Moin,
hab nen Pizza-Ofen mit Umluft für's SMD-Löten. PT1000 im Innenraum
und selbstgebauter Regler. Funktioniert wunderbar, jedoch kann es sein,
dass meine Platinen heißer gebacken werden, als nötig, denn:
1
... es qualmt schon bei gemessenen 250°C!!!
Hab versucht, zu *kalibrieren*:
Dafür den PT1000 bei 20°C und 100°C (kochendes Wasser) getestet, die
Elektronik misst sauber (+-1°C). Wenn das bleihaltige_Lot schmilzt,
dann messe ich 167C, das ist auch plausibel.
Wenn ich aber testweise auf 250°C für 30 Sekunden fahre, dann fängt die
Leiterplatte an zu rauchen. Sie weißt danach Deformationen auf und das
Harz hat angefangen auszugasen. Außerdem stinkt es erbärmlich.
Laut Multi-CB hat die Platte einen Tg-Wert von 135°C und einen Td-Wert
von 301°C. Also muss ich wohl schon bei knapp 300°C gewesen sein, oder?
Den PT1000 habe ich mit einer dünnen schwarzen Schicht
Hochtemperaturfarbe überzogen, damit ich den Mix aus Konvektions und
IR-Wärme messen kann. Misst mein Sensor trotzdem falsch oder macht die
Leiterplatte bei 250°C schon die Hufe hoch???
Jemand einen Tipp ne Idee was passiert ist? Danke!
Christoph
Christoph M. schrieb:> Wenn das bleihaltige_Lot schmilzt,> dann messe ich 167C, das ist auch plausibel.
Nö, das Eutektikum ist bei 183°C. Und die Luft muss ja noch etwas wärmer
sein, damit das Lot in endlicher Zeit schmilzt.
hinz schrieb:> Nö, das Eutektikum ist bei 183°C. Und die Luft muss ja noch etwas wärmer> sein, damit das Lot in endlicher Zeit schmilzt.
Du hast Recht... hab gerad mal abgecheckt, meine Legierung ist
Sn62Pb37,4Ag0,4Sb0,2 die schmilzt bei 183 bis 186°C... also wären es
111% von der gemessenen Temperatur (167°C). Bei gemessenen 250°C wäre
ich dann bei realen 278°C. Und da fängt ne Platine an zu qualmen?
Niko E. schrieb:> Ich würde mal ins blaue tippen, dass die Leiterplatte mehr IR absorbiert> als der Sensor und somit heißer ist als die gemessen Temperatur.
Ja, könnte stimmen. Aber wieso absorbiert die olle grüne Leiterplatte
mehr Infrarot als der schwarzlackierte Sensor... sichtbar schwarz wird
ja jetzt bei IR nicht schlagartig reflektierend, würde mich wundern...
grübel...
Christoph M. schrieb:> sichtbar schwarz wird> ja jetzt bei IR nicht schlagartig reflektierend,
Schlagartig? Es geht da um eine vielfaches der Wellenlänge, und vor
allem nicht mehr um elektronische Übergänge, sondern
Molekül/Gitterschwingungen.
Christoph M. schrieb:> Aber wieso absorbiert die olle grüne Leiterplatte> mehr Infrarot als der schwarzlackierte Sensor
Kann sein dass der "schwarzlackierte" Sensor die Lufttemperatur misst
(er strahlt ja auf der anderen Seite ab und dazwischen ist verm. gut
wärmeleitendes Metall) und deine Leiterplatte die volle IR Leistung
abbekommt. Die wird ja schlechter an die Luft abgegeben und "nach unten
weg" kann Sie auch nicht so gut.
Ich kenne das so das man die Oberflächeneinstrahlung direkt misst. Das
geht zum Beispiel mit einem Thermoelement das auf einem Stück
baugleicher Leiterplatte aufliegt und neben die zu lötende Leiterplatte
gelegt wird.
hinz schrieb:> Schlagartig? Es geht da um eine vielfaches der Wellenlänge, und vor> allem nicht mehr um elektronische Übergänge, sondern> Molekül/Gitterschwingungen.
Die IR-Strahlung geht von den Heizstäben aus, die sichtbar rot glühen.
Ein Teil der Strahlung ist also sogar noch bei über 780nm. Nach dem
Planckschen Gesetz (Bild) strahlt ein erhitzter Körper ein
kontinuierliches Spektrum aus. Das hätte sein Maximum mit 700°C
Heizstabtemperatur (grüne Kurve) vielleicht bei 3000nm.
