VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ENTFERNEN VON LOTRESTEN UNTER VERWENDUNG EINES VAKUUMANSCHLUSS UND EINES OFFENPORIG PORöSEN MATERIALS

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Entfernen von Lotresten von der Oberflache eines Substratbauteils mit einem Stutzen, der Absaugoffnungen für die zu entfernenden Lotreste aufweist, und mit einem Vakuumanschluss , der mit den Absaug- öffnungen in Verbindung steht.

Eine Vorrichtung zum Entfernen von Lotresten der eingangs angegebenen Art ist beispielsweise aus der US 4,066,204 bekannt. Diese Vorrichtung weist einen auswechselbaren Stutzen auf, der in seinen Maßen an eine bestimmte Art von zu entfernenden Bauelementen angepasst ist. Mittels dieses Stutzens kann zunächst das Bauelement von einer Substratplatte entfernt werden, wobei Lotreste der aufgeschmolzenen Lotverbindungen auf der Substratplatte verbleiben. Diese Lotreste kon- nen zur Vorbereitung des Einbauplatzes für ein neues Bauelement mit dem Stutzen entfernt werden. Hierzu wird der Stutzen auf den Einbauplatz des Substratbauteils aufgesetzt, wobei durch die Anpassung des Stutzens auf das bereits entfernte Bauelement eine Abdeckung der zu entfernenden Lotreste durch den Stutzen gewahrleistet ist.

Der Stutzen weist eine beheizbare Platte mit Bohrungen auf, wobei die Heizung ein Aufschmelzen der Lotreste ermöglicht und durch die Bohrungen die flussigen Lotreste durch Anlegen eines Vakuums abgesaugt werden können. Auf diese Weise wird der Einbauplatz von den Lotresten gereinigt.

Die Aufgabe der Erfindung liegt darin, eine Vorrichtung zum Entfernen von Lotresten anzugeben, mit der eine Entfernung

der Lotreste vergleichsweise schonend und effektiv erfolgen kann .

Diese Aufgabe wird durch die eingangs beschriebene Vorrich- tung erfindungsgemaß dadurch gelost, dass der Stutzen ein offenporig poröses Material aufweist, wobei die Absaugoffnungen durch die Poren des Materials gebildet sind und wobei das Material in einem Absaugkopf aufgenommen ist, der die Verbindung zwischen den Poren und dem Vakuumanschluss bildet. Durch Verwendung eines offenporig porösen Materials anstelle einer Platte mit Bohrungen wird vorteilhaft eine effektivere Entfernung von Lotresten möglich. Die Poren durchsetzen das Material in Form von Kanälen, deren Querschnitt im Verhältnis zur Lange gering ist. Durch die Vielzahl der zur Verfugung stehenden Poren entsteht ein Netzwerk von Kanälen, in die die verflüssigten Lotreste aufgrund von Kapillarkraften aufgenommen werden können. Dies macht die Entfernung des Restlotes unabhängig von einem anliegenden Vakuum besonders effektiv. Durch die Vielzahl der Poren ist weiterhin auch die Entfer- nung von kleineren Lotresten möglich, da die Poren über die ganze Flache des Materials stocheometrisch verteilt sind.

Das Material hat bezuglich der Ausnutzung der Kapillarkrafte nur ein bestimmtes Aufnahmevermögen für Lotreste. Durch AnIe- gen eines Vakuums ist es jedoch möglich, die Lotreste aus den Poren zu saugen und beispielsweise in einem Sammelbehalter abzuscheiden. Hierdurch ist ein mehrfaches Verwenden des porösen Materials für die Restlotentfernung möglich.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass das poröse Material elastisch ist. Dieses kann beispielsweise aus einem Polymer gefertigt sein, wobei die Elastizität des Polymers dazu genutzt wird, dass beim Aufsetzen des Materials auf den Einbauort die Poren in direkten Kontakt mit den zu

entfernenden Lotresten gebracht werden. Hierdurch ist vorteilhaft eine besonders effektive Absaugung von Lot möglich. Wird das Material gleichzeitig zur übertragung von Warme zwecks Aufschmelzung der Lotreste verwendet, so ist durch Verwendung eines elastischen Materials zudem eine schnelle

Wärmeübertragung zwischen dem Material und den Lotresten möglich.

