Hallo zusammen, hatte jemand schonmal probiert mit einem Laserstrahl das Reflow Löten durchzuführen? Ich stelle mir das so vor, das man mit einer CNC den Laserstrahl an die PAD's ausrichten könnte. Mit was für Resultaten könnte man da rechnen? Hier ein Video zu einer Profi Anlage. https://www.youtube.com/watch?v=KnyB9btlhS8
Du brauchst enorm viel an Leistung um überhaupt in namhafter Zeit eine Platine zu löten. Die Lötstellen reflektieren fast alles an Laserstrahlen was da ankommt. Flüssiges Lötzinn ist ja fast ein Spiegel:-) Als Privat bzw. Hobby Projekt nicht ohne Lotto Gewinn zu finanzieren.
Bülent C. schrieb: > Mit was für Resultaten könnte man da rechnen? teuer und für die meisten Zwecke nutzlos. Das verwendet man nur dann, wenn die Bauteile extrem wärmeempfindlich sind. Für alles andere ist es zu teuer. Heißluft oder Dampfphase ist für alle normalen Zwecke wirtschaftlicher und kann zudem BGA-Teile löten. Lötpaste wird üblicherweise gedruckt.
Ich würde diesen thread gerne zum Brainstormin nutzen. Auf folgende Sachen würde ich gerne näher eingehen wollen. Frischwasser schrieb: > Du brauchst enorm viel an Leistung um überhaupt in namhafter Zeit eine > Platine zu löten. Was für eine Laser bzw. Laserdiode würde man hier benötigen? Würde eine 1W Diode ausreichen, um sagen wir einen PAD innerhalb von 1/2-1sec zu verlöten bzw. die Paste zu verschmelzen? Frischwasser schrieb: > Die Lötstellen reflektieren fast alles an Laserstrahlen was da ankommt. > Flüssiges Lötzinn ist ja fast ein Spiegel:-) Das ist in der Tat ein Problem. Das Problem könnte man m.E. mit einer Tempraturmessung (Laser/IR) am PAD lösen. Wenn eine definierte Temp. erreicht wurde, kann man den Laserstrahl stoppen, da dann die Paste verschmolzen sein muss. Schreiber schrieb: > Das verwendet man nur dann, > wenn die Bauteile extrem wärmeempfindlich sind Sind es mit Laser keine besseren Ergebnisse, da auch die Bauteile die im Schatten von größeren Bauteilen verlötet werdne können?
Bis auf den Einwand, dass man durch dieses Verfahren sehr temperaturempfindliche Bauteile besser löten kann, ist das Verfahren quatsch. Man benötigt im Verhältnis zum Reflow- oder Dampfphasen-Löten wesentlich mehr Zeit um eine komplette Leiterplatte mit zig Bauteilen zu löten. Jede Lötstelle braucht seine Zeit. Im Gegensatz zu Dampfphasen-Löten braucht man eine Schutzatmosphäre.
Anbei Grundlagen zur Temp. Messung mit Laser: http://www.mts.ch/documents/Optris-IR-Grundlagen_DE.pdf Passend, aber die Ansprechzeit mit 0,5sec ist m.E zu hoch. https://www.pce-instruments.com/deutsch/messtechnik-im-online-handel/messgeraete-fuer-alle-parameter/infrarotthermometer-shaanxi-rg-automatic-instrument-co.-ltd-infrarotthermometer-pce-ir-5-det_516565.htm?_list=qr.art&_listpos=18
Bülent C. schrieb: > Was für eine Laser bzw. Laserdiode würde man hier benötigen? Würde eine > 1W Diode ausreichen, um sagen wir einen PAD innerhalb von 1/2-1sec zu > verlöten bzw. die Paste zu verschmelzen? Ich Schätze, du brauchst das 10 bis 100 fache. Der Laser im Video vom ersten Eintrag hat 30 Watt. https://translate.google.de/translate?hl=de&sl=ja&tl=en&u=http%3A%2F%2Fwww.subaru-oe.co.jp%2F2handa%2Findex.html
>Was für eine Laser bzw. Laserdiode würde man hier benötigen? Würde eine
1W Diode ausreichen, um sagen wir einen PAD innerhalb von 1/2-1sec zu
verlöten bzw. die Paste zu verschmelzen?
Deswegen hat ein Loetkolben 80W oder so... und das bei direktem kontakt,
wo nix reflektiert.
Siebzehn Für Fuenfzehn schrieb: > Deswegen hat ein Loetkolben 80W oder so... und das bei direktem kontakt, > wo nix reflektiert. 80W weil der Wirkungsgrad niedrig ist. Im video hat der Laser eine Leistung von 30W.
