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Forum: Platinen Reflowlöten - Bastlermethode mit Cerankochfeld und Infrarot-Thermometer (bestes Vorgehen gesucht)


Autor: Harald X. (harald1976)
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Hallo,

ich habe demnächst das Problem zweiseitig Reflow zu löten. Ich suche 
aber nach einer semi-professionellen Bastlermethode, die aber 
zuverlässig funktioniert und die Bauelemente nicht beschädigt. Da hat 
mir schon jemand erzählt, dass dies nicht so einfach ist, wie man es 
sich vorstellt.

Öfter habe ich die Methode mit dem Cerankochfeld gelesen.

Meine Idee ist nun mit einem Infrarot-Thermometer die 
Oberflächentemperatur der Platine auf der Herdplatte zu messen. Ich 
denke ein IR-Thermometer liefert hier sehr zuverlässige Meßwerte.

Schwere Bauteile auf der Unterseite befestige ich mit hitzebeständigem 
Kleber an zwei gegenüberliegenden Ecken. Leichtere Bauteile sollten 
wahrscheinlich durch die Kohäsion gehalten werden. Richtig? Habe gehört 
das dies bei silberhaltiger Lötpaste nicht der Fall ist? Irgendwelche 
Erfahrungen?

Die Platine lege ich mit kleinen Muttern M5 als Abstandshalter auf das 
Cerankochfeld.

Zunächst erwärme ich die Temperatur der Platine auf 130 Grad Celsius. 
Mit dem IR-Thermometer überwache ich die Temperatur und regele ständig 
nach. Ich weiß nicht besonders komfortabel, aber wie gesagt nur eine 
Bastlermethode.

Nach ca. 1 1/2 Minuten drehe ich die Temperatur voll auf und warte bis 
250 Grad Celsius auf der Oberfläche erreicht sind. Herdplatte bei 250 
Grad Celsius sofort abschalten. Wahrscheinlich wird die Temperatur noch 
etwas höher ansteigen, aufgrund Wärmestau.

Nun lasse ich die Platine auf der Herdplatte abkühlen. Hier ist die 
Frage, ob dies schnell genug geschieht. Wie lange wird die Platine wohl 
bei 250 Grad Celsius bleiben.

Was meint Ihr. Könnte das so funktionieren. Würdet Ihr etwas anderes 
machen. Meine Befürchtung ist das die Bauelemente auf der Unterseite 
mehr Hitze abbekommen als auf der Oberseite.

Vom Platinenlayout werde ich wohl darauf achten müssen, auf der 
Unterseite nur kleine oder unempfindliche Bauelemente zu platzieren. 
Vermute Widerstände sollten recht unempfindlich sein. Sehr empfindlich 
wahrscheinlich Halbleiter und Kondensatoren. Was ist eure Meinung.

Ich habe ein IC mit Warnung nicht über 250 Grad Celsius Reflow Löten. 
Schmilzt die Lötpaste vielleicht schon bei 240 Grad Celsius und ich 
schalte die Herdplatte früher aus?

Viele Grüße

Autor: geb (Gast)
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Ich muß vorausschicken, daß ich einen professionellen Durchlaufofen 
habe.Aber auch dort ist es schwierig, auf Anhieb richtige Einstellungen 
für 2seitige Lötung zu finden. Geht meistens nur mit Versuchen.
Den IC mit der 250° Warnung würd ich bei der Herdplattenmethode mal 
lieber von Hand löten.Das Thermometer kannst du dir sparen, du siehst 
ohnehin wann die Paste fließt.Mußt halt schauen,daß die Fließtemperatur 
innerhalb so etwa 5min erreicht wird.Danach würd ich mit einem Lüfter 
o.ä. die Platine kühlen.Grundsätzlich scheint alles weniger kritisch zu 
sein als man gemeinhin glaubt.lieber etwas heißer als kalte 
Lötstellen.Hab mal einen Defekt im Ofen gehabt, wo die Platine ca. 5min 
bei 280° gebraten wurde. Lötstoplack war etwas verfärbt,doch 
funktionierte alles einwandfrei.

Autor: MaWin (Gast)
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> Zunächst erwärme ich die Temperatur der Platine auf 130 Grad Celsius.

Vorheizen ist gut, man kann die Platine auch in einen temperierten 
Backofen legen, das ist wohl einfacher zu kontrollieren.

