Ein Reflow-Profil ist der Temperatur-über-Zeit-Verlauf, dem eine Leiterplatte im Ofen folgt. Es muss für die jeweils vorliegende Leiterplatte eingestellt werden, nicht ein einziges Mal für alle, da Wärmekapazität, Bauteilmix und Leiterplattenaufbau beeinflussen, wie Wärme jede Lötstelle erreicht. Wir bestücken mit bleifreiem Lot, was nur einen geringen Fehlertoleranzbereich zulässt; daher sind die Informationen, die Sie uns zu hitzeempfindlichen Bauteilen und ungewöhnlichen Leiterplatten geben, wichtiger, als die meisten Einkäufer erwarten.
Was ein Reflow-Profil tatsächlich bewirkt
Beim Reflow-Löten wird Lotpaste, die bereits auf die Pads aufgetragen wurde, aufgeschmolzen, sodass sie um die Anschlüsse der Bauteile herumfließt und anschließend zu einer Lötverbindung erstarrt. Der Ofen führt dies in mehreren Phasen durch. Die Leiterplatte wird nach und nach erwärmt, eine Zeit lang auf einer konstanten Temperatur gehalten, damit unterschiedliche Bereiche der Leiterplatte sich angleichen können, dann für eine kontrollierte Dauer über den Schmelzpunkt des Lots hinaus erhitzt und anschließend wieder abgekühlt.
Jede Phase schützt etwas. Das allmähliche Aufheizen schützt die Bauteile vor Temperaturschock. Die Haltephase ermöglicht es, dass die schweren Bereiche der Leiterplatte sich der Temperatur der leichten Bereiche annähern. Die Verweilzeit über dem Schmelzpunkt bildet die Lötverbindung, und die Abkühlphase wirkt sich darauf aus, wie die Verbindung ausfällt. Ein Profil, bei dem eine Phase nicht stimmt, kann Defekte erzeugen, die erst bei einer späteren Inspektion sichtbar werden.
Warum ein einziges Profil nicht jedem Vorstand dienen kann
Die Temperatur, die Sie am Ofen einstellen, ist nicht die Temperatur, die die Leiterplatte erreicht. Eine große Massefläche, ein schwerer Steckverbinder oder ein großes BGA absorbieren Wärme nur langsam, während ein winziger Widerstand daneben sich fast sofort aufheizt. Das Ziel des Profilings besteht darin, jede Lötstelle in den richtigen Zustand zu bringen und gleichzeitig jede Komponente innerhalb ihrer eigenen Grenzen zu halten, und die Differenz zwischen den heißesten und kältesten Punkten auf der Leiterplatte ist das, was dies so schwierig macht.
Der Aufbau der Platine verschärft das Problem.Wir fertigen starre, flexible und Metallkern-Leiterplatten.und jedes verhält sich im Ofen anders. Eine dicke Leiterplatte mit hohem Kupferanteil hinkt der Ofeneinstellung hinterher. Eine dünne, flexible Leiterplatte reagiert schnell und muss abgestützt werden. Eine Leiterplatte mit Metallkern leitet Wärme von den Bauteilen weg, auf eine Weise, wie es eine FR-4-Leiterplatte nicht tut. Derselbe Ofen und dieselbe Paste erfordern daher von einer Leiterplatte zur nächsten eine unterschiedliche Handhabung.
Bleifreies Lötzinn macht dies weniger verzeihend. Es schmilzt bei einer höheren Temperatur als herkömmliches Zinn-Blei-Lot, sodass weniger Spielraum zwischen der Temperatur, bei der die Lötstellen entstehen, und der Temperatur bleibt, die das empfindlichste Bauteil auf der Leiterplatte tolerieren kann. Da unsere Bestückung bleifreies, RoHS-konformes Lötzinn verwendet, gilt dieses engere Fenster für jede Platine, die wir fertigen.
Wie sich Profilprobleme auf dem Spielbrett zeigen
Wenn ein Profil falsch ist, sind die Symptome vertraut. Ein kleines Chip-Bauteil, das sich an einem Ende aufrichtet, bekannt als Tombstoning („Grabstein-Effekt“), weist oft darauf hin, dass die beiden Pads ungleichmäßig erhitzt werden. Stumpfe, körnige oder unvollständige Lötstellen deuten darauf hin, dass das Lot nicht lange genug ausreichend Hitze bekommen hat. Rissige Bauteile oder verfärbte Bereiche lassen auf das Gegenteil schließen. Hohlräume innerhalb einer Lötstelle und das Verziehen einer dünnen oder großen Leiterplatte können ebenfalls Hitze als mitverursachenden Faktor haben.
