Was ist ein Reflow-Ofen?
Ein Reflow-Ofen ist ein Heizofen zum Verbinden von Leiterplatten und elektronischen Bauteilen mit Lot in der Leiterplattenfertigung. Reflow-Öfen werden manchmal auch als Reflow-Anlagen bezeichnet, da Reflow-Öfen den größten Teil der Reflow-Anlagen ausmachen.
Reflow-Öfen werden bei der Leiterplattenbestückung auf 150 °C bis 230 °C aufgeheizt. Einige Lote enthalten Blei, andere nicht, und der Betriebstemperaturbereich variiert je nach verwendetem Lot.
Anwendungen von Reflow-Öfen
Reflow-Öfen werden als Heizöfen zum Verbinden von Leiterplatten und elektronischen Bauteilen mit Lot in der Leiterplattenfertigung eingesetzt. Sie werden hauptsächlich als Hauptfunktion in Reflow-Maschinen eingesetzt.
Beim Löten von Bauteilen auf eine Leiterplatte gibt es eine Methode, bei der die elektronischen Bauteile von Hand mit einem Lötkolben verbunden werden, was jedoch bei vielen Bauteilen oder einer sehr kleinen Klebefläche äußerst schwierig ist. In den letzten Jahren haben die Miniaturisierung der eingebauten Komponenten und die Verdichtung der eingebauten Komponenten aufgrund der hohen Integration der Schaltkreise zugenommen und es besteht die Sorge, dass beim Löten von Hand eine unzureichende Haftung oder Kurzschlüsse auftreten können. Daher ermöglicht der Einsatz von Reflow-Anlagen, die eine präzise Oberflächenmontage ermöglichen, eine zuverlässige Leiterplattenbestückung.
Funktionsweise des Reflow-Ofens
Zunächst wird das Prinzip des Temperaturanstiegs im Reflow-Ofen erläutert. Die Temperatur in einem Reflow-Ofen wird durch das Einströmen von Heißluft in den Ofen erhöht. Es gibt verschiedene Methoden für das Einströmen von Heißluft, aber der Reflow-Ofen erhöht die Temperatur durch das Einblasen von Heißluft in Form eines Kollisionsstrahls. Durch das Einblasen von Heißluft aus einer Richtung senkrecht zum Substrat wird die Temperatur des Substrats durch die Reibung zwischen der heißen Luft, die auf das Substrat trifft und der Luft, die sich nicht mehr bewegt, erhöht.
Im Folgenden wird das Prinzip der Haftung zwischen der Leiterplatte und den elektronischen Bauteilen in einem Reflow-Ofen erläutert. Wenn der Reflow-Ofen aufgeheizt wird, wird zuerst das Lot auf die Platine aufgetragen und dann werden die elektronischen Bauteile darauf platziert. In diesem Zustand schmilzt das Lot und die darauf befindlichen Bauteile haften an der Platine, als ob sie versinken würden. Nachdem alle Bauteile auf der Platine angehaftet haben, wird die Temperatur des Reflow-Ofens gesenkt, das Lot erstarrt und die Platine und die elektronischen Bauteile werden miteinander verbunden.
Weitere Informationen zu Reflow-Öfen
1. Unterschiede zwischen Durchfluss- und Reflow-Öfen
Ein Durchflussofen ist ein Gerät, das zum Schwalllöten verwendet wird. Das Schwalllöten ist ein Fließverfahren, bei dem die Platine über ein Lotbad mit geschmolzenem Lot geführt wird. Für das Schwalllöten ist ein Lötbad erforderlich, was in der Regel zu einer größeren Ausrüstung führt.
Beim Reflow-Löten hingegen ist kein Lötbad erforderlich. Das Pastenlot, auch Cremelot genannt, wird zuvor auf die Oberfläche der Leiterplatte oder die Rückseite des Bauteils aufgetragen. Wenn die Leiterplatte mit dem aufgetragenen Cremelot durch einen Reflow-Ofen läuft, wird das Pastenlot metallisiert und das Bauteil mit der Leiterplatte verbunden. Cremelot sieht aus wie geschmolzenes Lot, ist aber in Wirklichkeit eine Mischung aus feinem Lot und Flussmittel von wenigen Mikrometern Größe. Es wird über eine Metallmaske auf die Leiterplatte aufgetragen und erhitzt, wodurch das Lot zum ersten Mal zusammengefügt und metallisiert wird.
Durchfluss- und Reflow-Ofen haben unterschiedliche Prozesse und erfordern unterschiedliche Arten von Lot.
2. Befüllen des Reflow-Ofens mit N2-Gas
Wenn im Ofen viel Sauerstoff vorhanden ist, kommt der erhitzte Sauerstoff mit der Lotpaste in Kontakt. Die in der Paste enthaltene Substanz namens Kolophonium ist leicht oxidierbar, und wenn das Kolophonium oxidiert wird, wird auch das Lotpulver in der Paste und damit die Anschlüsse des Bauteils und die Pads der Leiterplatte oxidiert. Eine Möglichkeit besteht darin, den Ofen mit Stickstoffgas (N2) zu füllen, um die Sauerstoffkonzentration im Ofen zu verringern.
Aber selbst wenn die Verbindung zwischen Lot und Anschlüssen mit Stickstoffgas unzureichend ist, kann es sein, dass sie durch die Inspektionen hindurchgeht, da die Lötstellen durch die Senkung der O2-Konzentration oberflächlich sauber aussehen.
3. Tisch-Reflow-Öfen
Herkömmliche Tisch-Reflow-Öfen sind immer noch groß, auch wenn es sich um Tischmodelle handelt und es war schwierig, sie zu Hause zu installieren, da der Platz und der Preis begrenzt waren.
Mit der steigenden Nachfrage nach Reflow-Öfen für den Schreibtisch in den letzten Jahren ist jedoch ein kompakter Reflow-Ofen mit den Außenmaßen B110 x T127 x H16 erhältlich. Im Gegensatz zu herkömmlichen Produkten sind sie auch zu einem niedrigeren Preis erhältlich: Der kleinste Tisch-Reflow-Ofen kostet jetzt weniger als 1.000 USD ohne Steuern.