötbad mittels einer länglichen geschlossenen Abdeckung erreicht, innerhalb der die zu lötenden Leiterplatten transportiert werden und in der eine inerte Atmosphäre, im allgemeinen Stickstoff, aufrecht erhalten wird. In der näheren Umgebung der Lötwellen, die durch die Wellenlötanlage während des Betriebes erzeugt werden, befinden sich poröse Rohre, die parallel zu den Wellen verlaufen und durch die Inertgas dringt, dergestalt, dass eine besonders sauerstoffarme Atmosphäre erreicht werden kann, insbesondere unterhalb der zu lötenden Leiterplatte.
  • Außerdem offenbaren US-Patentschrift 5,411,200 und US-Patentschrift 5,409,159 die Verfahrensweise, Verteilungsrohre für Inertgas über dem Lötbad der Wellenlötanlage mit käfigähnlichen Gehäusen zu umgeben, die es dem Inertgas ermöglichen, durch zahlreiche Auslassöffnungen zu dringen. In jenen Dokumenten wird auch die Möglichkeit beschrieben, eine solche Wellenlötanlage nur mit einer kurzen Abdeckhaube oder sogar ganz ohne Abdeckhaube zu betreiben, indem mittels einer ausgeklügelten Verteilung des Inertgases über dem Lötbad während des Durchlaufs von zu lötenden Leiterplatten – und auch in der Zeit, wo keine Leiterplatte die Anlage durchläuft – eine extrem sauerstoffarme Atmosphäre unter den Leiterplatten erzeugt wird, indem über dem Lötbad und den Lötwellen eine Schutzschicht aus Inertgas erzeugt wird.
  • Des Weiteren offenbart auch US-Patentschrift 5,361,969 die Verfahrensweise des Auslegens einer Vorrichtung zum Inertisieren einer Wellenlötanlage als Tauchbehälter, der an den Seiten geschlossen ist und in dem Rohre zum Verteilen von Inertgas angebracht sind.
  • In einer Wellenlötanlage kann es aber zu drei verschiedenen Betriebszuständen kommen, und zwar dem Stillstand der Anlage (d. h. die Pumpen sind abgeschaltet, so dass keine Lötwellen vorhanden sind), dem Anlagenbetrieb ohne Durchlauf einer Leiterplatte und dem Anlagenbetrieb mit Durchlauf einer Leiterplatte. Bei allen drei Zuständen muss man darauf achten, dass möglichst wenig Sauerstoff an die Oberfläche des Lötbades und die Lötwellen gelangt. Außerdem ist beim Durchlauf einer Leiterplatte darauf zu achten, dass eine besonders inerte Atmosphäre mit einem nur sehr geringen Sauerstoffanteil von weniger als 10 ppm unter dieser Leiterplatte an der Stelle, wo der Lötprozess stattfinden soll, aufrecht erhalten werden kann, weil sich sonst die Qualität der Lötverbindungen verschlechtert. Außerdem ist es beabsichtigt, dass eine solche Anlage möglichst lange ohne Wartung arbeitet und möglichst einfach zu warten ist. Aber genau hier haben Anlagen nach dem Stand der Technik ihre Schwachstellen, da beispielsweise Lötspritzer, die während des Betriebes einer Wellenlötanlage unweigerlich entstehen, auf die Stickstoffverteilerrohre auftreffen und diese im Lauf der Zeit verstopfen. Das ist besonders dann kritisch, wenn es sich bei den verwendeten Verteilerrohren um poröse Rohre mit sehr feinen Poren handelt.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es darum, eine Vorrichtung bereitzustellen, die das Inertisieren einer Wellenlötanlage unter allen Betriebszuständen, mit einer Abdeckhaube oder auch ohne eine Abdeckhaube, gestattet und die so konstruiert ist, dass sie nur wenig Wartungsaufwand erfordert und leicht zu warten ist. Des Weiteren sollen zweckmäßige Verfahren für den Betrieb einer solchen Vorrichtung festgelegt werden.
