CoolSold optimiert die Flachbaugruppenfertigung

Der Trend zur Miniaturisierung ist in der Elektronik ungebrochen. Die feinen Lötverbindungen, die dafür nötig sind, müssen fehlerfrei sein, da sie sonst die Funktion beeinträchtigen könnten. Deshalb wird beim Löten Stickstoff als Schutzgas eingesetzt. Das neue CoolSold-Verfahren von Messer nutzt die Kälte des Gases für die Verbesserung von Kosten- und Ökobilanz.

Elektronische Flachbaugruppen, die in unseren Laptops, Handys und MP3-Playern verborgen sind, werden meist mit dem sogenannten Reflow-Lötverfahren gefertigt. Es ermöglicht die präzise Herstellung der elektrisch leitenden Verbindungen, ohne die es solche Geräte gar nicht gäbe. Unter einer Schutzgasatmosphäre sind die Benetzungskräfte größer, die Bildung von Metalloxiden wird verhindert, und somit die Fehlerrate minimiert.

Stickstoff lässt sich am besten im tiefkalten, flüssigen Zustand lagern. Bevor er über Rohre zur Lötanlage gelangt, wird er zunächst verdampft. Dies ist eigentlich eine Verschwendung, denn die Erzeugung des Flüssigstickstoffs kostet sehr viel Energie. Die zum Verdampfen verwendeten Luftverdampfer vereisen, egal ob Sommer oder Winter. Vor allem im Winter wird der Stickstoff dann aber nicht warm genug, weil er maximal Lufttemperatur erreichen kann. Es bildet sich unerwünschtes Kondensat an den Leitungen in den Produktionshallen.

Am „anderen Ende“ des Prozesses, im Auslauf der Anlage, müssen die Flachbaugruppen nach dem Löten abgekühlt werden. Hier werden auch die gasförmigen Rückstände kondensiert. Dafür ist Kälte notwendig, die in herkömmlichen Anlagen meist von elektrischen Kühleinrichtungen stammt.

Das CoolSold-Verfahren nutzt die bei der Verdampfung anfallende Kälte für die Kühlkreisläufe der Lötanlage. Ein spezieller Wärmetauscher verhindert dabei, dass das Kältemedium beim Kontakt mit dem flüssigen Stickstoff gefriert. Die doppelte Nutzung der Stickstoffkälte verhindert nicht nur die Kondensatbildung, auch die zur Verdampfung benötigte Wärme wird zuverlässig und witterungsunabhängig bereitgestellt. Die dabei abgegebene „Kälteenergie“ wird den Kältekreisläufen der Flachbaugruppenproduktion übers ganze Jahr gleichmäßig zur Verfügung gestellt. Damit kann man erhebliche Mengen an Strom einsparen, die Kosten senken und CO₂-Emissionen verringern.