Forum: Mechanik, Gehäuse, Werkzeug Backofen umbau zu Reflow-Ofen


von Bert S. (kautschuck)


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Hi,

Ich stoße mit dem Löten von Hand langsam an die Grenze, da ich auch ab 
und zu mal ein QFN Package löten muss. Bisher habe ich das zwar mit der 
Heißluftstation hinbekommen, nun stehe ich aber vor einem Projekt, wo 
ich sehr viele kleine Bauteile, die meisten in QFN, verbauen will. Daher 
möchte ich versuchen einen normalen Backofen zu einem Reflow Ofen 
umzurüsten, was ja mit einer kleinen Platine mit uC, einem SSR und 
Temperatursonde nicht allzu schwierig sein dürfte. Nun frage ich mich 
aber, wie viel Leistung so ein Backofen etwa bringen sollte? Eigentlich 
alle Elektrobackofen auf dem Markt sind bis 230°C einstellbar, wobei 
aber natürlich mit dem eigenen Regler auch höhere Temperaturen erreicht 
werden sollten, da ich vor allem Bleifrei löten will. Jemand Erfahrung 
mit solchen Elektrobacköfen zum Reflow löten und wenn ja, wie viel 
Leistung hat euer Ofen? Könnt ihr auch doppelseitig damit löten?

: Verschoben durch User
von Thomas (kosmos)


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ein normaler Backofen heizt nicht besonderst schnell auf, wodurch die 
Teile länger gestresst werden. Ich mache so: Vorheizen auf 150°C, lege 
dann die Platinen rein, warte etwa 5 Minuten bis Sie auf Temp sind und 
heize dann mit dieser "Turbotaste" auf die Endtemperatur hoch. So das 
die Platinen max. 10 Minuten drin sind.

Wenn ich mir aber einen Ofen dafür bauen würde, wäre er ziemlich klein, 
mit einer guten alukaschierten Glaswolle isoliert und als Heizquelle 2 
Heißluftföns so das man da bei etwa 4kW Leistung ist. Der Luftzug an der 
Platine sollte aber minimal sein damit es zwar über die ganze Platine 
strömt aber keine kleinen Bauteile wegreißt.

von Detlev T. (detlevt)


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Ich bin auch gerade dabei, mir so etwas zu bauen. Als Ofen habe ich mir 
den Steba KB11 ausgesucht. 1000W Leistung bei nur 9l Inhalt. Ein erster 
Test ergab mit einer Experimentierplatine eine Aufheizgeschwindigkeit 
von etwa 2K/s. Damit kann man schon etwas anfangen. Der Thermostat 
schlug bei etwa 220°C zu, den muss man auf jeden Fall überbrücken.

Der Ofen hat noch ein interessantes Feature, nämlich einen eingebauten 
Lüfter. Der ist eigentlich dazu gedacht, die Außenfläche des Ofens zu 
kühlen. Eventuell kann man damit, vielleicht mit einem stärkeren Lüfter, 
die Abkühlphase realisieren. Dazu habe ich aber noch keine Tests.

Übrigens bin ich der Meinung, dass man nicht unbedingt einen Controller 
braucht. Ich werde mir einen bauen, weil es ein interessantes Projekt 
ist. Eine manuelle Steuerung reicht aber eigentlich für gelegentliche 
Lötungen aus.

von Hermann (Gast)


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Ich habe einen alten Pizza-Ofen mit einem fertigen Temperaturregler 
umgebaut.
Der Regler Rex-C100 vom Chinesen hat so etwa 6€ gekostet. Ich bin 
begeistert wie toll der funktioniert. Er hat einen PID-Regler, der sich 
selbst optimiert. Die Temperatur wird optimal schnell eingeregelt und 
steht wie eine Eins. Ich habe ihn außen angebracht - nicht schön, aber 
praktisch. Neben dem Einschalter ist die Bohrung für das Thermoelement 
zu sehen.
PS: mit Reflow habe ich keine Erfahrung.

von Bert S. (kautschuck)


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Danke euch, ich mache mich mal an den Bau. Ich denke ich werde einen 
Ofen mit Umluft und um die 2kW Leistung nehmen, man kann wahrscheinlich 
fast nicht genug Leistung haben um einer Temperaturkurve zu folgen. 
Weiter werde ich wohl zwei Temperatursensoren einbauen, einen unterhalb 
und einen oberhalb des PCBs. Dann ein SSR und einen uC mit PID und die 
Temperaturkurven am PC erstellen.

Detlev T. schrieb:
> 1000W Leistung bei nur 9l Inhalt

Das scheint eigentlich schon eine sehr gute Wahl zu sein, die meisten 
2kW Öfen sind eher so 35l und daher braucht das natürlich um einiges 
länger.

: Bearbeitet durch User
von Detlev T. (detlevt)


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@Bert S.