  • Um diese Aufgabe zu lösen, kommen eine Vorrichtung nach Anspruch 1 und Verfahren nach Ansprüchen 14 und 15 zum Einsatz. Vorteilhafte und bevorzugte Optimierungen der Vorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
  • Eine Vorrichtung gemäß der Erfindung zum Inertisieren einer Wellenlötanlage mit einem Lötbad und einem Fördersystem zum Erzeugen einer oder mehrerer Lötwellen, insbesondere zum Löten von elektrischen Leiterplatten, weist einen Tauchbehälter auf, welcher an allen Seiten geschlossen ist, wie ein Rahmen geformt ist, welcher in das Lötbad getaucht werden kann und welcher poröse Rohre aufweist, um Stickstoff zu verteilen, wobei die Rohre im Inneren des Tauchbehälters in käfigähnlichen Gehäusen mit Auslassöffnungen angeordnet sind und die käfigähnlichen Gehäuse so ausgeführt sind, dass die porösen Rohre darin auf eine derartige Weise angeordnet sind, dass die porösen Rohre im Wesentlichen nicht durch Lötspritzer, welche während des Betriebes der Wellenlötanlage erzeugt werden, getroffen werden können. Gemäß der Erfindung dienen die käfigähnlichen Gehäuse um die porösen Rohre herum nicht nur dem Verteilen des Stickstoffs in die gewünschten Bereiche, sondern insbesondere auch dem Schutz der porösen Rohre, die eine gleichmäßige Verteilung des Stickstoffs innerhalb ihres Gehäuses bewirken. Im Gegensatz zum Stand der Technik sind die käfigähnlichen Gehäuse nicht nur vom Standpunkt der Anordnung ihrer Auslassöffnungen gestaltet, sondern auch vom Standpunkt der Möglichkeit zu verhindern, dass Lötspritzer, die durch die Auslassöffnungen eindringen, zu den porösen Rohren gelangen.
  • Als eine besonders zweckmäßige Anordnung für Auslassöffnungen hat sich eine Anordnung von Auslassöffnungen erwiesen, die nur seitlich und/oder nach unten gerichtet sind. Da die wichtigste Aufgabe aller Inertisierungsanordnungen immer schon die Herstellung einer Atmosphäre mit dem geringst-möglichen Sauerstoffgehalt unter der Leiterplatte während des Lötens war, waren die Auslassöffnungen in den meisten Fällen auch nach oben gegen die Leiterplatte gerichtet. Des Weiteren waren die Auslassöffnungen im Einlassbereich und im Auslassbereich der Anordnung angeordnet und sollten das Eindringen von Sauerstoff verhindern, insbesondere im Fall von Anlagen ohne eine großflächige inertisierte Abdeckung. Überraschenderweise reichen jedoch Auslassöffnungen, die zur Seite und/oder abwärts gerichtet sind, aus, um zu gewährleisten, dass die Wellenlötanlage unter allen Betriebszuständen inertisiert wird. Wenn keine zu lötende Leiterplatte vorhanden ist, so strömt bei dieser Ausführungsform Inertgas gleichmäßig über die Lötoberfläche. Wenn eine zu lötende Leiterplatte vorhanden ist, so kann das Inertgas in jedem Fall nur im Einlassbereich und im Auslassbereich der Leiterplatte und unter der Leiterplatte entweichen, so dass die Verdrängung von Sauerstoff dort in jedem Fall gewährleistet ist. Die Anordnung von Auslassöffnungen gemäß der Erfindung gestattet es, diese Auslassöffnungen so anzuordnen, dass es keine geradlinige Verbindung von der Oberfläche des Lötbades und den Lötwellen durch die Auslassöffnungen zu den porösen Rohren gibt, was bedeutet, dass die Wahrscheinlichkeit, dass die porösen Rohre von Lötspritzern getroffen werden können, deutlich verringert wird.
  • Als eine alternative oder ergänzende Maßnahme können die porösen Rohre dezentral im Inneren ihrer käfigähnlichen Gehäuse angeordnet werden, so dass sie weiter von den jeweiligen Auslassöffnungen angeordnet sind als von jenen Wänden der käfigähnlichen Gehäuse, die den Auslassöffnungen gegenüberliegen. Dies verringert auch die Möglichkeit des Auftreffens von Lötspritzern, ohne dass damit Nachteile für die Verteilung des Inertgases verbunden sind.