Ok, du hast Recht, ist schon der Faktor 3 oder 4 dazwischen. Und wie da
die schwarze Farbe absorbiert, kann ich nicht sagen.
Danke!
X4U schrieb:> Ich kenne das so das man die Oberflächeneinstrahlung direkt misst. Das> geht zum Beispiel mit einem Thermoelement das auf einem Stück> baugleicher Leiterplatte aufliegt und neben die zu lötende Leiterplatte> gelegt wird.
Was kann ich da nehmen, für ein Thermoelement? Der Anschluss muss ja
irgendwie hitzeresistent sein und das Thermoelement selber natürlich
auch
Christoph M. schrieb:> Ja, könnte stimmen. Aber wieso absorbiert die olle grüne Leiterplatte> mehr Infrarot als der schwarzlackierte Sensor... sichtbar schwarz wird> ja jetzt bei IR nicht schlagartig reflektierend, würde mich wundern...> grübel...
Ich würde einfach mal gucken was passiert, wenn man den Sensor direct
auf so ein Stück Leiterplatte platziert wird.
Christoph M. schrieb:> Was kann ich da nehmen, für ein Thermoelement? Der Anschluss muss ja> irgendwie hitzeresistent sein und das Thermoelement selber natürlich> auch
NiCr-Ni Thermoelemente halten über 1200° aus. Besteht ja nur aus 2
Drähten und ner Schweißperle.
z.B. bis 350°C
http://de.rs-online.com/web/p/thermoelemente/3630294/
Die Pille am Drahtende ist das Thermoelement
Braucht aber ne spezielle Messung am besten mit Kaltstellenkompensation.
Den Chip von diesem EVB nutze ich:
https://www.maximintegrated.com/en/products/analog/sensors-and-sensor-interface/MAX31855EVKIT.html
Gibt z.B. das hier:
://shop.mikroe.com/thermo-click
der ist aber nicht besonders stabil
Hab selber auch noch andere in der Grabbelkiste.
Niko E. schrieb:> Ich würde einfach mal gucken was passiert, wenn man den Sensor direct> auf so ein Stück Leiterplatte platziert wird.
Dann bekommst du eine Mixtur aus allem möglichen. Wenn der PT100 ein
Metallgehäuse hat wird er vermutlich weiterhin primär die Lufttemperatur
messen. Er integriert ja über das wärmeleitende Gehäuse, nur kommt jetzt
die Temperatur über die Kontaktfläche auf der Leiterplatte noch hinzu.
Ofen schrieb:> Der Urtyp des Pizzalöters stammt meines Erachtens von Thomas> Pfeifer:>> http://thomaspfeifer.net/backofen_smd_reflow.htm>> Der verwendet/mißbraucht eine 4148-Diode als Temperatursensor.
So sparsam muss man ja nicht sein, die PT100 + MAX IC Messung kostet
auch nicht viel und dürfte genauer sein.
Die 30-60s bei voller Temperatur? Das ist doch zuviel, die Reflow Phase
ist doch eher so 10-15s.
Nachtrag: letzteres nehme ich zurück, 30s sollte gehen.
Johannes S. schrieb:> Die 30-60s bei voller Temperatur? Das ist doch zuviel, die Reflow Phase> ist doch eher so 10-15s.
Du sagst also, es ist ganz normal, dass die Platte bei 250°C nach 60
Sekunden anfängt zu qualmen?
Lötstopplack hat wohl leider im IR-Bereich einen verflixt guten
Emissionsfaktor (> 0,9). Die Leiterplatte kann durch das IR also schon
deutlich überhitzen, wenn die Luft noch völlig im Rahmen ist.
Was ich immer mal testen wollte und nie geschafft habe: unter den
Heizstäben (mit etwas Abstand) ein Abschirmblech o.ä. installieren und
mit einem Lüfter dafür sorgen, dass die entstehende Heißluft dann im
Ofen verteilt wird. Das IR kommt dann nicht mehr direkt zur
Leiterplatte. Optimal wäre eine Metallplatte, die oben schwarz ist
(eloxiertes Alu?) und unten blank, am besten spiegelnd. So nimmt sie
maximal viel Strahlungswärme von den IR-Stäben oben auf, emittiert aber
nur minimal auf die Leiterplatte. Ein Thermoelement an der Platte wäre
sinnvoll, um Überhitzung zu vermeiden.
