Erstellen von Reflow-Profilen bei SMT & BBQ: Das Erreichen der richtigen Temperatur

Während der Sommermonate bin ich ein großer Grillfan.  Bis vor kurzem habe ich alles von Hot Dogs bis hin zu Steaks gegrillt und dabei lediglich meinen Propangasgrill und meine natürlichen Instinkte bezüglich der Hitze und Grilldauer verwendet.  Die Ergebnisse waren recht gut, mit der Ausnahme, dass ich hin und wieder ein trockenes Hühnchen oder einen zu rohen Hamburger hatte, aber alles in allem war ich recht zufrieden.  Dies endete, als ich mir eines Tages etwas kaufte, das meine Grillangewohnheiten für immer verändern sollte:  Ich war in einem Laden und sah ein Angebot für ein digitales Thermometer, an dem ein langes Thermoelement angebracht war.  Es fiel mir sofort auf und ich habe es impulsiv zusammen mit ein paar anderen Dingen gekauft. 

Als ich später nach Hause kam und die Packung öffnete, fiel mir auf, dass es nicht nur ein allgemeines Thermometer war, sonder dass es auch vorprogrammierte Einstellungen für unterschiedliche Fleischsorten (medium-rare Rind, Hühnchen, Schwein, usw.) besaß.  Meine Frau machte ein paar gewürzte Hamburgerbratlinge und ich brachte sie raus zum Grill.  Ich stellte das Thermometer auf die Einstellung "Rind durchgebraten", so wie sie es mag, und legte ihren Bratling auf den Grill.  Als ich sah, dass ihr Bratling eine Innentemperatur von etwas 130 oC erreicht hatte, legte ich meinen Bratling auf den Grill, da ich ihn medium-rare mag.  Ich wartete geduldig, bis das Thermometer zu piepsen begann, um anzuzeigen, dass ihr Bratling fertig war, stellte die Einstellung auf "Rind medium-rare" und brachte das Thermometer rüber zu meinem Burger.  In diesem Fall war mein Instinkt gut und die Innentemperatur meines Burgers brachte das Thermometer etwa eine Minute später zum Piepsen.  Dies waren die besten Burger, die ich je gemacht habe, da ich jederzeit die genaue Innentemperatur des Fleischs kannte.

Warum rede ich nun in einem Lötblog über das Grillen von Fleisch?  Viele der gleichen Konzepte lassen sich auf das Erstellen von Reflow-Profilen anwenden. Sie müssen akkurat die Zonentemperaturen und die Bandgeschwindigkeit des Reflowofens einstellen, um die optimale Temperatur auf der Leiterplatine zu erhalten, damit das Lot dem Reflow richtig unterzogen wird.  Genau wie mein Fleischthermometer, das voreingestellte Situationen und ein langes Thermoelement besitzt, das am Fleisch angebracht werden kann, besitzt auch ein Gerät zu Erstellung von Löt-Reflow-Profilen diese Funktionen. 

Ich war neulich bei einem Kunden vor Ort, wo ein Ingenieur den Ofen instinktiv eingestellt hatte.  Der Reflow des Kunden funktionierte gut für ihre Zinn-Blei-Lötpaste, aber es wurde dabei auch internes Lot auf den Komponenten geschmolzen, die mit einer SAC-Legierung montiert wurden, was die Komponenten beschädigte.  Es war offensichtlich, dass die Reflow-Temperatur zu hoch war, aber ohne das Erstellen eines Profils, wussten wir nicht, wie heiß es war oder wo wir Justierungen vornehmen mussten.  Mit Hilfe eines KIC Profilers konnten wir Zustände wie beispielsweise die gewünschte Anstiegsrate, Zeit über Liquidus und die Spitzentemperatur erstellen und dann konnten wir die tatsächlichen Temperaturen auf der Platine messen, während sie sich durch den Ofen bewegt, um zu bestimmen, wie gut sie mit diesen Einstellungen übereinstimmte.  Wie bereits vermutet, waren die anfänglichen Temperaturen viel zu heiß, wobei die Lötnähte fast 30oC höher als erforderlich erhitzt wurden.  Durch die Vorhersagemöglichkeiten der KIC-Software konnten wir die Zoneneinstellungen und Bandgeschwindigkeit des Ofens theoretisch anpassen, bis alles normal erschien.  Nachdem wir die tatsächlichen Einstellungen des Ofens an die neuen, vorhergesagten Einstellungen angepasst hatten, ließen wir die Platine nochmals durch den Ofen und konnten feststellen, dass wir nun gut innerhalb des gesuchten Verfahrensfensters lagen.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass es sehr wichtig ist, die Temperaturen, denen Ihre Leiterplatine (oder Fleisch!) innerhalb des Ofens ausgesetzt ist, zu kennen.  Nur weil eine Einstellung 250 oC besagt, kann es dennoch sein, dass die Platine nur 230 oC oder weniger ausgesetzt ist. Dies hängt von der Größe der Komponenten, der Dicke der Platine, der Kupfermenge innerhalb der Platine, den verwendeten Pellets, um die Platine festzuhalten, usw. ab. Ohne der Erstellung eines Profils mithilfe von Thermoelementen, die direkt an der Platine befestigt werden, ist es unmöglich, sich über die Temperaturen, denen das Lot ausgesetzt ist, im Klaren zu sein. 

Dies ist lediglich eine grundlegende Richtlinie, um ein allgemeines Reflow-Profil zu erstellen.  Sobald dies erreicht ist, können bestimmte Defekte ebenfalls durch vorsichtige und präzise Manipulation des Reflow-Profils behoben werden.  Mein Kollege Ed Briggs hat ein paar Blogbeiträge darüber geschrieben, wie man Defekte durch das richtige Erstellen von Profilen beheben kann. Er behandelt dabei Defekte, wie das Beseitigen von Graping hier.

Ich wünsche Ihnen einen schönen Sommer!

Translation powered by Avalon Professional Translation