  • Bei Lötspritzern, die trotzdem noch durch die Auslassöffnungen dringen, ist es vorteilhaft, wenn diese Spritzer durch einen im Inneren der käfigähnlichen Gehäuse befindlichen Zwischenraum, der am Boden offen ist, nach unten in das Lötbad ablaufen können. Zu diesem Zweck ist es auch besonders vorteilhaft, wenn alle Wände der käfigähnlichen Gehäuse eine Neigung in Bezug auf die Horizontale aufweisen, so dass Lötspritzer, welche auf die Wände auf der Innenseite treffen, nach unten ablaufen können, ohne auf die porösen Rohre zu treffen. Insbesondere ist es auch unmöglich, dass Lötspritzer an den Wänden über dem porösen Rohr entlanglaufen und anschließend auf die Rohre tropfen.
  • Insbesondere bei einer Anordnung ohne inertisierbare Abdeckung ist es vorteilhaft, wenn ein erstes poröses Rohr an der Einlassseite der Vorrichtung parallel zu der Lötwelle angeordnet wird und ein zweites poröses Rohr an der gegenüberliegenden Seite, der Auslassseite, angeordnet wird.
  • Wenn die Wellenlötanlage zwei oder mehr Lötwellen aufweist, so wird gemäß der Erfindung ein weiteres poröses Rohr vorzugsweise zwischen je zwei Lötwellen und parallel zu diesen angeordnet, wobei das käfigähnliche Gehäuse des Rohres in einem halbkreisförmigen Querschnitt gebogen über dem weiteren porösen Rohr ist und an den Seiten bis unter das Rohr führt und wenigstens eine Auslassöffnung nur unter dem porösen Rohr aufweist. Auf diese Weise kann das poröse Rohr praktisch überhaupt nicht von Lötspritzern getroffen werden, ermöglicht es aber, dass Inertgas genau dort ausströmt, wo es benötigt wird, insbesondere in den Bereich der Flanke der Lötwelle. An den Stellen, wo die Lötwelle ins Lötbad zurückfließt, kann es zu Turbulenzen kommen, was ein besonders kritischer Punkt für die Oxidation der Oberfläche des Lötbades ist. Eine zuverlässige Inertisierung dieses Bereichs erreicht man mittels der Anordnung gemäß der Erfindung.
  • Für Lötwellen, die körperlich sehr nahe beieinander liegen, wird das weitere poröse Rohr mit einem kleineren Querschnitt als die anderen porösen Rohre gewählt, und es ist mit einem käfigähnlichen Gehäuse versehen, das dicht über dem weiteren porösen Rohr angeordnet ist, dergestalt, dass zwischen diesem Gehäuse und dem porösen Rohr ein Spalt von 1 bis 3 mm besteht, durch den das Inertgas gleichmäßig strömen kann. Diese Anordnung ist besonders kompakt und erfordert in dem Fall, wo das poröse Rohr und das Gehäuse an den Seitenwänden des Tauchbehälters gestützt sind, keine störenden eingebauten Anschlussstellen in dem Bereich, in dem die Lötwellen ins Lötbad zurückfließen.
  • Bei der vorliegenden Erfindung werden vorzugsweise poröse Rohre verwendet, die eine mittlere Porengröße von 0,3 bis 2 μm und insbesondere von 0,4 bis 0,6 μm aufweisen. Im allgemeinen werden poröse Rohre aus Sintermetall verwendet, die einen Ausdehnungskoeffizienten besitzen, der kleiner ist als der Ausdehnungskoeffizient des metallischen Tauchbehälters, so dass eine Befestigung an den Wänden des Tauchbehälters relativ einfach möglich ist. Infolge der gemäß der Erfindung verringerten Wahrscheinlichkeit, dass Lötspritzer auf die Sintermetallrohre auftreffen, können auch sehr feinporige Rohre wartungsfrei für lange Zeit weiterverwendet werden und können anschließend einfach ausgetauscht werden, indem sie einfach in dem Tauchbehälter montiert werden. Feinporige Rohre gestatten eine sehr gleichmäßige Verteilung des Inertgases innerhalb der käfigähnlichen Gehäuse, wobei eine sehr gleichmäßige Strömung des Inertgases durch die Auslass öffnungen entsteht, was eine Voraussetzung für eine gute Inertisierung der Lötbadoberfläche ist, selbst wenn keine Leiterplatte vorhanden ist.
  • Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung, der sich insbesondere für Wellenlötanlagen ohne inertisierte Abdeckhaube eignen soll, ist wenigstens eine Führungsplatte zusätzlich an einem käfigähnlichen Gehäuse in Turbulenzbereichen im Lötbad oder in Bereichen, in welchen Lötspritzer in einem erhöhten Ausmaß zu erwarten sind, befestigt, wobei die Führungsplatte in der Lage ist, Lötspritzer nach unten abzulenken und Turbulenzen zu verringern, wenn die Lötwelle in das Lötbad zurückfließt. Insbesondere ist das Vorhandensein einer zusätzlichen Auslassöffnung für Inertgas unter der Führungsplatte bevorzugt, dergestalt, dass der Turbulenzbereich unter der Führungsplatte besonders gut mit Inertgas bedeckt ist.
  • Wie bereits angesprochen, ist es bei der vorliegenden Erfindung besonders wichtig, eine gute Inertisierung selbst in Betriebszuständen zu erreichen, in denen keine Leiterplatte über der Wellenlötanlage vorhanden ist. Das wird unterstützt, wenn die Auslassöffnungen so gestaltet sind, dass sie eine relativ große Fläche aufweisen und infolge ihrer Form und Anordnung für eine sehr gleichmäßige Strömung über die Oberflächen des Lötbades und der Lötwelle hinweg sorgen.
  • Für den Betrieb der Vorrichtung gemäß der Erfindung ist es besonders vorteilhaft, wenn ein stärkerer Inertgasstrom durch das zweite poröse Rohr auf der Auslassseite der Vorrichtung geführt wird als durch jedes der anderen porösen Rohre. Bei einer Wellenlötanlage werden die Leiterplatten in der Regel so geführt, dass sie in Bezug auf die Horizontale leicht ansteigen, mit dem Ergebnis, dass im Auslassbereich eine größere Entfernung zwischen dem Lötbad und der Leiterplatte oder dem oberen Rand des Tauchbehälters besteht als auf der Einlassseite. Außerdem gibt es in diesem Bereich wegen einer Lötwelle, die hier vorhanden ist, einen Bereich erhöhter Turbulenz, der beispielsweise mit einer Führungsplatte bedeckt ist. Darum ist in diesem Bereich ein zusätzlicher Inertgasstrom nützlich, damit die Inertisierung auch in diesem Bereich so vorteilhaft wie möglich eingestellt werden kann.
  • Es ist besonders vorteilhaft, der Vorrichtung gemäß der Erfindung Stickstoff bei einer Temperatur zuzuführen, die weit unter der Temperatur des Lötbades liegt, vorzugsweise 100 bis 400 K unter der Temperatur des Lötbades. Insbesondere kann Stickstoff bei einer Umgebungstemperatur von 20°C. zugeführt werden. Dieser Stickstoff nimmt anfangs, wenn er zugeführt wird und aus den Auslassöffnungen austritt, ein geringes Volumen ein, wodurch niedrige Ausströmgeschwindigkeiten und somit eine sehr einheitliche bis laminare Strömung erreicht wird. Der Stickstoff erwärmt sich aber im Bereich des Tauchbehälters über dem Lötbad, wodurch sich sein Volumen deutlich vergrößert. Infolge dessen füllt er das gesamte System sehr gleichmäßig aus und tritt seitlich und aufwärts und/oder unter der Leiterplatte – an ihren Seiten – mit einem größeren Volumenstrom aus. Dieses Verfahren kann, was den Energie-Aspekt betrifft, etwas weniger vorteilhaft sein, als wenn man vorgewärmten Stickstoff oder Stickstoff mit der Temperatur des Lötbades zuführt, doch der Inertisierungseffekt ist sehr gut. Da es unwahrscheinlich ist, dass die porösen Rohre von Lötspritzern getroffen werden, ist es auch nicht von Nachteil, dass diese Rohre eine zu niedrige Temperatur haben, als dass Lötspritzer an ihnen haften könnten.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, auf das die Erfindung aber nicht beschränkt ist, wird im Folgenden unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1 zeigt einen schematischen Längsschnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung; und
  • 2 zeigt eine Draufsicht der Vorrichtung von 1.