Alternativ geht ggf. auch ein Lochblech, das die Strahlung nur
reduziert, aber nicht ganz abschirmt.
Gruß,
Max
60s bei 250° wären noch innerhalb eines "normales" Reflow-Profils...
allerdings scheint wie schon gesagt deine Heizung in Kombination mit dem
Temperatursensor ziemlicher Murks zu sein...die meiste Energie wird über
IR übertragen - die Lufttemperatur ist nicht wirklich ausschlaggebend
Häng zum Testen mal ein Thermoelement+Multimeter dazu und guck dir die
Temperatur auf der Platine an... wahrscheinlich um die 300°+ das ist
dann zuviel des Guten..
Max G. schrieb:> Lötstopplack hat wohl leider im IR-Bereich einen verflixt guten> Emissionsfaktor (> 0,9).
Ist das geschätzt oder hast du das irgendwo nachgeschlagen...?
Eigentlich müsste es doch ein Absorptionsfaktor sein, oder?
> Was ich immer mal testen wollte und nie geschafft habe: unter den> Heizstäben (mit etwas Abstand) ein Abschirmblech o.ä. installieren und> mit einem Lüfter dafür sorgen, dass die entstehende Heißluft dann im> Ofen verteilt wird. Das IR kommt dann nicht mehr direkt zur> Leiterplatte.
Ich denke, dann schafft dein Ofen nicht mehr die erforderliche
Temperatur. Auf jeden Fall würdest du das dT/dt reduzieren, also doof.
Christoph M. schrieb:> Ich denke, dann schafft dein Ofen nicht mehr die erforderliche> Temperatur. Auf jeden Fall würdest du das dT/dt reduzieren, also doof.Max G. schrieb:> Leiterplattenlaminat ist hier mit 0,91 angegeben:
Bitte nicht erschießen wenn ich falsch liege, aber damit wird mMn. beim
Infrarot (IR) Reflow gelötet. Das Lot wird durch die aufgeheizte
Leiterplatte geschmolzen. Unterstützt noch durch das Kupfer was sehr
wärmeleitfähig ist.
In die Lötstellen bekommst du via Infrarot wenig Wärme hinein weil diese
stark reflektieren. Die Luft wiederum müsste stark zirkulieren um die
Wärmemenge in Lötstellen und Board hinein zu bekommen. Auch beim
Heißluftfön schmilzt das Lot ja erst wenn das Board an der Stelle heiß
ist.
Niko E. schrieb:> Ich würde mal ins blaue tippen, dass die Leiterplatte mehr IR absorbiert> als der Sensor und somit heißer ist als die gemessen Temperatur.
Warscheinlich reflektiert er die IR-Strahlung sogar relativ gut, wie das
Metalloberflächen nun mal tun.
Bülent C. schrieb:> ..nur mal so ganz nebenbei: Hast Du Deine Temperaturmessung auch mal im> oberen Bereich so ab ca. 170°C verifiziert?
Nein, aber das möchte ich diese Woche machen. Habe dazu zwei Tests
geplant: Einmal mit einer Thermo-Kamera (Seek thermal compact), mit der
ich direkt die Leiterplattentemperatur messen möchte, indem ich kurz die
Klappe öffne.
Und dann mit Lötzinn unterschiedlicher Legierungen, also mit
verschiedenen Schmelzpunkten.
Was denkt ihr:
Ein Kapton -Band um den Sensor?
Wenn Kapton einen hohen IR-Absorptionsgrad hat, dann sollte der Sensor
ähnlich heiß werden wie die Leiterplatte, oder?
Christoph M. schrieb:> Nein, aber das möchte ich diese Woche machen. Habe dazu zwei Tests> geplant: Einmal mit einer Thermo-Kamera (Seek thermal compact), mit der> ich direkt die Leiterplattentemperatur messen möchte, indem ich kurz die> Klappe öffne.
Hab mal ein Backofen Thermometer probiert. War aber nicht zu gebrauchen,
viel zu langsam und misst auch nur die Lufttemperatur.
Hat schon mal jemand mit Thermokreiden oder
Farbwechsel-Temperaturindikatoren gearbeitet?
man benötigt einen Sensor mit geringer Wärmekapazität am besten irgend
einen Dünnfilm Sensor nehmen, die Sprechen innerhalb von Sekunden an.
