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jtronics_reflow8Viele der modernen Elektronik-Bauteile sind nur noch in SMD-Bauform erhältlich. Mit der fortschreitenden Entwicklung und der zunehmenden Miniaturisierung der Bauteile verwenden die Hersteller immer mehr Gehäuseformen, bei denen gar keine Beinchen mehr herausgeführt werden. Somit gibt es oft nur Kontaktflächen auf der Unterseite der Chips (z.B. QFN oder BGA-Bauform), wodurch das manuelle Löten unmöglich wird und nur durch einen Reflow-Ofen gelöst werden kann.
Um auch weiterehin die verschiedensten Formen von SMD Bauteilen löten zu können, habe ich mir den Reflow Controller von Beta Layout besorgt. Zusammen mit einem kleinem handelsüblichem Backofen, ermöglicht der Reflow Controller das Verlöten von Bauteilgehäusen ohne Beinchen (z.B. QFN oder BGA-Bauform). Der Reflow Controller übernimmt dabei die Steuerung des Lötofens, so dass die Zeiten und Temperaturen eingehalten werden und ein optimales Lötergebnis erreicht werden kann.

Auf zahlreichen Webseiten sieht man verschiedene Lösungen wie man einen gewöhnlichen Kleinbackofen zum Reflow-Lötofen umbauen kann. Da ein Bekannter schon gute Erfahrungen mit Controller gemacht hat, habe ich diese Fertiglösung gewählt. Die gezeigte Variante hat den Vorteil, das kein Eingriff in den vorhandenen Ofen notwendig ist. Stattdessen wird der Reflow Controller zwischen den Stecker des Ofens und die Steckdose geschaltet. Dies erspart einen aufwendigen Umbau und garantiert zudem mehr Sicherheit.

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Das benötigte Temperaturprofil wird über einen speziellen Reglealgorithmus eingehalten. Die benötigte Ofentemperatur wird über ein, auf einer Messplatine platziertes, Thermoelement (Typ K) im Ofen gemessen. Um den Reglealgorithmus auf den jeweiligen Ofen abzustimmen, werden in einem speziellen Lernprogramm, automatisch die benötigten Kennwerte ermittelt. Der Ofen selber ist immer auf die maximale Leistung eingestellt, geschaltet wird dieser durch den Reflow Controller über ein leistungsstarkes Halbleiter-Relais (Solid State Relais).

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Die Bedienung erfolgt ganz einfach über drei Taster:

  • Start: startet den Lötprozess
  • Stop: Stopt den aktuellen Prozess
  • Learn: Startet den Lernvorgang

Zusätzlich werden die verschiedenen Phasen des Lötvorganges über Led's angezeigt. Die Stromversorgung erfolgt direkt über 230V-Netzspannung. Ein kleiner Summer im Gehäuse wird als akustische Rückmeldung für einen Tastendruck oder das Signalisieren des beendeten Löt- oder Lernvorgangs verwendet. Außerdem kann die aktuelle Temperaturkurve über eine Serielle-Schnittstelle vom PC ausgelesen und modifiziert werden.

Ablauf Lötprozess

jtronics_reflow5Für ein optimales Lötergebnis, müssen beim Löten von SMD-Bauteilen mit Lötpaste bestimmte Zeiten und Temperaturen eingehalten werden.
Der Reflow Controller steuert den Lötofen, so dass die Zeiten und Temperaturen eingehalten werden und ein optimales Lötergebnis erreicht wird. Zur Programmierung der Temperaturkurve können Sie die Steuerung per Serieller Schnittstelle mit Ihrem Computer verbinden. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, da man auch mit der Standard Temperaturkurve sehr gute Ergebnisse erzielt.

Die Platinen und Bauteile werden in einer Vorwärmphase langsam aufgeheizt. Dadurch werden mechanische Spannungen in der Platine und in den Bauteilen vermieden. Nach der Vorwärmung wird die Temperatur bis kurz unter die Löttemperatur erhöht. Die flüchtigen Bestandteile der Lötpaste können entweichen, ohne dass es zu einer Blasenbildung kommt.
Danach wird auf die Löttemperatur aufgeheizt. Die Lötpaste wird flüssig, und die Bauteile verbinden sich mit der Platine. Die Löttemperatur wird während der Lötzeit genau eingehalten, so dass keine Beschädigungen durch Überhitzung auftreten.
Den Abschluss der Lötphase signalisiert der Controller mit einem akustischen Signal.Die fertig gelötete Platine kann nun dem Ofen entnommen werden.

Ergebnisse des ersten Lötversuchs:

Das Ergebnis ist meiner Ansicht nach für den ersten Test sehr gut. Der Lötprozess wird durch den Controller sehr gut gesteuert und die Platine nicht unnötig thermisch Beansprucht. Die Schwierigkeiten liegen nur noch im Aufbringen der SMD Bauteile, insbesondere bei kleinen Abständen der Pins ode bei Chips ohne Beinchen.

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  • jtronics_ADXL330_1
  • jtronics_ADXRS610_0
  • jtronics_ADXRS610_3

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