Eine andere Ausgestaltung der Erfindung wird erhalten, wenn das Material mit einem Heizelement in Verbindung steht. Hierdurch kann das Material beheizt werden, wodurch einerseits, wie schon erwähnt, eine Erwärmung der Lotreste zum Aufschmelzen derselben erfolgen kann. Weiterhin ermöglicht ein beheiztes Material auch über längere Zeiträume die in die Poren aufgenommenen Lotreste flussig zu halten, so dass diese durch Anlegen eines Vakuums abgesaugt werden können.

Eine alternative Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der Absaugkopf parallel zum Vakuumanschluss auch einen Heiz- gasanschluss aufweist. Das parallele Vorliegen eines Heizgasanschlusses ermöglicht vorteilhaft, dass das poröse Material auch mit einem Heizgas beaufschlagt werden kann. Dieses durchdringt die Poren und erwärmt dabei das Material. Das aus den Poren austretende Heizgas erwärmt weiterhin die Lotreste, so dass am Sauberungsort eine direkte Beheizung erfolgen kann. Diese ist zudem schonend, da Erwarmungsspitzen am Substratbauteil verhindert werden können. Dies ist von Bedeutung, wenn das Substratbauteil nach erfolgter Restlotentfernung einer weiteren Verwendung zugeführt werden soll.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung erhalt man weiterhin, wenn das Material für die zu entfernenden Lotreste nicht oder schlecht benetzbar ist. Hierdurch wird vorteilhaft erreicht, dass ein Entfernen der Lotreste aus den Poren er-

leichtert wird. Eine vollständige Entfernung der Lotreste aus den Poren ist Vorraussetzung für eine lange Standzeit des Materials, da dieses nur dann mehrfach verwendet werden kann. Als schlecht benetzbare Materialien für das poröse Material kommen beispielsweise Aluminium, Titan oder Edelstahl infra- ge . Diese Metalle bilden eine Passivierungsschicht aus, die eine Benetzung mit Lotwerkstoff erschweren. Die Materialien können beispielsweise durch Lasersintern porös gemacht werden .

Eine schlechte Benetzbarkeit des Materials hat zur Folge, dass die absaugende Wirkung aufgrund der Kapillarkrafte in dem Material geschwächt wird. Dafür wird, wie bereits erwähnt, die Möglichkeit zur anschließenden Reinigung des Mate- rials verbessert. Bei der Materialauswahl ist daher immer ein technischer Kompromiss aufzufinden, wobei einerseits eine Reinigung des porösen Materials erleichtert wird und andererseits eine genugende Benetzbarkeit zum Entfernen der Lotreste gegeben ist. Um eine Entfernung der Lotreste zu verbessern, kann wahrend des Aufnehmens der Lotreste in das poröse Material bereits ein Vakuum angelegt werden, welches durch Ausbildung eines Unterdruckes in den Poren die Kapillarkrafte unterstutzt .

Vergleichsweise gut benetzbare Materialien für das poröse Material sind beispielsweise Zinn, Kupfer und Eisen. Grundsatzlich ist als poröses Material auch eine Keramik denkbar. Insbesondere können Polymerkeramiken verwendet werden, da diese bei der herstellungsbedingten Wärmebehandlung große Hohlräume ausbilden können, die als Kanäle zur Aufnahme von Lotresten zur Verfugung stehen.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zum Entfernen von Lotresten von der Oberflache eines Substratbauteiles, bei

dem ein Stutzen mit Absaugoffnungen an die verflüssigten Lotreste angenahrt und die Lotreste abgesaugt werden. Ein Verfahren dieser Art ist aus der eingangs bereits erwähnten US 4,066,204 bereits bekannt.