  • Das vorliegende Ausführungsbeispiel betrifft eine Gesamtanordnung einer Wellenlötanlage, wie sie beispielsweise in den oben genannten US-Patentschriften 5,411,200 und 5,409,159 beschrieben ist, auf die hier zu diesem Zweck in vollem Umfang Bezug genommen wird. Die vorliegende Erfindung betrifft dies hier nur im Zusammenhang mit ihrer Anbringung an eine solche Anlage zum Zweck der Inertisierung der Oberflächen. 1 zeigt einen Längsschnitt in schematischer Form durch die Vorrichtung gemäß der Erfindung. In einem Tauchbehälter 1, der an den Seiten geschlossen ist, sind ein erstes poröses Rohr 2, ein zweites poröses Rohr 3 und ein weiteres poröses Rohr 4 angebracht. Diese Rohre sind jeweils in käfigähnlichen Gehäusen 5, 6, 7 angeordnet, wobei diese Gehäuse mit Auslassöffnungen 8, 9, 10 versehen sind. Die porösen Rohre 2, 3, 4 sind in den käfigähnlichen Gehäusen 5, 6, 7 weder zentral noch symmetrisch angeordnet, sondern haben vielmehr den größtmöglichen Abstand von der jeweiligen Auslassöffnung 8, 9 oder 10.
  • Der gesamte Tauchbehälter befindet sich auf einer Wellenlötanlage, wobei ein Abschnitt des Tauchbehälters in das Lötbad 19 eintaucht, und zwar speziell bis zu einer solchen Tiefe, dass selbst bei Schwankungen des Flüssigkeitsstandes des Lötbades kein Spalt entstehen kann, durch den Umgebungsluft eindringen könnte. Während des Betriebes der Wellenlötanlage befinden sich Lötwellen 14, 15 an den Stellen, die in 1 schematisch bezeichnet sind. Die Auslassöffnungen 8, 9, 10 und die Anordnung der porösen Rohre 2, 3, 4 in den käfigähnlichen Gehäusen 5, 6, 7 werden so gewählt, dass nur eine sehr geringe Wahrscheinlichkeit besteht, dass Lötspritzer auf die porösen Rohre 2, 3, 4 treffen können. Insbesondere gibt es keine gerade Verbindungslinie vom Lötbad 19 oder den Lötwellen 14, 15 durch die Auslassöffnungen 8, 9, 10 zu den porösen Rohren 2, 3, 4. Lötspritzer, die trotzdem noch durch die Auslassöffnungen 8, 9, 10 dringen, können durch die Zwischenräume 11, 12, 13, die im Boden offen sind, in Richtung des Lötbades abfließen, was durch den Umstand unterstützt wird, dass alle Wände der käfigähnlichen Gehäuse 5, 6, 7 in einem Winkel verlaufen, insbesondere in einem solchen Winkel, dass kein Lot auf die porösen Rohre 2, 3, 4 tropfen kann. Dies wird außerdem durch den Umstand unterstützt, dass die käfigähnlichen Gehäuse an der Oberseite keine Öffnungen aufweisen. Aus Platzgründen ist es oft nicht möglich, zwischen zwei Lötwellen 14, 15 ein poröses Rohr mit einem käfigähnlichen Gehäuse anzuordnen, dessen Wände bis in das Lötbad 19 hinabreichen. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird darum ein weiteres poröses Rohr 4, vorzugsweise eines mit einem kleineren Querschnitt als die übrigen porösen Rohre 2, 3, an einer solchen Stelle angeordnet, wobei das weitere poröse Rohr 4 von einem Gehäuse 7 umgeben ist, das über dem weiteren porösen Rohr 4 zu einem Halbkreis gebogen ist und an den Seiten weiter nach unten, über den Querschnitt des porösen Rohres 4 hinaus, führt. Auf diese Weise entsteht wenigstens eine Auslassöffnung 10, die nach unten gerichtet ist und die gleichzeitig mittels eines Zwischenraums 13, der am Boden offen ist, so weit von dem weiteren porösen Rohr 4 beabstandet ist, dass Lötspritzer dieses Rohr nicht erreichen können, jedoch gegebenenfalls nach unten ablaufen können. Zwischen dem weiteren porösen Rohr 4 und seinem käfigähnlichen Gehäuse 10 befindet sich ein Spalt 16 mit einer Breite von 1 bis 3 mm. Die porösen Rohre selbst werden vorzugsweise aus Sintermetall hergestellt und weisen eine Porengröße zwischen 0,3 und 2 μm, vorzugsweise zwischen 0,4 und 0,6 μm, auf.