> Nach ca. 1 1/2 Minuten drehe ich die Temperatur voll auf

Genau, dann möglichst schnell auf Schmelztemperatur kommen, eine 
Herdplatte ist sowieso langsamer als ein IR-Ofen.

> und warte bis 250 Grad Celsius auf der Oberfläche erreicht sind.

Du wartest, bis das Zinn auf der Oberseite an allen Bauteilen schmilzt.

> Nun lasse ich die Platine auf der Herdplatte abkühlen.

Zu langsam. Das Problem beim Runterschubsen ist, zu vermeiden, dass die 
Bauteile im noch flüssigen Zinn verrutschen. Also vorsichtig von der 
Heizzone schieben auf eine Platte die nie an war.

> Vom Platinenlayout werde ich wohl darauf achten müssen, auf der
> Unterseite nur kleine oder unempfindliche Bauelemente zu platzieren.

Du musst die Bauteile dort vorher an die Platine ankleben. Das kannst du 
als Amatuer wohl vergessen.

Autor: Harald X. (harald1976)
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Hi,

was meinst du mit "das kannst du als Amateur wohl vergessen".

Ich hatte zunächst bei PCB-Pool angefragt, die hatten mir den folgenden 
SMD Kleber empfohlen.
SMA10SL
http://de.farnell.com/electrolube/sma10sl/smd-kleb...

Jedoch der Hersteller meinte das dieser Kleber ungeeignet ist für 
Reflow-Löten, da er bereits bei 120 Grad Celsius schmilzt. Außerdem noch 
recht teuer mit 15 Euro.

Nun war ich auf der suche nach einem hitzebeständigen Kleber und habe 
diesen gefunden:
Thermocoll/Thermofix bei ebay.
Hitzebeständig bis 550 Grad Celsius.

Eigentlich dazu gedacht um Glasscheiben auf Backöfen zu befestigen. Ich 
will ihn also zweckentfremdet einsetzen. Ich muss es wohl ausprobieren. 
Der Preis von nur 3,50 Euro/17ml ist auch verglichen zu dem SMD Kleber 
ein Schnäppchen.

Hoffentlich ist er auch elektrisch isolierend. Der Verkäufer meinte er 
braucht die Nacht zum aushärten. Ähnlich wie Epoxidharz.

Wenn ich nun an zwei Ecken die größeren Bauelemente mit Klebepunkten 
fixiere müsste es doch gehen. Oder meinst Du, dass Teil verrutscht 
dabei? Bei kleineren Bauelementen wird es wohl nicht gehen und ich hoffe 
die Kohäsion der Lötpaste hält das Bauelement.

Viele Grüße

Autor: Christian S. (manatarms)
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Loete doch 2 mal hintereinander.

Erst unterseite mit leichten Bauteilen. Dann die Oberseite. Brauchste 
auch wahrscheinlich keinen Kleber.

Autor: Harald X. (harald1976)
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Verstehe nicht. Wie soll das gehen. So leicht sind die Bauelemente auf 
der Unterseite auch nicht. Dann würde ich ja die Bauelemente auf der 
Unterseite zweimal Reflowlöten. Macht das Sinn?

Hat hier jemand schon mal erfolgreich mit Ceranfeld beidseitig 
Reflow-gelötet.

Viele Grüße

Autor: geb (Gast)
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Kleber ist Quatsch. Braucht man höchstens bei sehr schweren BT (z.B. 
Drossel). Die BT haften durch die Oberflächenspannung des Zinns.

Autor: Harald X. (harald1976)
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Hi, bist du dir sicher? Habe es halt noch nie gemacht?
Geht das auch bei silberhaltiger Lötpaste?

Viele Grüße

Autor: MaWin (Gast)
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> Die BT haften durch die Oberflächenspannung des Zinns.

Auf der Unterseite, genau !1elf

Autor: geb (Gast)
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@Harald
Ja, da kann nix schiefgehen,größere Erschütterungen sind natürlich tabu!

Autor: Harald X. (harald1976)
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Ich habe noch einen etwas schwierigen Ball Grid Baustein, siehe Anlage 
Datenblatt. Der ist wirklich sehr klein.

Wie gehe ich da vor? Wird der auch mit Lötpaste gehalten. In irgendeinem 
Video habe ich etwas von Flußmittel bestreichen gesehen.