Der Wirkungsgrad vom Lötkolben ist höher als der vom Laser!
Alexander Schmidt schrieb: > Der Wirkungsgrad vom Lötkolben ist höher als der vom Laser! Das bezweifel ich stark. Es wird beim Lötkolben nicht die ganze erbrachte Energie an das Lötzinn übergeben, was bei einem Laser anders sein dürfte.
Alexander Schmidt schrieb: > Der Wirkungsgrad vom Lötkolben ist höher als der vom Laser! viel interessanter ist die Wärmekapazität des Lötkolbens. Dadurch kann er kurzzeitig eine sehr hohe Wärmeleistung abgeben. Davon abgesehen: so gut sahen die Lötstellen nach der Laserlötung nicht aus. Oder lag das am (bleifreien?) Lötzinn!
Schreiber schrieb: > so gut sahen die Lötstellen nach der Laserlötung nicht > aus. Oder lag das am (bleifreien?) Lötzinn! bleifrei sieht immer mies aus, leider.
Ähm. Beim Lötkolben steht 50W drauf, wenn der 50W aufnimmt. Ein 30W-Laser nimmt wieviel auf - 300W? Was ist das Ziel der Überlegung?
Unterteilen wir es mal in vier Komponenten/Problembereichen 1. Ansteuerung der CNC Wie sollen die koordinaten bestimmt werden? 2. Laserstrahl Welche Temperatur in welcher Zeit? Welche Laserdiode? Ansteuerung der Laserdiode? 3. Berührungslose Temperaturmessung Welche Reaktionszeiten des Sensors werden benötigt? Welche Methode? 4. Stromversorgung Wieviel Leistung wird insgesamt benötigt? Jede Komponente für sich ist eine Herausforderung (die eine mehr als die andere). Würde ein nettes Projekt ergeben, oder?!
Wenn du bereits die Ansteuerung der CNC als problematisch ansiehst, wirst du am Laser garantiert scheitern...
qwertzuiopü+ schrieb: > Wenn du bereits die Ansteuerung der CNC als problematisch > ansiehst, > wirst du am Laser garantiert scheitern... Sind wir uns einig, das der Laserstrahl auf "EINEM" Punkt des Pads gerichtet werden muss, und dadrauf, das eine Platine sehr wohl unterschiedlich große Pads haben kann? Dieser Punkt muss berechnet werden! Die Ansteuerung der CNC ist nicht das Problem, aber die Koordinaten dieser oben beschriebenen Punkte ist problematisch. Das steht ja aber auch oben?! Also was soll dieser bescheurter Kommentar unter dem noch bescheurterem Namen?
Bülent C. schrieb: > das eine Platine sehr wohl > unterschiedlich große Pads haben kann? > Dieser Punkt muss berechnet werden! wieso, dieser Punkt oder mehrere für größere Pads ist doch bekannt, wer klebt heute noch Belichtungsmasken für Leiterplatten?
Bülent C. schrieb: > Unterteilen wir es mal in vier Komponenten/Problembereichen > > 1. Ansteuerung der CNC > Wie sollen die koordinaten bestimmt werden? Teach In (manuelles Anlernen) > 2. Laserstrahl > Welche Temperatur in welcher Zeit? Hängt von der Wärmeabsorption des zu lötenden Materials durch die Lichtenergie ab. Das wird man wohl im Teach In dem System beibringen müssen. > Welche Laserdiode? Kann auch eine Laserröhre sein, ansonsten muss man mehrere optisch zusammen schalten wo sich die Energie in einem Brennpunkt sammelt. Ist aber sicher nicht ganz so einfach. > Ansteuerung der Laserdiode? Hängt wohl von der Lasertechnologie ab. > 3. Berührungslose Temperaturmessung > Welche Reaktionszeiten des Sensors werden benötigt? Das wird man wohl experimentell ermitteln müssen. Allerdings dürfte jede Lötstelle andere Parameter erfordern die man dem Prozeß im Teach In wahrscheinlich beibringen muss. > Welche Methode? Auf jeden Fall sollte die Baugruppe vorgewärmt werden, so das man für die eigentliche Lötung nur noch einen geringen Wärmehub benötigt. Um so leichter müsste dich dann der Laser steuern lassen. > 4. Stromversorgung > Wieviel Leistung wird insgesamt benötigt? Leistungen für die Vorwärmung dürften sich zwischen wenigen hundert Watt und wenigen Kilowatt bewegen. Für den Laser sollten 100 Watt dann eigentlich reichen. > Jede Komponente für sich ist eine Herausforderung (die eine mehr als die > andere). > Würde ein nettes Projekt ergeben, oder?! Klar, wenn Kosten und Nutzen einen Sinn machen. Für eine Rework-Station könnte man sich so was sehr gut vorstellen.
