Reflow-Löten: Eine Einführung in die Technik und Anwendungen
Reflow-Löten, auch bekannt als Wiederaufschmelzlöten, ist ein hochpräzises Lötverfahren, das in der Elektronikfertigung weit verbreitet ist. Dabei werden elektronische Bauteile durch kontrollierte Erwärmung und anschließendes Abkühlen auf einer Leiterplatte gelötet. Dieser Prozess zielt darauf ab, zuverlässige und effiziente Lötverbindungen zu erzeugen. Hier werfen wir einen Blick auf den Ablauf dieses Verfahrens sowie auf die potenziellen Risiken und deren Vermeidung.
Die Schritte des Reflow-Lötprozesses
Pastenauftrag
Zu Beginn wird Lotpaste auf die Leiterplatte aufgetragen. Diese Paste dient als Medium zur Verbindung der Bauteile mit der Leiterplatte.
Bauteilplatzierung
Elektronische Bauteile, wie beispielsweise Chips oder SMD-Komponenten, werden präzise gemäß den Vorgaben des Bestückungsplans auf die mit Lötpaste beschichteten Bereiche der Leiterplatte platziert.
Erhitzung im Reflow-Ofen
Anhand eines Transportbandes wird die Leiterplatte in den Reflow-Ofen transportiert und durchläuft fünf Aufwärmzonen. Dort wird sie einem individuellen Lötprofil ausgesetzt. Dieses Profil besteht aus verschiedenen Phasen und hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie z.B. die Dicke der Leiterplatte, die verwendete Lotpaste, die Empfindlichkeit der Bauteile.
Um die Qualität des Lötens zu optimieren und die Oxidation zu verhindern, kann eine Schutzatmosphäre durch Zugabe von Stickstoff erzeugt werden. Sinkt die Konzentration des Stickstoffs unter den festgelegten Grenzwert, wird die Leiterplatte nicht in den Ofen befördert. Dieser Grenzwert wird während des gesamten Prozesses im Ofen überwacht.
Reflow-Phase
Während dieser Phase schmilzt die Lotpaste auf den Oberflächen der Bauteile und der Leiterplatte. Dabei werden die Bauteile mithilfe von Oberflächenspannung und Kapillarkräften in ihre vordefinierten Positionen ausgerichtet und gleichzeitig mit den Leiterbahnen verbunden. Dieser Prozess findet in drei einstellbaren Lötzonen statt.
Abkühlung
Nach dem Reflow-Prozess erfolgt eine kontrollierte Abkühlung der Leiterplatte in drei Abkühlzonen. Dabei entsteht eine feste Lötverbindung zwischen den Bauteilen und der Leiterplatte.
BEISPIEL EINES LÖTPROFILS
RISIKEN IM ZUSAMMENHANG MIT DEM REFLOW-LÖTEN UND WIE DIESE VERMIEDEN WERDEN KÖNNEN
FALSCHES LÖTPROFIL
Eine falsche Einstellung des Lötprofils kann zu unvollständigen Lötverbindungen oder sogar zu Schäden an Bauteilen führen. Sorgfältige Überwachung und Anpassung des Lötprofils sind entscheidend, um unerwünschte Folgen zu vermeiden.
BAUTEILSCHÄDEN
Hohe Temperaturen während des Lötprozesses können empfindliche Bauteile beschädigen. Dies kann z.B. zu Rissen in Bauteilen führen.
LOTPASTE
Jede Lotpaste hat verschiedene Eigenschaften, die auf das entsprechende Produkt, das zu löten ist, abgestimmt werden muss. Eine falsch ausgewählte Lotpaste kann einen negativen Einfluss auf die Lötqualität haben.
OXIDATION
Die erhöhten Temperaturen im Reflow-Ofen fördern die Oxidation an Leiterplatte und Bauteilen, dies kann die Bildung qualitativ hochwertiger Lötverbindungen verhindern. Der Einsatz von Stickstoff und Flussmittel in der Lotpaste verhindern dies.