Reflow-Lötofen
Viele neue Elektronik-Bauteile sind mittlerweile nur noch in SMD-Bauform (Surface Mounted Devices) erhältlich. Mit fortschreitender Entwicklung und angestrebter Miniaturisierung der Komponenten gehen die Hersteller immer mehr dazu über solche Gehäuseformen zu verwenden, bei denen gar keine Beinchen mehr herausgeführt werden. Es gibt oft nur noch Kontaktflächen auf der Unterseite der Chips (z.B. QFN oder BGA-Bauform). Da wird dann das manuelle Löten schwierig.
Angereget durch einen Artikel in der Zeitschrift Elektor und verschiedene Webseiten (z.B. Thomas Pfeifer’s Homepage) habe ich mir einen gewöhnlichen Kleinbackofen zum Reflow-Lötofen umgebaut:
Ein solcher Backofen ist bereits ab ca. 20 Euro im Handel erhältlich. Mein Exemplar habe ich günstig bei einer Auktionsplattform erstanden. Da zum Reflow-Löten das Einhalten einer vorgegebenen Temperaturkurve notwendig ist, um die Bauteile nicht zu beschädigen, habe ich den Ofen ein wenig umgebaut. Zunächst wurde die ursprüngliche Temperaturregelung mittels Bimetallschalter entfernt.Das originale 3-adrige Netzkabel wurde durch ein 4-adriges Kabel ersetzt. Die beiden Heizstab-Paare wurden so angeschlossen, dass jeweils Ober- und Unterhitze einzeln geschaltet werden kann. Im Garraum wurde weiterhin ein Thermoelement (Typ K) eingebaut und das zugehörige Anschlusskabel zusammen mit dem Netzkabel aus dem Gehäuse geführt. Mit der Isolierung des Ofens mit entsprechender Glas-/Steinwolle war der Umbau des Ofens abgeschlossen.
Nun fehlte noch die die Temperaturregelung zum Abfahren eines vorgegebenen Reflow-Löt-Profils. Dazu habe ich eine kleine Platine erstellt, die den Temperatursensor auswertet und über zwei leistungsstarke Halbleiter-Relais (Solid State Relais) die Heizstäbe schalten kann. Außerdem ist für die Bedienung noch ein Display, zwei LEDs, drei Taster und ein Ein/Aus-Schalter vorgesehen. Die Stromversorgung erfolgt mit einem Trafo über die 230V-Netzspannung. Eingebaut in ein Gehäuse sieht das Bedienteil mit der Elektronik so aus:
Über die Taster kann neben dem Start des Reflow-Lötvorgangs der Temperatursensor abgeglichen werden, eine Kalibrierung erfolgen oder verschiedene Lötprofile eingestellt und ausgewählt werden. Ein kleiner Summer im Gehäuse wird z.B. als akustische Rückmeldung für einen Tastendruck oder das Signalisieren des beendeten Lötvorgangs verwendet. Die aktuelle Temperaturkurve kann über eine USB-Schnittstelle vom PC ausgelesen werden.
Hier die Ergebnisse des ersten Lötversuchs:
Das Ergebnis ist meiner Ansicht nach für den ersten Test sehr gut. Die Schwierigkeiten liegen im Aufbringen und Dosieren der Lötpaste, Hier ist sicherlich noch etwas Übung erforderlich, insbesondere bei kleinen Abständen. Bei dem linken IC handelt es sich übrigens um einen 3-Achs-Beschleunigungssensor im LGA-Gehäuse. Der Funktionstest des Sensors nach dem Löten verlief erfolgreich! 🙂