Joachim B. schrieb: > wieso, dieser Punkt oder mehrere für größere Pads ist doch bekannt, wer > klebt heute noch Belichtungsmasken für Leiterplatten? Ok, in Eagle bekomme ich mit smd-coordinate.ulp die koordinaten dieser Punkte. Mit den Gerberfiles für TopCream und BottomCream bekomme ich den Mittelpunkt und die Größe der PAD's. Punkt 1 wäre somit fast erledigt.
Evtl. Laserdiode gepulst betreiben, für höhere Peak Leistung. Dann sollte irgendwann der wärmeabtransport vernachlässigst sein.
Klaro schrieb: >> Welche Methode? > > Auf jeden Fall sollte die Baugruppe vorgewärmt werden, so das man > für die eigentliche Lötung nur noch einen geringen Wärmehub benötigt. falsch. die Baugruppe soll nicht vorgewärmt werden, denn wenn die Bauteile ein vorwärmen vertragen, dann vertragen sie meist auch einen Reflow-Ofen...
Schreiber schrieb: > Reflow-Ofen... Reflow ist aber ein Serienlötverfahren. Laser ist eher ein Selektivlötverfahren für Anwendungen wo das Serienlötverfahren nicht möglich oder unwirtschaftlich ist.
klaro schrieb: > Reflow ist aber ein Serienlötverfahren. Falsche Argumentation. Reflow ist ein Serienlötverfahren, weil es möglich ist, damit günstig einen hohen Durchsatz zu bekommen. Im Gegensatz zum vorgeschlagenen Laserverfahren. Der Umkehrschluss gilt aber nicht. Es wird immer billiger sein, eine Platine kurz in einem Ofen aufzuheizen, als sie mit vorgeschlagenem Verfahren zu verlöten. Die Paste musst Du ja vorher eh auftragen.
Der Laser würde hier sicher weit mehr als "nur" ein Watt Leistung brauchen. Und zu behaupten, Lötkolben hätten einen Schlechten Wirkungsgrad ist doch mal geradeweg gelogen. Ein Lötkolben ist ein Heizwiderstand, der an einer metallene Spitze besfestigt ist, die in direkten Kontakt mit dem Material gebracht wird. Außer ein bisschen Konvektion, Aufwärmen des Griffstücks und - wesentlich bedeutender - der Wärmeleitung des Boards geht da quasi nix verloren. Wenn es eins gibt, was quasi 100% Wirkungsgrad hat, dann ist es ein Heizwiderstand, alles was an dessen Anschlüssen ankommt, wird in Wärme umgewandelt (sofern er nicht so heiß wird, dass er glüht). Außerdem würde ich mir an Stelle des TOs dreimal überlegen, ob ich einen Laser betreiben möchte, der innerhalb von Sekunden Metall aufschmelzen kann. Da sind im Zweifel schon diffuse Reflexionen schädlich für die Augen, eine direkte Spiegelung dürfte sogar die Haut verletzen.
Ein früherer Arbeitgeber hatte mit solchen Lasersystem mal herum experimentiert. Der Laser war schon mehr die 0,2KW - 2KW Klasse, kann mich nach 20Jahren nicht mehr so genau erinnern. Das Löten ging recht gut, besonders wenn man mal wieder die IC Beine ab geschnitten hatte. Vergess es mit einem Laser, da ist ein Pizzaofen besser.
Mir geht es nicht um die Sinnhaftigkeit so einer Anlage, sondern vielmehr um die Technik. Das mit der Sicherheit ist natürlich ein wichtiger Aspekt und keinesfalls zu vernachlässigen. Mein Ziel wäre die Temperatur gesteuerte Laser lötung und nicht die zeitgesteuerte. Dadurch würde ich wahrscheinlich die Reflektion des Laserstrahlt vom Lot unter Kontrolle bekommen. Daher werde ich mich wohl zuerst um die Temperatur Messung per ir kümmern. Wenn ich die nicht hinbekomme, dann brauch ich mit dem Laser erst nicht anfangen.
Gebe noch was mit. Ir Messung, Wellenlänge des Lasers beachten. Für den Laserschutz brauch man teures Sicherheitsglas oder du kannst gleich Kameras rein bauen. Festkörper Laser lässt sich gut fokussieren. IR Dioden eher schlecht. Für SMD reichts aber. Ach ja 30 bis 100 W sind Ok.
Bülent C. schrieb: > Mein Ziel wäre die Temperatur gesteuerte Laser lötung und nicht die > zeitgesteuerte dann nimm halt ein Damphphasenlötgerät. Etwas Blech, einen Wärmetauscher und eine kräftige, elektrische Heizung. Fertig.
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