Als Beispiel mal
http://www.alpha-therm.de/datenblaetter/PT-Sensorelemente.pdf
achtet auf Seite 3 auf das Ansprechverhalten evtl. den Sensor quer zum
Luftstrom hängen damit die ganze Fläche angeströmt wird.
> Wenn ich aber testweise auf 250°C für 30 Sekunden fahre
So hoch fährt man doch nur, wenn man bleifrei lötet. Für verbleites Lot
reichen doch 220°-230°.
> Laut Multi-CB hat die Platte einen Tg-Wert von 135°C
Das sind die billigsten Leiterplatten. Bessere haben ein Tg von 150° und
höher.
Niko E. schrieb:> Ich würde mal ins blaue tippen, dass die Leiterplatte mehr IR absorbiert> als der Sensor und somit heißer ist als die gemessen Temperatur.
Vermute ich auch sehr stark.
Ich habe den bedauerlichen T-962A und der hat das gleiche Problem. Liegt
auch etwas an der Regelelektronik bzw. die Software. Hab den Oven mit
der GitHub Software geflashed und es ist deutlich besser.
Bastel mal um die IR Stäbe einen Lochmantel aus Metallfolie der die
direkte Strahlung ein wenig dämmt. So grob ca. wie im Foto anbei.
Mein Pizzaofen funktioniert prima, hat allerdings eine Weile gedauert
das Profil zu finden. 60s auf 250 Grad kommt mir extrem vor. Bei mir ist
die Aufwärmphase recht flach und lang (ich glaube fast 2min) und die
Reflow-phase eher so bei 225 Grad für 20s. Und dann Türe auf.
Ich gucke mal morgen, ob ich das programmierte Profil noch irgendwo
finde...
Heizkörperfarbe soll trotz weiß im sichtbaren Licht in ihrem
Arbeitsgebiet schwarz sein.
Empfehle aber auch den Umstieg auf Thermoelement, wie es die fertigen
Profiler für 20€auch tun.
Kleiner, schneller und billiger als der Berührungspunkt zweier Drähte
(Rollenware), geht es nicht.
Wie angekündigt das von mir verwendete Profil (für den Beta Layout
Controller):
1
phttemp 60 °C
2
phttime 59 Sekunden <- preheat auf 60°C, mind. 59s
3
phtpwr 75 %
4
5
soaktemp 60 °C
6
soaktime 1 Sekunden <- "Soak" wird nicht benutzt
7
soakpwr 100 %
8
9
reflowtemp 232 °C
10
reflowtime 10 Sekunden <- wird vom Controller verlängert bis 232° erreicht sind
11
reflowpwr 100 %
12
13
dwelltemp 232 °C
14
dwelltime 20 Sekunden <- die eigentliche Haltezeit auf 232°
15
dwellpwr 75 %
Die eingestellten Zeiten sind immer Minimalzeiten, d.h. der Controller
verlängert die Zeit solange, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist.
Es gibt also eine recht lange Aufwärmphase auf 60° mit verminderter
Leistung. Schneller macht der Ofen das nicht, und die verminderte
Leistung sorgt für eine etwas gleichmäßigere Verteilung der Wärme.
Die "Soak" Phase wird quasi nicht genutzt, es geht dann gleich weiter
mit 100% Power bis zur Endtemperatur. Wie man an der Messung sehen kann,
dauert auch das relativ lange (ca. 2,5 Minuten)... Daher ist dann auch
das Halten auf 232°C recht kurz (20 Sekunden), reicht aber um das Lot
überall flüssig zu machen.
Nach erreichen der Reflowtemperatur nehme ich auch wieder Leistung raus,
der Ofen ist ja jetzt heiss und dann braucht man nicht mehr so viel
Strahlung von oben um die Temperatur zu halten.
Danach mache ich die Klappe auf, weil der Ofen ansonsten zu langsam
runterkühlt.
Wenn der Ofen komplett kalt ist, sollte man vor der ersten Platine einen
Zyklus mit leerem Ofen fahren, damit das (Gehäuse-)Blech schonmal
vorgewärmt wird.
Für den Sensor habe ich eine kleine Referenzplatine mit Loch, in der der
Sensor steckt. Die kommt direkt neben die bestückte Platine.
Viel Glück.
Christoph M. schrieb:> sichtbar schwarz wird> ja jetzt bei IR nicht schlagartig reflektierend,
Es gibt tatsächlich Materialien die im IR fasst weiß sind und im
sichtbaren Licht schwarz!
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