Phasen eines Reflow-Profils: Teil II

Im letzten Blogbeitrag, Phasen eines Reflow-Profils: Teil I, sprach ich darüber, wie Spritzer von Lotkugeln und die Absackung von Lotpaste in den anfänglichen Phasen eines Reflow-Profils auftreten können. In diesem Blogbeitrag erkläre ich einige der Fehler und Berücksichtigungen der zweiten Phase des Reflow-Profils.

Bei ca. 160-180 °C wird das Flussmittel aktiviert, entfernt die Oxide und bereitet die Oberflächen und das Lot auf die Benetzung und Verbindung vor. Bei diesen Temperaturen kann außerdem eine Haltezeit zum Profil hinzugefügt werden, um die Benetzungsrate des Lots zu verlangsamen. Die Verlangsamung der Benetzungsrate kann das Delta (die Differenz zwischen den Komponenten mit der höchsten Temperatur und denjenigen mit der tiefsten Temperatur) über die Leiterplatte senken, sodass die Komponenten auf der Leiterplatte eine einheitlichere Temperatur aufweisen. In diesem Zusammenhang ist zu beachten, dass unterschiedliche Komponenten und unterschiedliche Stellen auf der Leiterplatte die Wärme unterschiedlich aufnehmen und daher nicht alles zur selben Zeit dieselbe Temperatur anzeigt.

Der Grabsteineffekt ist ein Paradebeispiel eines Defekts, der von ungleichmäßigen Temperaturen verursacht wird. Falls ein passives Teil beispielsweise auf zwei Lotdepots sitzt und sich eines der Depots schneller als das andere erwärmt, kann das heißere Lot das passive Teil senkrecht aufstellen. Daher kann eine Haltezeit von Vorteil sein. Ist diese jedoch zu lang, entstehen negative Folgen, darunter Voidbildung oder übermäßige Oxidation. Zudem kann das Flussmittel abgebaut werden, bevor das Lot schmilzt. Eine übermäßige Oxidation kann zu Mängeln wie Graping (das manchmal wie kaltes Lot aussieht, jedoch die Nicht-Koaleszenz von oxidierten Lotpartikeln ist) und Nicht-Benetzung führen. Eine andere Möglichkeit, die Heizrate ohne Hinzufügung einer Haltezeit zu verlangsamen, besteht darin, einfach die Bandgeschwindigkeit des Förderers zu reduzieren. Dies ist bei größeren Deltas eventuell nicht so effektiv wie eine Haltezeit, mag jedoch trotzdem Verbesserungen zeigen.

Zwischen den 180 °C und der Spitze des Profils sollte die Erwärmung sehr schnell durchgeführt werden, um die Ausgasungsphase des Flussmittels zu überschreiten. Eine möglichst geringe Ausgasung ist ideal, um eine starke Voidbildung zu vermeiden. Ist die Erwärmungsrampe zu langsam, kann das Flussmittel leichter in das Lot ausgasen, sodass ein höherer Void-Anteil entsteht.

Seien Sie gespannt auf den nächsten Blogbeitrag über die Time-above-Liquidus-Phase (Zeit über dem Liquidus, TAL) eines Profils.