Diese Symptome sind für einen Käufer wichtig, weil sie nur selten eine einzelne Ursache haben. Lötpastenmenge, Bauteilplatzierung und das Design selbst spielen ebenfalls eine Rolle, sodass ein Defekt nicht allein dem Ofen angelastet werden sollte. Doch das Muster ist aufschlussreich. Wenn derselbe Defekt bei demselben Bauteil auf Leiterplatte um Leiterplatte auftritt, stellt sich die Frage, was an der thermischen Umgebung dieses Bauteils anders ist.
Betrachten wir zwei Leiterplatten, die in derselben Woche gefertigt werden. Die erste ist eine kleine, leichte Platine mit überwiegend kleinen passiven Bauteilen. Die zweite ist eine dicke Platine mit einem großen wärmeaufnehmenden Steckverbinder in einer Ecke. Die erste ist fehlertolerant, und nahezu jedes sinnvolle Profil wird funktionieren. Die zweite erfordert mehr Überlegung, weil der Steckverbinder weit hinter dem Rest der Platine zurückbleiben wird. Beide Platinen sind legitime Designs, und beide können gut gefertigt werden. Der Unterschied besteht darin, dass die zweite von einem Gespräch vor dem ersten Aufbau profitiert.
Was Sie tun können, um das Profiling zu erleichtern
Die meisten wichtigen Entscheidungen werden bereits im Design getroffen. Eine ausgewogene Kupferverteilung ist hilfreich, da große Kupferflächen auf einer Seite eines Bauteils und keine auf der anderen zu ungleichmäßiger Erwärmung führen. Das Fernhalten wärmeempfindlicher Bauteile von großen thermischen Massen verringert die Temperaturunterschiede auf der Leiterplatte. Thermische Entlastungen an Pads, die mit großen Flächen verbunden sind, helfen außerdem dabei, dass die Lötstellen gleichzeitig mit ihren Nachbarn die notwendige Temperatur erreichen.
Der zweite Beitrag ist Information. Markieren Sie Bauteile mit begrenzten Temperaturkennwerten in Ihrer Stückliste und erwähnen Sie alle feuchtigkeitsempfindlichen Bauteile. Teilen Sie uns mit, wenn die Leiterplatte ungewöhnlich dick, kupferlastig oder flexibel ist. Doppelseitige Leiterplatten verdienen ebenfalls einen Hinweis, da die zweite Seite nach der ersten ihren eigenen Wärmezyklus durchläuft. AKostenloser Valor DFM/DFA-Checkist Teil unseres Montageservices und ein guter Zeitpunkt, um einen dieser Punkte anzusprechen.
Einige Fehler treten immer wieder auf.Unter der Annahme, dass die im Datenblatt angegebene Maximaltemperatur ein Zielwert istvergisst, dass das Brett und der Ofen nicht die gleiche Temperatur haben.Ohne Kennzeichnung temperaturbegrenzter Teilebedeutet, dass niemand weiß, welche Komponente die Grenze festlegt.Platzierung eines empfindlichen Bauteils neben einem schweren Steckerschafft genau den Temperaturunterschied, mit dem das Profiling zu kämpfen hat.Behandlung einer flexiblen oder metallkernbasierten Leiterplatte wie einer gewöhnlichen starren Leiterplatteübersieht, wie unterschiedlich es sich erwärmt.
FAQs
1.Verwenden Sie bleifreies Lötzinn für die Montage?Ja. Unsere Montage verwendet bleifreies, RoHS-konformes Lötzinn.
2.Was sollte ich dir über meinen Vorstand erzählen?Nennen Sie wärmeempfindliche oder feuchtigkeitsempfindliche Bauteile und geben Sie an, ob die Leiterplatte dick, kupferreich, flexibel oder mit Metallkern ist.
3.Wird eine beidseitig bestückte Leiterplatte zweimal durch den Reflow-Prozess geführt?Oft ja. Jede Seite wird nacheinander erneut verlötet, sodass die Bauteile auf der ersten Seite ein zweites Mal erhitzt werden.
4.Warum den Ofen nicht auf die maximale Nennleistung des Bauteils einstellen?Die Platinentemperatur weicht von der Ofeneinstellung ab und variiert über die gesamte Platine, daher ist eine Sicherheitsmarge erforderlich.
5.Sind schwere Leiterplatten schwieriger zu verlöten?Das kann vorkommen, weil große Kupferflächen Wärme nur langsam aufnehmen. Sprich das in der Designprüfung an.
Ein Profil ist nur so gut wie die Informationen dahinter, daher ist das Nützlichste, was ein Käufer schicken kann, eine Stückliste (BOM), die zeigt, welche Teile die Grenzen festlegen.
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Hilfreiche Ressourcen
•Wesentliche Elemente der Reflow-Löttechnologie für BGA-Bauteile