Zwei Tipps, die ich bei meiner Recherche gefunden habe,gebe ich hier 
einmal weiter:

* Quarzheizelemente (weiß) geben mehr Infrarotstrahlung ab und heizen 
dadurch schneller auf.
* Durch die Glastür geht mehr Energie verloren als durch die 
metallischen, und damit reflektierenden, Wände. Das führt zu inhomogener 
Erwärmung. Deshalb sollte man die Tür innen mit Alufolie oder 
reflektierendem Klebeband abdecken (dabei natürlich auf 
Temperaturbeständigkeit achten.)

von Thomas (kosmos)


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Man möchte aber möglichst schnell die Pins erwärmen und nicht das 
schwarze Bauteilgehäuse was für IR besonderst empfänglich ist.

Deswegen wärmt man die Teile vor und heizt dann schnell hoch, die heiße 
Luft wird die Pins schneller erwärmen als das Gehäuse das mehr 
Wärmekapazität aufweist.

Deswegen würde ich die IR Strahlung eher mit einem Blech abschirmen und 
mich um eine leichte Luftzirkulation kümmern.

von Detlev T. (detlevt)


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Thomas O. schrieb:
> Man möchte aber möglichst schnell die Pins erwärmen und nicht das
> schwarze Bauteilgehäuse was für IR besonderst empfänglich ist.

Hast du dafür eine Referenz? Gelesen habe ich auch schon davon, konnte 
das aber noch nie auf eine tatsächliche Untersuchung zurückführen. Das 
beruhte alles auf dem Vorurteil, dass "schwarze" Dinge am schnellsten 
heiß werden. Das liegt an der Definition. "schwarz" = maximale 
Absorption.

Was aber "schwarz" ist, hängt immer von der Wellenlänge ab! Was 
sichtbares Licht streut und farbig erscheint, kann IR sehr wohl 
absorbieren - und wäre dafür also "schwarz". Deshalb kann man von dem 
visuellen Eindruck in dem Wellenlängenbereich, die wir erkennen können, 
keine Rückschlüsse auf Wellenlängen ziehen, die wir nicht sehen können. 
Beispiel: Fensterglas ist für uns durchsichtig, für IR nicht. Daher 
setzt man es in Treibhäusern ein.

von Alex G. (dragongamer)


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Wobei Metall gründsätzlich schneller wärme aufnimmt als die Kunststoffe!

Merkt man ja daran dass sich Metall kälter anfühlt. Es leitet die Wärme 
besser ab, wodurch die Oberfläche länger kühl bleibt. Folglich nimmt sie 
in der selben Zeit aus der Luft mehr Wärme auf.

von Martin (Gast)


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Schau dir die Seite mal an: http://www.whizoo.com
Ich habe den Ofen ähnlich aufgebaut und auch deren Controller gekauft. 
Geht wunderbar, sehr präzise und top Ergebnisse direkt beim ersten 
Versuch.

Ich habe zwei Mal den gleichen Mini Ofen gekauft, damit ich gesamt 4 
Heizelemente habe (zwei oben, zwei unten). Ofen war dieser, den gibt es 
aber leider nicht mehr: 
https://www.amazon.de/dp/B06XG1HD3V/ref=cm_sw_r_cp_apa_DyayBb6AA5FE4

von Bert S. (kautschuck)


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Ich habe meinen Ofen nun zum Reflow Ofen umgebaut und ein paar 
Temperaturkurven erfolgreich gefahren. Nun habe ich also ein PCB 
reingelegt und bei so 240°C -> fängt an zu schmelzen o_O. Jetzt habe ich 
also nicht berücksichtigt, das die Heizelemente so viel IR Strahlung 
verursachen und das PCB diese aufnimmt, jedoch das Thermoelement nicht.

Ich hoffe der Geruch verschwindet bald. Ich denke also, ich muss ein 
Metallblech vor die Heizelemente installieren um die IR Strahlung zu 
filtern, ansonsten wird mir das wieder passieren. Das Thermoelement 
direkt auf das PCB möchte ich nicht tun, da dies unter Umständen 
Bauelemente verrücken kann.

von Bert S. (kautschuck)



