Transportsystem mit Know-how

Kurt Günther, Ingenieurbüro Elget

Bisher werden die Leiterplatten meist in Stand- oder aufwendigen Durchlauföfen ausgehärtet. Um Durchlauföfen vertretbarer Länge zu bauen, werden die Leiterplatten vertikal durch den Ofen transportiert. Bei 150° C wird das Basismaterial über die Glasumwandlungstemperatur erwärmt und geht dabei in eine weiche, biegsame Phase über. Bleibende Verbiegungen nach dem Abkühlen der Leiterplatte sind dabei nicht auszuschließen und können zu Ausschuß führen. Während bei starren Leiterplatten, die dicker als 0,8 mm sind, auch bei vertikalem Transport meistens keine Probleme auftreten, sind dagegen bei Platinen unter 0,8 mm teilweise erhebliche Verwindungen die Folge. Diesem Problem begegnen manche Ofenhersteller mit einem Transportsystem, an dem die Leiterplatten hängend durch den Ofen transportiert werden. Die Methode erfordert einen hohen Aufwand an Handlingsgeräten, verbunden mit den bekannten Wartungs-, Reparatur- und Ausfallproblemen, und ist nur bis zu einer begrenzten Leiterplattendicke einsetzbar. Die thermische Trocknungsanlage Beltrotherm dagegen basiert auf einem Transportsystem mit Teflonband. Sie reduziert die Endaushärtezeit auf 8 bis 10 Minuten und ermöglicht die problemlose Aushärtung von Leiterplatten von 0,2 bis 5,0 mm Stärke und aller Formate bis zu einer Breite von 800 mm (30 Inch).

Das Trocknungsprinzip beruht auf einer Kombination umgewälzter Luft mit langwelliger IR-Strahlung. Mit dieser Kombination läßt sich die Endaushärtung fotosensibler Lötstoppmasken bei einer Temperatur von etwa 160°C auf einen Zeitraum von 8 bis 10 Minuten beschränken. Das Transportsystem besteht aus einem horizontalen, glasfaserverstärkten Teflongitterband. Die Leiterplattenabmessungen spielen keine Rolle, solange eine Breite von 800 mm nicht überschritten wird. Während der Heiß-Phase liegen die Leiterplatten nur punktweise auf dem Gitterband auf. Die Auflagepunkte werden durch die Heißluftführung ebenso ausgehärtet wie freiliegende Bereiche. Abdrücke oder Aushärteunterschiede werden in der Praxis nicht festgestellt.

Der Aufbau des Thermo-Trockners ist einfach. Das einzige bewegte Teil ist das glasfaserverstärkte Teflongitterband mit Antriebswalzen und Antriebsmotor, so daß die mechanische Anfälligkeit gering ist. Der Trockner wird aus Modulen zu 1.000 mm Länge zusammengesetzt und kann so jeder Aufgabenstellung präzise angepaßt werden. Auch eine spätere Verlängerung oder Verkürzung der Trockenstrecke ist problemlos möglich. Jedes Modul trägt eine aufklappbare Haube, die sich auf kaum mehr als Raumtemperatur erwärmt. Nach dem Öffnen der Haube ist das obere Heizaggregat zugänglich. Die Luft- und Strahlungsheizung bestehend aus drei Keramikheizelementen je Modul kann komplett angehoben werden, so daß das Transportband offen liegt und frei zugänglich ist.

Unterhalb des Bandes befinden sich drei weitere Keramikheizelemente. Sie bestehen aus geschäumter Keramik, werden elektrisch beheizt und sind mit zahlreichen Bohrungen versehen, durch die der Umluftstrom in kleinen Teilströmen zirkuliert. Die kleinen Teilströme werden auf exakte Solltemperatur gebracht und halten so die Endaushärtetemperatur mit einer Toleranz von –+3°C über die Breite der Anlage konstant. Über die Länge der Anlage wird ein genaues Temperaturprofil eingehalten. Langwellige IR-Strahlung unterstützt die Aufheizung der Leiterplatten.

Die horizontal arbeitende Anlage ist ebenso einsetzbar nach dem Siebdruck von Kennzeichnungsfarben, Abziehlacken, Karbon- und Silberleitpasten sowie Epoxymaterialien. Die Anlage eignet sich auch für das Trocknen von Lötstopplacken nach dem Vorhanggießen, nach dem Sprühen von Flüssiglacken sowie dem Rollercoating.

Die Entwicklung der ersten Systeme hat 1994 begonnen. Die Technologie wurde jedoch ständig optimiert und ist heute bei führenden Herstellern im Einsatz. Die Firmen Elget und Beltron haben diese Anlagentechnik entwickelt. Beltron baut seit zwanzig Jahren thermische Trockner und UV-Anlagen.

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