Reflow-Löten

Was versteht man unter Reflow-Löten?

Das Reflow-Löten, auch Wiederaufschmelzlöten genannt, ist ein Verfahren zur SMD-Bestückung, bei dem SMD-Bauteile (Surface-Mounted Devices) auf Leiterplatten (PCBs) verlötet werden. Hierbei wird die Lötpaste erhitzt, bis sie schmilzt und eine zuverlässige elektrische sowie mechanische Verbindung zwischen den Bauteilen und der Leiterplatte schafft.

Reflow-Löten: Diese Lötverfahren gibt es

Beim Reflow-Löten gibt es verschiedene Methoden, die jeweils spezifische Vorteile bieten und sich für unterschiedliche Anwendungen eignen. Diese Methoden unterscheiden sich hauptsächlich in der Art und Weise, wie die Wärme auf die Baugruppe übertragen wird. Die Wahl der richtigen Methode hängt von mehreren Faktoren ab, darunter die Art der Bauteile, die Komplexität der PCBs und die Produktionsanforderungen.

Reflow-Konvektionslöten: Beim Konvektionslöten wird die Baugruppe durch heiße Luft gleichmäßig erwärmt. Diese Methode ähnelt dem Infrarotlötverfahren, bietet jedoch eine bessere Wärmeverteilung und eine größere Wärmekapazität innerhalb des Ofens. In der Praxis zählt das Konvektionslöten zu den am häufigsten genutzten Methoden.

Reflow-Vakuumdampfphasenlöten: Beim Reflow-Löten mit Vakuumdampfphase wird die Luft aus der Lötumgebung abgepumpt, wodurch Lötstellen ohne Blasen entstehen. Dies ist besonders vorteilhaft für Anwendungen, bei denen die Lötstellen Wärme ableiten müssen, da Lufteinschlüsse den thermischen Widerstand erhöhen und somit die Wärmeableitung verschlechtern.

Reflow-Dampfphasenlöten: Beim Dampfphasenlöten wird die Baugruppe durch die Kondensation eines speziellen Wärmeträgers erhitzt, typischerweise Perfluorpolyether. Diese Methode ermöglicht eine gleichmäßige Wärmeverteilung und minimiert das Risiko einer Überhitzung.

Reflow-Infrarotlötung: Bei der Infrarotlötung wird Strahlungsenergie eingesetzt, um die Baugruppe durch einen Ofen mit verschiedenen Temperaturstufen zu erwärmen. Diese Methode eignet sich perfekt für die Serienfertigung von Platinen, kann jedoch bei empfindlichen Bauteilen wie ICs zu lokaler Überhitzung führen.

Reflow-Laserlöten: Das Laserstrahllöten nutzt präzise Laserstrahlen zum punktgenauen Erhitzen der Lötstellen. Aufgrund der hohen Kosten ist das Reflow-Löten mit Lasern nur für ganz spezielle Bauteile rentabel, insbesondere bei hochempfindlichen Bauteilen, da es eine präzise Wärmeapplikation ermöglicht.

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Was ist ein Reflow-Ofen?

Ein Reflow-Ofen ist ein spezielles Gerät, das in der Elektronikfertigung verwendet wird, um Lötverbindungen auf Leiterplatten herzustellen. Der Ofen besteht aus mehreren Heizzonen, die die Baugruppe gezielt und definiert erwärmen.

Die Temperaturprofile sind so konzipiert, dass die Lötpaste schmilzt und eine zuverlässige Verbindung zwischen den Bauteilen und der Leiterplatte entsteht. Heutzutage erfolgt die Wärmeübertragung meist durch umgewälzte Heißluft oder Schutzgas (Konvektionslöten), was eine gleichmäßige Erwärmung gewährleistet und Temperaturunterschiede minimiert.

Der Reflow-Ofen stellt sicher, dass die Wärme gleichmäßig verteilt wird und die Temperatur präzise gesteuert wird. Es entsteht ein nahezu Lötfreier Vorgang, welcher die Lötverbindung der Bauteile gründlich vernetzt ohne die Leiterplatte dabei zu beschädigen.

Prozess des Reflow-Lötens

Beim Reflow-Löten wird der Lötvorgang typischerweise in vier Phasen durchgeführt:

1. Klebstoff auftragen: Der erste Schritt im Reflow-Lötprozess besteht darin, eine Mischung aus Lotmetallpulver und Flussmittel auf die Leiterplatte aufzutragen. Diese Paste sorgt später für die elektrische Verbindung zwischen den Bauteilen und der Platine. Es gibt verschiedene Methoden für das Auftragen der Paste, darunter Schablonendruck, Dispenser, Lotformteile oder galvanische Verfahren.

2. SMD-Bestückung: Nachdem die Lötpaste aufgetragen wurde, werden die SMD-Bauteile auf der Leiterplatte platziert. Dank der klebrigen Konsistenz der Lötpaste haften die Bauteile direkt an der vorgesehenen Stelle, ohne zusätzliche Fixierung.

3. Erhitzung der Bauteile: Die bestückte Leiterplatte wird gleichmäßig erhitzt, bis das Lot in der Lötpaste zu schmelzen beginnt. Durch die Erhitzung aktiviert sich auch das Flussmittel in der Paste, das Oxidationen verhindert. Die geschmolzene Lötpaste sorgt dafür, dass die Bauteile präzise auf den Landepads zentriert werden.

4. Abkühlung: Schließlich wird die Leiterplatte kontrolliert abgekühlt, um stabile Lötstellen zu schaffen und die Bauteile sicher auf der Platine zu fixieren.