Die Aufgabe der Erfindung besteht damit weiterhin darin, ein Verfahren zum Entfernen von Lotresten anzugeben, mit dem die Lotreste vergleichsweise schonend und effektiv entfernt werden können .

Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß mit dem angegebenen Verfahren dadurch gelost, dass am Stutzen ein offenporiges Material verwendet wird, dessen Poren die Absaugoffnungen bilden, wobei das Material derart in einen Ansaugkopf mit einem Vaku- umanschluss eingesetzt wird, dass durch Anlegen eines Vakuums an den Vakuumanschluss in den Poren befindliche Lotreste abgesaugt werden können. Dabei kann ein Absaugen der in den Poren befindlichen Lotreste bereits wahrend des Aufnehmens derselben von dem Substratbauteil erfolgen. Dies hat den Vor- teil, dass die Lotreste in dem porösen Material nicht erstarren können. Es ist aber auch möglich, dass das poröse Material zunächst ohne Einsatz des Vakuumanschlusses an die Lotreste angenähert wird, so dass diese aufgrund auftretender Ka- pillarkrafte in das poröse Material aufgenommen werden. Ist die Aufnahmekapazitat des porösen Materials erschöpft, kann ein Absaugen der Lotreste aus den Poren zwecks Reinigung des porösen Materials erfolgen.

Mit dem Verfahren ist vorteilhaft ein schonendes und effekti- ves Absaugen von Lotresten möglich. Schonend ist das Verfahren deswegen, weil ein Entfernen der Lotreste von dem Substratbauteil aufgrund der auftretenden Kapillarkrafte bereits erfolgt, wenn das poröse Material die Lotreste lediglich berührt. Ein Aufsetzen des Stutzens auf das Substratbauteil

kann daher vermieden werden. Effektiv ist das Absaugen der Lotreste mit einem porösen Material deswegen, weil mittels der Poren, die stocheometrisch über die gesamte Flache des Materials verteilt sind, auch kleine Lotreste unter Ausnut- zung der Kapillarkrafte abgesaugt werden können.

Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass zunächst Heizgas durch die Poren geleitet wird, wahrend die Poren mit den auf dem Substratbauteil befindlichen Lotresten in Berührung gebracht werden. Damit dient die Vorrichtung zunächst nicht dazu, die Lotreste abzusaugen, sondern das Heizgas zu den Lotresten zu transportieren, wobei einerseits das poröse Material vorgewärmt wird und andererseits die Lotreste aufgeschmolzen werden. Sind die Lotreste verflüssigt, kann die Heizgaszufuhr unterbrochen werden. Hierdurch entstehen die bereits erwähnten Kapillarkrafte im porösen Material, wodurch die flussigen Lotreste in die durch die Poren gebildeten Kanäle gesaugt werden. Da das poröse Material vorgewärmt wurde, verbleiben die Lotreste in den Poren im flussigen Zu- stand, so dass diese durch Anlegen des Vakuums abgesaugt werden können .

Gemäß einer anderen Ausbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass Heizgas mit einer Düse auf die Lotreste geleitet wird, bis diese aufgeschmolzen sind. Hierdurch kann vorteilhaft eine vergleichsweise große Menge an Heizgas auf die Lotreste geleitet werden, da diese nicht das enge Volumen der Poren passieren müssen. Hierdurch ist daher vorteilhaft ein schnelleres Aufschmelzen der Lotreste möglich. Selbstverständlich kann die Leitung von Heizgas durch eine Düse auch mit der Leitung von Heizgas durch die Poren kombiniert werden, so dass einerseits ein schnelles Aufschmelzen der Lotreste und andererseits eine Vorwarmung des porösen Materials möglich ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszei- chen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich zwischen den einzelnen Figuren Unterschiede ergeben. Es zeigen

Figur 1 ein Ausfuhrungsbeispiel der erfindungsgemaßen Vorrichtung zum Entfernen von Lotresten schematisch im Schnitt und

Figur 2 und 3 ausgewählte Verfahrensschritte eines Ausfuhrungsbeispiels des erfindungsgemaßen Verfah- rens .