Ist das für nen Anfänger eine zu schwierige Aufgabe. Werde ich es beim 
ersten Mal ohne Kurzschlüsse hinbekommen?

Viele Grüße

Autor: Harald X. (harald1976)
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Um genau zu sein:
5-Ball Wafer Level Chip Scale Package [WLCSP.

1,5mm x 1mm Außenabmessung.

Hat so was von Euch schon mal per Hand montiert und Reflow-gelötet? 
Keine Antwort "Yes, you can", sondern "Yes, I have". Gab es irgendwelche 
Probleme?

Autor: geb (Gast)
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@Harald
Ich versteh nicht, warum du dir so ein Gehäuse antust.Das Zeug ist 
Schrott,kann nur mit Super Equipment einigermaßen sicher verarbeitet 
werden.
Zur 2-seitigen Löterei noch: Zuerst eine Seite löten(möglichst die mit 
unkritischen,leichten BT), dann die 2. Seite (die unteren BT werden 
aufgrund der Oberflächenspannung gehalten)

Autor: Harald X. (harald1976)
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Hi,

a) was verstehst Du unter Super-Equipment?

b) Wenn ich die Platine auf eine Ceran-Kochfeld lege, dann kommt die 
Hitze von unten. Die Bauelemente auf der Unterseite werden wohl am 
stärksten erwärmt.
Was bringt es mir in zwei Schritten vorzugehen.
Ich kann doch gleich beide Seiten bestücken und die Hitze oben und unten 
wirken lassen.

Gruß
Harald

Autor: chris (Gast)
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0.5mm pitch geht noch, aber 0.5 pitch BGA, uBGA, WSON ... ist nichts für 
Handbestückung, das geht meist in der Hose.

Autor: Harald X. (harald1976)
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Nun ja, ich habe vor mir zwei sogenannte Papierschablonen anfertigen zu 
lassen. Da habe ich ein Firma gefunden die sowas als günstige 
Alternative zur Stahlschablone herstellt.

Eine für das Auftragen der Lötpaste. Ein zweite als Hilfe um die 
Bauteile exakt zu positionieren. Abmessungen der Bauelemente sind auf 
der zweiten mit einer zusätzlichen Toleranz (vielleicht 0,1mm) 
ausgelassen. Nachdem ich alle Bauelemente bestückt habe, hebe ich die 
Schablone von der Platine ab.

Dann sollte ich doch bzgl. Positionierung wenig Probleme haben, oder?

Autor: chris (Gast)
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Den Chip gibt es auch in Tsop, also wiso machtst du dir die Arbeit so 
schwer, WSOP zu nehmen, wenn TSOP so einfach zu bestücken ist.

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Ein zweite als Hilfe um die
>Bauteile exakt zu positionieren.

Da würde ich nochmal drüber nachdenken...

>b) Wenn ich die Platine auf eine Ceran-Kochfeld lege, dann kommt die
>Hitze von unten. Die Bauelemente auf der Unterseite werden wohl am
>stärksten erwärmt.
>Was bringt es mir in zwei Schritten vorzugehen.
>Ich kann doch gleich beide Seiten bestücken und die Hitze oben und unten
>wirken lassen.

Da könnte man auch drüber nachdenken...
Wie willst Du verhindern, dass die unteren Bauteile 
wegfallen/verrutschen. Das flüssige Lot mag leichte Bauteile halten, 
aber so weit muss man erst mal kommen. Kleben? Mag sein, ich habe nur 
Deine zwei letzten Postings gelesen. In jedem Fall werden die unteren 
Bauteile EXTREM heiß werden. Mag sein, dass Widerstände das verkraften.

Autor: chris (Gast)
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Weiters, da du noch nie die Ceran-Methode probiert hast, weißt du 
vielleicht auch nicht, daß sich die Platine verbiegt, und sie generell 
auf einer ebenen Fläche auskühlen muß. Doppelseitig auf einem Ceran ist 
eigentlich nicht
denkbar.

Autor: Harald X. (harald1976)
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Das heißt Du würdest mir den Backofen als einzige Alternative für 
beidseitig bestücken empfehlen. Beidseitig Ceranfeld geht nicht. Hast Du 
es schon ausprobiert und die Bauteile auf der Unterseite beschädigt?

Autor: Stefan Salewski (Gast)
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>Hast Du
>es schon ausprobiert und die Bauteile auf der Unterseite beschädigt?

