Energieeffizientes Löten bei geringem CO2-Fußabdruck

Betrachtet man den gesamten Produktionsprozess in der Elektronikfertigung, verursachen Lötprozesse einen großen Anteil am gesamten Energieverbrauch. Dies liegt vor allem an dem hohen Energiebedarf, um die Produkte auf die für den Lötprozess benötigte Temperatur zu erhitzen. Darüber hinaus können sogenannte Voids (Lufteinschlüsse) beim Löten entstehen, die unter Vakuum zwar reduziert werden können. Das bedeutet aber in der Konsequenz: erneut längere und ressourcenintensivere Produktionen. Eine Firma aus Baden-Württemberg hat mit ihren Konvektionslötsystemen eine Alternative entwickelt, die die Faktoren Energieeffizienz, Reduzierung von Emissionen und Betriebskosten im Lötprozess besonders berücksichtigt.

Bei dem System wird durch Konvektion gelötet – also durch das Mitführen von Wärme durch strömende Gase. Dabei ist das System als Luft- oder Stickstoffanlage erhältlich. Stickstoff ist als inertes Schutzgas optimaler Wärmeüberträger und verhindert störende Oxidationen. Durch das Vakuum-Modul kann während des Lötprozesses Unterdruck angewendet werden – Poren, Gaseinschlüsse und Voids werden somit direkt entfernt. Auf diese Weise sind Voidraten von unter 2 % realisierbar. Gekühlt wird anschließend mit Stickstoff. Kühlwasser muss dafür nicht mehr extra verwendet werden.

Die Anlage verfügt darüber hinaus über ein sogenanntes Residue-Management-System, bei dem das Prozessgas im System umgewälzt und gereinigt wird. Die Wirkmechanismen der Pyrolyse im Vorheiz- und Peakbereich werden mit der Kaltkondensation in der Kühlzone kombiniert. Die Verschleppungswärme aus Nachbarzonen wird reduziert – das Abluftsystem zieht die kältere Umgebungsluft an und sorgt so für die angewählte Temperatur in der jeweiligen Zone bei minimalem Energieverbrauch.

Durch den Einsatz der Anlage kann der Verbrauch von Energie und Stickstoff im Vergleich zu herkömmlichen Systemen reduziert werden. Gleichstrom- anstatt Wechselstrommotoren sparen etwa 30 % der Energie ein und reduzieren den CO2-Fußabdruck um etwa 5 %. Im Kühlprozess werden etwa 15 % weniger CO2-Emissionen verursacht. Da kein Kühlwasser verwendet wird, entfällt der Energiebedarf für das rückgekühlte Wasser. Der zur Kühlung verwendete Stickstoff wird in seinen verschiedenen Aggregatszuständen doppelt genutzt – in flüssiger Form in der Kühlzone; gasförmig für die Inertisierung in der Prozesskammer.