  • In Bereichen mit erhöhten Turbulenzen im Lötbad 19, d. h. im vorliegenden Beispiel an den Stellen, wo die Lötwelle 15 wieder in das Lötbad 19 zurückfließt, ist gemäß der Erfindung vorzugsweise eine Führungsplatte 17 an dem käfigähnlichen Gehäuse 6 des zweiten porösen Rohres 3 angeordnet. Diese Führungsplatte 17 verringert Turbulenzen und lenkt Lötspritzer nach unten ab und leitet gleichzeitig Inertgas, das aus einer Auslassöffnung 18 unter der Führungsplatte 17 dringt, in den Turbulenzbereich und schützt auf diese Weise die Oberfläche an dieser Stelle besonders wirksam vor Oxidation. Die Auslassöffnungen 8, 9, 10 sind so gestaltet, dass sie einen sehr gleichmäßigen Stickstoffstrom in Richtung des Innenraums des Tauchbehälters 1 und/oder entlang der Lötwellen 14, 15 erzeugen. Das wird unterstützt, wenn Stickstoff bei Umgebungstemperatur oder in jedem Fall bei einer Temperatur, die weit unter der Temperatur des Lötbades 19 liegt, als Inertgas zugeführt wird. Das Volumen des Stickstoffs ist zum Zeitpunkt seiner Zuführung noch relativ gering, was gleichmäßige Ströme ohne Turbulenzen begünstigt, wobei sich der Stickstoff anschließend über dem Lötbad erwärmt und sich mit einem größeren Volumen aufwärts oder seitlich bewegt. Infolge dessen wird, wenn eine Leiterplatte vorhanden ist, Umgebungssauerstoff zuverlässig von dem zu lötenden Bereich der Leiterplatte ferngehalten. Wenn sich keine Leiterplatte über dem Tauchbehälter 1 befindet, so bleibt der gesamte Innenraum des Tauchbehälters trotzdem weitgehend inertisiert, insbesondere sowohl während des Betriebes der Lötpumpen als auch, wenn sie angehalten werden.
  • Eine weitere Sicht von oben auf den Tauchbehälter ist schematisch in 2 veranschaulicht.
  • Die vorliegende Erfindung eignet sich insbesondere für kompakte Anlagen ohne inertisierte Abdeckungen und ermöglicht das Löten von Leiterplatten mit hoher Qualität und sehr langen Betriebszeiten der Anlage und mit einfacher Wartung.