Eine als Absaugkopf ausgebildete Vorrichtung 11 zum Entfernen von Lotresten weist ein glockenförmiges Gehäuse 12 auf, welches nach unten offen ausgebildet ist. Diese öffnung weist eine Aufnahme für einen Einsatz aus offenporig porösem Material 14 auf und bildet auf diese Weise einen Stutzen, der an die Oberflache 15 eines Substratbauteils 16 mit Lotresten 17 herangeführt werden kann .

Nach Heranführung der Vorrichtung 11 an die Lotreste 17 kann mittels einer Pumpe 18 Luft durch eine Heizvorrichtung 19 gepumpt werden und als Heizgas der Vorrichtung 11 zugeführt werden. Hierbei besteht einerseits die Möglichkeit, dass Heizgas in das Gehäuse 12 einzuleiten, so dass dieses durch Poren 20 des porösen Materials 14 hindurchtritt und auf diese Weise sowohl das Material 14 als auch die darunter befindlichen Lotreste 17 erwärmt. Eine zweite Möglichkeit besteht darin, das Heizgas in einen äußeren Gehausering 21 zu leiten, der zusammen mit dem Gehäuse 12 eine auf die Oberflache 15

gerichtete Ringduse 22 ausbildet. über diese Ringduse kann auch ein größerer Volumenstrom von Heizgas auf die Oberflache 15 des Substratbauteils 16 geleitet werden, um ein Aufschmelzen der Lotreste 17 zu unterstutzen.

Sobald sich die Lotreste 17 verflüssigen, bilden diese auf der Oberflache 15 aufgrund ihrer Oberflachenspannung annähernd kugelförmige Gebilde aus, die auch das Material 14 aufgrund einer Hohenzunahme berühren. Aufgrund der in den Poren 20 wirkenden Kapillarkrafte werden die Lotreste 17 dann in das Material 14 hineingesaugt (vgl. auch Figur 2) . Dieser Prozess kann zusatzlich unterstutzt werden, indem über einen Vakuumanschluss 23 mittels einer Pumpe 24 ein Vakuum angelegt wird. Dieses wird über eine Saugglocke 25 auf die Poren 20 des Materials 14 übertragen, wodurch die wirkenden Kapillarkrafte unterstutzt werden können. Alternativ ist es auch möglich, das Vakuum erst nach erfolgter Reinigung der Oberflache 15 an das Material anzulegen. Allerdings müssen in diesem Fall die Lotreste 17 in den Poren 20 noch flussig vorliegen, damit diese zwecks Reinigung des Materials 14 aus den Poren entfernt werden können. Das Material kann damit für einen weiteren Reinigungsvorgang dienen. Dabei werden die Lotreste 17 in einem Sammelbehalter 26 abgeschieden, der in ein Leitungssystem 27 des Vakuumanschlusses 23 integriert ist.

In Figur 2 ist der Vorgang des Eintretens der Lotreste 17 in die Poren 20 des Materials 14 im Detail dargestellt. Das Material 14 ist beispielsweise Titan und somit schlecht benetzbar für die Lotreste 17. Allerdings wirken in den Poren 20 die Kapillarkrafte K, welche zu einem Eintreten der Lotreste 17 in die Poren 20 fuhren. Das Material ist offenporig porös, so dass die Poren 20 untereinander Verbindungen 28 aufweisen und so ein Kanalsystem bilden.

Gemäß Figur 3 ist dargestellt, wie die Poren 20 des Materials 14 durch anschließendes Anlegen eines Vakuums wieder von den Lotresten gereinigt werden können. Da das Material 14 schlecht benetzbar für die Lotreste 17 ist, lassen sich die Lotreste 17 durch die anliegende Kraft des Vakuums V fast vollständig aus dem Material 14 entfernen. Dieses kann somit mehrfach zur Reinigung von Oberflachen 15 von Lotresten 17 verwendet werden .