Überlege doch mal wie heiß die auf der Unterseite werden. Ich schätze 
mal ganz grob, wenn das Lot auf der Oberseite flüssig wird werden die 
Bauteile auf der Unterseite mindestens 400 Grad Celsius haben.

Mit Deiner Schablone für die Ausrichtung der Bauteile: Wofür? Zentrieren 
tun sich die Bauteile weitgehend selbst durch die Adhäsionskräfte des 
Lots. Und wenn du die Schablone abhebst verschiebst Du alles wieder.

Autor: Harald X. (harald1976)
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Also die Schablone und Platine tue ich an zwei Ecken über Nadeln 
ausrichten. Zwei Löcher in der Platine und der Schablone. Beim Abheben 
beginnend an den anderen zwei Ecken sollte sich zumindestens die 
Schablone nicht zur Platine verschieben, da die Nadeln das verhindern. 
Irgendwie wird man auch hier beim Abheben etwas Geschick benötigen. 
Vielleicht könnte auch ein Rahmen außen rum um die Platine das Abheben 
an allen vier Ecken gleichzeitig ermöglichen, ebenfalls mit Nadeln an 
den Ecken.

Jedenfalls könnte ich mir das mit einer Papierschablone recht praktisch 
vorstellen wenn man viele Platinen bestücken muss. Man könnte an den 
Bauteilpositionen Nummern für die verschiedenne Bauteile aufdrucken. Da 
kann dann auch jemand dransitzen als Bestücker der nicht viel von 
Elektronik versteht.

Die Platine die ich bestücken möchte hat eine Dicke von 1mm. Ob wirklich 
zwischen Unter- und Oberseite 140 Grad Celsius Temperaturunterschied 
entstehen, werde ich wohl mal ausprobieren müssen.

Autor: Harald X. (harald1976)
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Habe jetzt im Keller einen alten Brötchenbackofen ausgekramt. Das Teil 
könnte ganz gut geeignet sein. Es hat zwei Heizstäbe unten und oben. 
Habe jetzt eine Platine mit einem Stückchen Lötzinn erwärmt. Er scheint 
recht gemütlich aufzuheizen. Nach etwas zwei Minuten war das Lötzinn 
geschmolzen. Das Ding hat keine Temperatursteuerung kennt nur ein oder 
aus.

Was meint Ihr, bei der langsamen Erwärmung, benötige ich da noch eine 
Temperatursteuerung?

Wenn ja, wo könnte ich einen Fertigbausatz günstig herbekommen, wo ich 
nur die Bauteile auflöten muss.

Viele Grüße
Harald

Autor: Thomas R. (tinman) Benutzerseite
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Harald St schrieb:
> Habe jetzt im Keller einen alten Brötchenbackofen ausgekramt. Das Teil
> könnte ganz gut geeignet sein. Es hat zwei Heizstäbe unten und oben.
> Habe jetzt eine Platine mit einem Stückchen Lötzinn erwärmt. Er scheint
> recht gemütlich aufzuheizen. Nach etwas zwei Minuten war das Lötzinn
> geschmolzen. Das Ding hat keine Temperatursteuerung kennt nur ein oder
> aus.
>
> Was meint Ihr, bei der langsamen Erwärmung, benötige ich da noch eine
> Temperatursteuerung?
>
> Wenn ja, wo könnte ich einen Fertigbausatz günstig herbekommen, wo ich
> nur die Bauteile auflöten muss.
>
> Viele Grüße
> Harald

überall ? 3..2..1 ? es gibt mittlerweile so viele anbieter von solchen 
steuerungen, such dir eins mit temp sensor sonst ist es unsinn.

Wenn du die platinne sauber montierst (mechanische spannungen beachten 
wärend des lötvorgang) sollte es gehen. Solltest am besten eine platinne 
nehmen, streifen/punkte von der lötpaste drauf tun und genau angucken 
wie es erwärmt wird, evt. die heizstäbe abdecken mit alufolie um 
möglichst gleichmässige erwärumg bekommen.

Was WLCSP angeht, ja habs gemacht ähnliche sachen in einem Elektor 
reflow oven. Gings auf jeden fall besser als 1020 balls BGA.

Allerdings habe nicht doppelseitig bestückt da der oven nciht dafür 
geeignet ist, da muss man eben 2 mal löten (erst die seite mit geklebten 
teilen, dann die normalle seite).