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Ich habe hier mal noch ein Foto vom verbrannten PCB, es waren nur 3 
Komponenten zu Testzwecken verbaut, nehme es aber nicht mehr extra aus 
dem Sack, da es bestialisch stinkt. Was denkt ihr braucht es da für eine 
Temperatur um das PCB so übel zuzurichten? Das Thermoelement 
(https://www.aliexpress.com/item/Stainless-Steel-High-Temperature-50-500-C-Thermocouple-K-Type-100mm-Probe-Sensors-2m-cable/32439669896.html?spm=2114.search0104.3.44.7759205cDQBu8d&ws_ab_test=searchweb0_0,searchweb201602_3_5910017_10065_10068_5723115_5890017_5723715_5723815_10696_5723215_5723415_10084_5722215_10083_5724017_5724317_10618_10307_5970017_5723315_5723615_5724117_5724217_10134_5722315_10059_5723015_5722115_100031_5723915_5725017_5725117_5980017_5724917_10103_5990017_5722415-5990017,searchweb201603_56,ppcSwitch_5&algo_expid=4eb70532-8ea2-4a35-891e-6025f8212070-9&algo_pvid=4eb70532-8ea2-4a35-891e-6025f8212070&transAbTest=ae803_1&priceBeautifyAB=0) 
war direkt über dem PCB und etwa 8cm unter dem Heizelement des Ofens. 
Ich schätze für einen solchen Schaden braucht es sicher fast 400°C, 
daher kann ich mir das noch nicht wirklich erklären, aber auf jeden Fall 
werde ich das PCB sicher nicht mehr direkt unter die Heizelemente legen 
um so die Infrarotstrahlung zu verringern.

Ist jemand von euch so was ähnliches auch schon passiert?

: Bearbeitet durch User
von Dieter F. (Gast)


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Damit

https://www.amazon.de/dp/B017BARMQG

habe ich gute Erfahrungen gemacht.

Selbstbau habe ich auch einmal versucht (Umbau Backofen ähnlich Deiner 
Lösung - mit "Löschdecke" aus Glasfaser isoliert etc.). Habe auch ein 
zusätzliches Heizelement eingebaut etc. Guter Ansatz - war aber nichts 
:-(. Wahrscheinlich liegt es an meinen 1,5 linken Händen ...

Der T962 ist kein Profi-Gerät - reicht aber für Hobby-Zwecke aus. Große 
Bauteile (größere ElKos etc.) löte ich von Hand nach (das wird nichts 
mit dem Ofen). Die "Umbau-Ergänzungen" sind sinnvoll :-)

von Bert S. (kautschuck)


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Dieter F. schrieb:
> Der T962 ist kein Profi-Gerät

Denn hatte ich eigentlich auch im Ausblick, jedoch soll der ja eine 
Asbestisolierung direkt neben dem Lüfter enthalten, daher habe ich die 
Finger davon gelassen.

Dieter F. schrieb:
> Guter Ansatz - war aber nichts
> :-(. Wahrscheinlich liegt es an meinen 1,5 linken Händen ...

Warum wurde nichts daraus? Verbrannte PCB's oder zu wenig Leistung?

: Bearbeitet durch User
von Dieter F. (Gast)


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Bert S. schrieb:
> jedoch soll der ja eine
> Asbestisolierung direkt neben dem Lüfter enthalten,

Mir nicht bekannt.

Bert S. schrieb:
> Warum wurde nichts daraus?

Schlicht unbrauchbar - viel Arbeit, wenig Erfolg :-(

von Bert S. (kautschuck)


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Dieter F. schrieb:
> Mir nicht bekannt.

Bei diesem Beitrag hier: Beitrag "reflow ofen T962 - Asbest", 
war aber anscheinend doch kein Asbest.

Dieter F. schrieb:
> viel Arbeit, wenig Erfolg

Ok, ich muss das mal noch weiter testen, aber verbrennen darf ich nichts 
mehr, sonst bekomme ich Ärger mit den Nachbarn.

: Bearbeitet durch User
von Dieter F. (Gast)


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Bert S. schrieb:
> Bei diesem Beitrag hier: Beitrag "reflow ofen T962 - Asbest",
> war aber anscheinend doch kein Asbest.

Ja - schrieb ich doch.

Bert S. schrieb:
> Ok, ich muss das mal noch weiter testen, aber verbrennen darf ich nichts
> mehr, sonst bekomme ich Ärger mit den Nachbarn

Manche haben wohl Erfolg damit ... also auch Dir "viel Erfolg" :-)

von Cerberus (Gast)


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Bert S. schrieb:
> Ok, ich muss das mal noch weiter testen, aber verbrennen darf ich nichts
> mehr, sonst bekomme ich Ärger mit den Nachbarn.

Solange kein Rauchmelder los geht.;-b

von Bert S. (kautschuck)


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Ich habe mal noch einen weiteren Test gemacht und es scheint, dass der 
Temperatursensor viel zu träge ist. Wenn mein System 180°C anzeigt sind 
es bereits 230°C, mit einem externen kleinen Thermoelement gemessen. 
Daher bin ich bei 250°C eher bei 350°C gewesen.

von Bert S. (kautschuck)


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So, der Thermocouple wurde ausgewechselt und durch einen kleineren, 
schnelleren ersetzt und nun funktioniert alles prima. Konnte auf Anhieb 
ein Board mit 10 QFPN Bauteilen ohne Probleme löten. Ich kann das 
wirklich jedem empfehlen, der ab und zu mal solche Packages für den 
Heimgebrauch löten muss.

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