Reflow-Ofen - Reflow oven

Ein industrieller Konvektions-Reflow-Ofen.

Ein Reflow-Ofen ist eine Maschine, die hauptsächlich zum Reflow-Löten von oberflächenmontierten elektronischen Komponenten auf Leiterplatten (PCBs) verwendet wird.

Im kommerziellen Großserieneinsatz haben Reflowöfen die Form eines langen Tunnels, der ein Förderband enthält, auf dem die Leiterplatten laufen. Für Prototypen- oder Bastelzwecke können Leiterplatten in einen kleinen Ofen mit Tür gelegt werden.

Beispiel eines thermischen Profils beim Reflow-Löten .

Kommerzielle Reflowöfen mit Förderband enthalten mehrere individuell beheizte Zonen, deren Temperatur individuell geregelt werden kann. Die zu verarbeitenden Leiterplatten durchlaufen den Ofen und jede Zone mit einer kontrollierten Geschwindigkeit. Techniker justieren die Fördergeschwindigkeit und die Zonentemperaturen eine bekannte Zeit und Temperatur zu erreichen Profil . Das verwendete Profil kann je nach den Anforderungen der gerade verarbeiteten Leiterplatten variieren.

Arten von Reflowöfen

Infrarot- und Konvektionsöfen

Bei Infrarot- Reflow-Öfen sind die Wärmequelle in der Regel keramische Infrarot-Heizkörper oberhalb und unterhalb des Förderbandes, die mittels Strahlung Wärme auf die Leiterplatten übertragen .

Konvektionsöfen erhitzen Luft in Kammern und verwenden diese Luft, um die Wärme durch Konvektion und Leitung auf die Leiterplatten zu übertragen . Sie können ventilatorunterstützt sein, um den Luftstrom innerhalb des Ofens zu steuern. Diese indirekte Erwärmung mit Luft ermöglicht eine genauere Temperaturregelung als die direkte Erwärmung von Leiterplatten durch Infrarotstrahlung, da Leiterplatten und Komponenten in der Infrarotabsorption variieren .

Öfen können eine Kombination aus Infrarotstrahlungsheizung und Konvektionsheizung verwenden und würden dann als "Infrarot-Konvektionsöfen" bezeichnet.

Einige Öfen sind für das Aufschmelzen von Leiterplatten in einer sauerstofffreien Atmosphäre ausgelegt. Stickstoff (N 2 ) ist ein gebräuchliches Gas, das für diesen Zweck verwendet wird. Dadurch wird die Oxidation der zu lötenden Oberflächen minimiert . Der Stickstoff-Reflow-Ofen benötigt einige Minuten, um die Sauerstoffkonzentration in der Kammer auf ein akzeptables Niveau zu reduzieren. Somit weisen Stickstofföfen typischerweise zu jeder Zeit eine Stickstoffeinspritzung auf, was die Fehlerraten verringert.

Dampfphasenofen

Die Erwärmung der Leiterplatten erfolgt durch thermische Energie, die durch den Phasenübergang einer auf den Leiterplatten kondensierenden Wärmeträgerflüssigkeit (zB PFPE ) abgegeben wird. Die verwendete Flüssigkeit wird unter Berücksichtigung eines gewünschten Siedepunktes ausgewählt, um zu der aufzuschmelzenden Lotlegierung zu passen.

Einige Vorteile des Dampfphasenlötens sind:

  • Hohe Energieeffizienz aufgrund des hohen Wärmeübergangskoeffizienten von Dampfphasenmedien
  • Das Löten ist sauerstofffrei. Kein Schutzgas (zB Stickstoff ) erforderlich
  • Keine Überhitzung der Baugruppen. Die maximale Temperatur, die die Baugruppen erreichen können, wird durch den Siedepunkt des Mediums begrenzt.

Dies wird auch als Kondensationslöten bezeichnet.

Thermische Profilierung

Bei der thermischen Profilerstellung werden mehrere Punkte auf einer Leiterplatte gemessen, um die thermische Auslenkung zu bestimmen, die während des Lötprozesses erforderlich ist. In der Elektronikfertigung hilft SPC (Statistical Process Control) festzustellen, ob der Prozess unter Kontrolle ist, gemessen an den Reflow-Parametern, die durch die Löttechnologien und Komponentenanforderungen definiert werden.

Beispiel eines modernen Thermoprofilers

Siehe auch

Referenzen und weiterführende Literatur

Allgemeine Referenzen