Hoffentlich hast du eine seite mit grossen teilen und andere mit 
kleinen, dann brauchst du nciht special turbo kleber :)

Autor: Harald X. (harald1976)
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Kannst Du mir ein Beispiel für so einen Anbieter geben. Ich suche eine 
Temperatursteuerung mit Fühler für Temperaturen bis 250 Grad Celsius. Da 
habe ich jetzt nach googlen nichts finden können. Nur 
Heizkörpersteuerungen bis 30 Grad.

Am liebsten wäre mir aber ein einfacher Schaltplan, wo ich die Teile auf 
Lochrasterplatine montieren kann.

Ich möchte dann über Umschalter zwei Temperaturen einstellen können: 
Vorheizen 140 Grad und 250 Grad für Reflow.

Gruß
Harald

Autor: Harald X. (harald1976)
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Vielleicht noch eine Frage. Die Elektor-Regelung für den Pizzabackofen 
ist mir noch zu teuer.

Gibt es wo einen Fertigbausatz der im zweistelligen Preisbereich liegt?

Autor: Alex H. (hoal) Benutzerseite
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Vielleicht wäre das Angebot etwas für dich:
http://thesiliconhorizon.com/store/silicon-horizon...

Autor: Harald X. (harald1976)
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Hi,

ja das Teil sieht super aus. Wenn ich es aber in USA einkaufe wird der 
Endpreis wahrscheinlich 3 stellig werden.

Den Thermofühler wird man wohl extra kaufen müssen.

Am Ausgang wird man wohl ein Relais anschließen können um den Ofen zu 
steuern.

Gibt es das auch in Deutschland zu kaufen?

Autor: Thomas R. (tinman) Benutzerseite
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da du kein koch oder maler bist kannst auch selber bauen :) und wenn 
nicht dann fertig gerät kaufen.

hier kleine auswahl :

http://www.gerold-online.de/cms/uc-projekte/reflow-ofen.html

http://thomaspfeifer.net/backofen_smd_reflow.htm

http://www.reflow-kit.de/rkde/order_product_detail...

http://instruct1.cit.cornell.edu/courses/ee476/Fin...

http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?...
Sparkfun hat einen distri in .de

http://elmicro.com/de/sparkfun.html da kostet der controller 76,20

"WIG-00081 Reflow Toaster Controller"

Autor: Harald X. (harald1976)
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Hier noch die PDF

http://www.thesiliconhorizon.com/cms/index.php?opt...


Ich würde mir das Teil bestellen. Hat jemand interesse an einer 
Sammelbestellung? Die Einfuhrkosten sind doch ganz schön hoch.

Gruß
Harald

Autor: Harald X. (harald1976)
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Nun schwanke ich irgendwie zwischen dem Controller von Silicon Horizon 
und dem Sparkfun.

Irgendwie sieht der Silicon Horizon Controller professioneller aus. USB 
Anschluss für Computer und auch die Platine sieht besser aus. Auch die 
Software für den Temperaturverlauf sieht nach mehr Einstellmöglichkeiten 
aus. Jedoch sind bei dem Silicon Horizon Controller kein Thermofüller 
und Relais dabei. Wird wohl mit Einfuhrkosten aus USA und zusätzlichen 
Teilen teurer kommen als Sparkfun.

Was meint Ihr. Hat jemand Erfahrungen mit Silicon Horizon oder dem 
Sparkfun gemacht.

Autor: Hungluff (Gast)
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Da gäb's noch meine Methode.
Viel günstiger wirst Du das wohl auch nicht hinbekommen:

Was es braucht:
* Einen MAX6675
* Einen K-Type Thermosensor
* Ein S202 Solid State Relais von Reichelt
* Ein Kühlkörper wird empfohlen (haste sicherlich noch was rumliegen)
* Eine Sicherung (optional aber empfohlen)
* Ein paar ganz weniger Bauteile (Widerstand und Kondensatoren)
* Ein altes Notebook

Wichtig ist, dass das alte Notebook noch eine parallele Schnittstelle 
hat.
Die Schaltung wird direkt aus der parallelen Schnittstelle heraus 
gespiesen und gesteuert.
Die SW läuft unter Dos in 640x480. Also hat man keinerlei Lizenzprobleme 
und auch keine Geschwindigkeitsprobleme mit alten Notebooks.

Falls Du interessiert bist, kann ich ja die Schaltung mal posten.

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