Claims (15)

  1. Vorrichtung zum Inertisieren einer Wellenlötanlage mit einem Lötbad (19) und einem Fördersystem zum Erzeugen einer oder mehrerer Lötwellen (14, 15), insbesondere zum Löten von elektrischen Leiterplatten, mit einem Tauchbehälter (1), welcher an allen Seiten geschlossen ist, wie ein Rahmen geformt ist, welcher in das Lötbad (19) getaucht werden kann und welcher poröse Rohre (2, 3, 4) aufweist, um Stickstoff zu verteilen, wobei die Rohre innerhalb des Tauchbehälters in käfigähnlichen Gehäusen (5, 6, 7) mit Auslassöffnungen (8, 9, 10) angeordnet sind und die käfigähnlichen Gehäuse (5, 6, 7) so ausgeführt sind, dass die porösen Rohre (2, 3, 4) darin auf eine derartige Weise angeordnet sind, dass die porösen Rohre (2, 3, 4) im Wesentlichen nicht durch Lotspritzer, welche während des Betriebs der Wellenlötanlage erzeugt werden, getroffen werden können.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die käfigähnlichen Gehäuse (5, 6, 7) Auslassöffnungen (8, 9, 10) aufweisen, welche nur zu den Seiten und/oder nach unten gerichtet sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die porösen Rohre (2, 3, 4) innerhalb ihrer käfigähnlichen Gehäuse (5, 6, 7) dezentral, insbesondere weiter entfernt von den jeweiligen Auslassöffnungen (8, 9, 10) als von jenen Wänden der käfigähnlichen Gehäuse (5, 6, 7), welche gegenüber den Auslassöffnungen liegen, angeordnet sind.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei in jedem Fall zwischen den Auslassöffnungen (8, 9, 10) und den porösen Rohren (2, 3, 4) ein Zwischenraum (11, 12, 13) vorhanden ist, welcher am Boden innerhalb der käfigähnlichen Gehäuse (5, 6, 7) offen ist und welcher Lotspritzern erlaubt, nach unten abzulaufen.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei alle Wände der käfigähnlichen Gehäuse (5, 6, 7) eine Neigung in Bezug auf die Horizontale aufweisen, so dass Lotspritzer, welche auf die Wände auf der Innenseite treffen, nach unten ablaufen können, ohne auf die porösen Rohre (2, 3, 4) zu treffen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei wenigstens ein erstes poröses Rohr (2) auf einer Einlassseite der Vorrichtung, welche parallel zur Lötwelle (14) liegt, angeordnet ist und ein zweites poröses Rohr (3) auf einer gegenüberliegenden Auslassseite angeordnet ist, und zwar in jedem Fall im oberen Bereich des Tauchbehälters (1).
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, bei welcher im Falle einer Wellenlötanlage mit wenigstens zwei Lötwellen (14, 15) ein weiteres poröses Rohr (4) zwischen je zwei Lötwellen (14, 15) und parallel zu diesen angeordnet ist, wobei das käfigähnliche Gehäuse (7) des Rohres in einem halbkreisförmigen Querschnitt gebogen über dem weiteren porösen Rohr (4) ist und an den Seiten bis unter das weitere poröse Rohr (4) führt und wenigstens eine Auslassöffnung (10) nur unter dem weiteren porösen Rohr (4) aufweist.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei das weitere poröse Rohr (4) einen kleineren Querschnitt als das erste (2) und das zweite (3) poröse Rohr aufweist.
  9. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei ein Spalt (16) von 1 bis 3 mm auf der Innenseite zwischen dem käfigähnlichen Gehäuse (7) und dem weiteren porösen Rohr (4) vorhanden ist.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die porösen Rohre (2, 3, 4) eine mittlere Porengröße von 0,3 bis 2 μm und insbesondere von 0,4 bis 0,6 μm aufweisen.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, bei welcher wenigstens eine Führungsplatte (17) an einem käfigähnlichen Gehäuse (6) in Turbulenzbereichen im Lötbad und/oder in Bereichen, in welchen Lotspritzer in einem erhöhten Ausmaß zu erwarten sind, befestigt ist.
  12. Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei wenigstens eine Auslassöffnung (18) für Stickstoff unter der Führungsplatte (17) vorhanden ist.
  13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei alle Auslassöffnungen (8, 9, 10) so gestaltet sind, dass der gleichförmigste Stickstoffstrom mit geringer Turbulenz erzeugt wird.
  14. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei der Stickstoffstrom durch das zweite poröse Rohr (3) auf der Auslassseite stärker als der jeweilige Strom durch jedes der restlichen porösen Rohre (2, 4) ist.
  15. Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Stickstoff bei einer Temperatur weit unter der Temperatur des Lötbads (19), vorzugsweise 100 bis 400 K darunter und insbesondere ungefähr bei einer Umgebungstemperatur von etwa 20°C, zugeführt wird.
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