Das Reflowlötprofil - All you need is heat

1. Das Reflowlötprofil / Was ist ein Lötprofil und wie kann ich es messen?
Der erste Abschnitt vermittelt die Grundlagen der Temperatur-Zeit-Profilierung beim Reflowlöten und gibt praktische Tipps zur Verwendung und Applikation von Thermoelementen beim Herstellen von geeigneten Messbaugruppen.

• Temperaturprofil und Messort (15:50)
• Die Mathematik hinter dem Temperaturprofil (09:05)
• Thermoelemente und Messboard-Präparation (11:43)
• Das richtige und optimale Messboard (11:45)
• QUIZ: Reflowlötprofil

2. Hüllkurven für das Reflowlöten / Was sind Hüllkurven und wie erstelle ich sie?
Im zweiten Abschnitt wird auf die Verantwortung der Hersteller eingegangen, für ihren Reflowlötprozess mindestens eine reproduzierbare Temperatur-Zeit-Hüllkurve zu erstellen (siehe: IEC 61191-1, 3.0, 2018, Part 1: Generic specification Requirements for soldered electrical and electronic assemblies using surface mount and related assembly technologies). In Anlehnung an die Norm IEC TR 60068-3-12 Ed. 3.0 2022-10 TR „Method to evaluate a possible lead-free solder reflow temperature profile” wird an einem Beispiel (Bild 1) diskutiert, wie eine solche Temperatur-Zeit-Hüllkurve im Praxisalltag generiert werden kann und welche Dokumente dafür zu Hilfe gezogen werden können.

• Temperatur-Zeit-Hüllkurve, was ist das? (08:51)
• Parameter / Eckpunkte der Hüllkurve (14:07)
• Wie wird der Temperatur-Gradient berechnet? (03:19)
• Wo finden sich die Eckpunkte für die Hüllkurve? (09:28)
• Hüllkurve, ein reales Beispiel (04:55)
• QUIZ: Hüllkurve

3. Einflussgrößen auf das Reflowlötprofil / Die Wechselwirkung zwischen Baugruppe und Reflowlötanlage
Im dritten Abschnitt werden Wechselwirkungen der Reflowlötanlage mit der Baugruppe beleuchtet und aufgezeigt, welche Parameter unmittelbaren Einfluss auf das Temperaturprofil haben. An Beispielen wird erläutert, wie enorm sich die Änderung der Transportgeschwindigkeit in Konvektions-Reflowlötanlagen auswirkt und wie die Anlagen-Settings den Temperatur-Zeit-Graphen der Baugruppe beeinflussen.

• Einflussgrößen und Thermodynamik (05:35)
• Zeit und Transportgeschwindigkeit(09:37)
• Temperatur und Temperaturunterschied (18:45)
• Der Wärmeübergangskoeffizient (14:36)
• QUIZ: Einflussgrößen

4. Konsequenzen von Reflowlötprofilen für die Qualität der Baugruppe
Der vierte Abschnitt befasst sich mit den Auswirkungen des Reflowlötprofils auf Fehlermechanismen. Es wird diskutiert, wie z.B. Tombstones und Solderballs mit Hilfe von optimierten Settings vermieden bzw. minimiert werden können. An einem Beispiel wird gezeigt, wie das Wärmeäquivalent einer Leiterplatte berechnet werden kann (gemäß Empfehlung des ZVEI + FED aufgrund der Forderungen nach UL 746E „Standard for Safety, FR-4.0“ u.a.). Ebenso wird erläutert, welche negative Auswirkungen falsch berechnete Gradienten für die Baugruppenqualität haben können.

• Wärmeempfindlichkeit der Komponenten (11:36)
• Zeit über Liquidus (14:59)
• Vorheizzeit (08:10)
• Die Tragkraft des Lotes (10:21)
• Die realisierte Lötstelle (09:08)
• QUIZ: Konsequenzen

Das FED On-Demand-Seminar „Reflowlötprofil“ schlägt einen Bogen von den Grundlagen der Temperatur-Zeit-Profilierung hin zu ihren Auswirkungen auf die Qualität der Baugruppe. Es soll Mitarbeitern in der SMT-Fertigung wertvolle Tipps geben, wie sie Reflowlötprofile für ihre Baugruppen sinnvoll, zielgerichtet und präzise erstellen können und was sie bei der Optimierung der Lötparameter vor Ort wissen und beachten sollten.

Dr. rer. nat. Hans Bell war bis 2020 Leiter der Entwicklung und Technologie bei der Firma Rehm Thermal Systems GmbH in Blaubeuren-Seissen. An der Humboldt-Universität zu Berlin hat er Physik / Kristallographie studiert und an der TU München promoviert. Bis 1999 war er für die Firmen WF und DeTeWe in Berlin als Technologe tätig und dort insbesondere mit der Optimierung und Weiterentwicklung von Verbindungstechnologien beauftragt. Er ist Autor verschiedener Bücher zum Reflowlöten und mitgestaltete während seiner beruflichen Laufbahn verschiedene Seminare und Kongresse.