Reflow-Löten: Definition, Ausrüstung, Prozess

Reflow-Löten ist eine wichtige Technik in der Leiterplattenmontage, um oberflächenmontierte Bauteile präzise auf die Leiterplatte zu löten. Durch Lötpaste, kontrolliertes Erhitzen und eine präzise Reflow-Ofentemperatur kann eine zuverlässige Lötverbindung zwischen SMDs und Leiterplatte hergestellt werden. In diesem Blogbeitrag erläutern wir die Definition des Reflow-Lötens, die dazugehörige Ausrüstung und den gesamten Reflow-Lötprozess.

Was ist Reflow-Löten?

Reflow-Löten ist ein Verfahren zum Löten elektronischer Bauteile, hauptsächlich in der Oberflächenmontage (SMT). Der grundlegende Prozess besteht darin, die mit Lötpaste beschichtete Leiterplatte und die oberflächenmontierten Bauteile in einen Reflow-Ofen zu legen. Durch Erhitzen schmilzt die Lötpaste, bildet die Lötverbindung und lässt sie anschließend abkühlen und erstarren, um die Bauteile mit der Leiterplatte zu verlöten.

Gängige Reflow-Lötgeräte

Infrarot (IR)-Reflow-Ofen: 

Infrarot-Reflow-Öfen nutzen Infrarotstrahlung, um die Oberfläche gelöteter Bauteile direkt zu erhitzen. Sie ermöglichen eine schnelle Erwärmung, reagieren jedoch empfindlich auf Unterschiede in der Materialabsorptionsrate, was zu einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung führen kann. Daher eignen sie sich für Anwendungen mit geringeren Prozessanforderungen.

Heißluft-Reflow-Ofen:

Dieses Gerät nutzt zirkulierende Heißluft, um Wärme durch Konvektion auf die Leiterplattenoberfläche und die oberflächenmontierten Komponenten zu übertragen. Ein Heißluft-Reflow-Ofen sorgt für eine gleichmäßige Temperaturverteilung und stabile Prozesse. Es ist das am weitesten verbreitete Reflow-Lötgerät und eignet sich ideal für die Massenproduktion.

Tisch-Reflow-Öfen: 

Das kompakte Design nutzt typischerweise Infrarot- oder Heißluftkonvektionsheizung. Es ist klein, kostengünstig und gleichzeitig einfach zu bedienen. Daher eignet es sich ideal für die Kleinserienproduktion, Forschungs- und Entwicklungslabore sowie für Ausbildungszwecke.

Stickstoff-Reflow-Ofen: 

Er führt Stickstoffgas in die Kammer ein, um den Sauerstoffgehalt zu reduzieren und die Oxidation zu minimieren, während Heißluft oder Infrarotwärme zum Einsatz kommen. Der Stickstoff-Reflow-Ofen verbessert die Qualität der Lötstellen und eignet sich daher für die Herstellung hochzuverlässiger Produkte wie Medizin- oder Luft- und Raumfahrtgeräte. Allerdings ist er mit höheren Kosten.

Lötprozess: So führen Sie Reflow-Lötverbindungen durch

Das Reflow-Löten ist nicht nur ein Vorgang im Lötofen, sondern umfasst mehrere Schritte, darunter das Auftragen der Lötpaste auf eine bestimmte Stelle der Leiterplatte, das Platzieren der Leiterplattenkomponenten auf der Lötpaste, das anschließende Erhitzen der Komponente im Reflow-Ofen und schließlich das Testen der Lötwirkung.

Schablonendruck:

Die Lötpaste wird durch eine Schablone auf die Leiterplattenpads aufgetragen. Eine präzise Lötpastenabscheidung ist die Grundlage für eine gute Bauteilqualität. Befestigung. Beim Schablonendruckverfahren muss sichergestellt werden, dass die Lötpaste gleichmäßig und präzise auf die Pads aufgetragen wird, damit die Komponenten sicher gelötet werden können und zuverlässige elektrische Verbindungen bestehen bleiben.

Komponentenplatzierung

Die Pick-and-Place-Maschine platziert die Bauteile präzise auf den Pads und gewährleistet so die korrekte Ausrichtung mit dem PCB-Design. Dieser Prozess erfordert eine hohe Platzierungsgenauigkeit, da die Präzision der Bauteilplatzierung die Lötqualität und die Gesamtleistung der Leiterplatte direkt beeinflusst.

Reflow-Löten

Die bestückte Leiterplatte wird durch den Reflow-Ofen geführt, wo das Temperaturprofil in die folgenden Phasen unterteilt ist:

Vorheizen: Die Temperatur steigt allmählich an, um das Flussmittel in der Lötpaste zu aktivieren. Dies hilft, Oxide aus der Paste zu entfernen und sie für den nächsten Schritt vorzubereiten.

l  Einweichen: Die Temperatur wird stabilisiert, wodurch eine gleichmäßige Erwärmung der Leiterplatte gewährleistet wird. Dies verhindert eine Überhitzung oder ungleichmäßige Erwärmung, die zu Lötfehlern führen kann.

l  Reflow: Die Temperatur erreicht ihren Höhepunkt, wodurch das Lot schmilzt und feste, zuverlässige Lötverbindungen mit den Pads und Bauteilanschlüssen entstehen. Die Lötpaste schmilzt in diesem Stadium und sorgt für die notwendige mechanische Verbindung und elektrische Leitfähigkeit.

l  Kühlung:: Die Temperatur wird allmählich auf Raumtemperatur gesenkt, wodurch die Lötstellen verfestigt werden und die Zuverlässigkeit und Stabilität des Lötprozesses gewährleistet wird, wodurch kalte oder unzureichende Lötstellen verhindert werden.

Inspektion und Prüfung

Nach Abschluss des Reflow-Lötens werden die Lötstellen einer strengen Prüfung unterzogen, um sicherzustellen, dass die Lötqualität den Designspezifikationen entspricht. Zu den gängigen Prüfmethoden gehören AOI (Automated Optical Inspection), Röntgeninspektion und Flying Probe Tests. Diese Methoden erkennen effektiv Lötfehler wie Kurzschlüsse, Unterbrechungen und kalte Lötstellen und stellen sicher, dass die Leiterplatte den Designspezifikationen entspricht und zuverlässig funktioniert.

Fazit

Reflow Lötung ist einer der Eckpfeiler der Elektronikfertigung und ermöglicht eine präzise und effiziente Leiterplattenfertigung Montage. Von Schablone Drucken auf die Rolle des Reflow BacköfenDas Verständnis jedes einzelnen Prozessschrittes ist unerlässlich, um qualitativ hochwertige Lötverbindungen und zuverlässige PCB-s.