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SMT-Löten, Reflow-Profilierung und Rampenraten

Lötpaste ist für das Aufschmelzen im SMT-Prozess bestimmt. Entscheidend für Ihren Erfolg ist, WIE genau das geschieht.

Das Produktdatenblatt enthält unter anderem Parameter, die dem Kunden bei der Gestaltung eines SMT-Reflow-Profils helfen. Das Datenblatt enthält allgemeine Empfehlungen für die Zeit über dem Liquidus, die Spitzentemperatur und die Rampenrate.

Der Grund dafür, dass ich dieses Thema anspreche, ist, dass es oft Verwirrung über den Unterschied zwischen der maximalen Steigung (eine Kategorie, die in den meisten Profilerstellungsprogrammen angegeben wird) und der auf einem Datenblatt angegebenen Rampenrate gibt.

Die maximale Steigung wird sehr oft in der ersten Zone erreicht, wenn die Leiterplatte von der Umgebungstemperatur in den Ofen gelangt. In den meisten Fällen beträgt die Einstellung der ersten Zone des Ofens 100°C oder mehr. Die Temperaturänderung zwischen der Umgebungstemperatur und der ersten Zone beträgt dann mindestens 75°C (unter der Annahme, dass die Umgebungstemperatur 25°C beträgt), und so ist es leicht zu erkennen, dass die größte Temperaturänderung (maximale Steigung) in den meisten Fällen in der ersten Zone zu finden ist

Der Schwerpunkt der maximalen Steigung liegt eher auf dem Bauteil, um einen thermischen Schock zu vermeiden; normalerweise wird 3°C/s als Obergrenze empfohlen.

Die Rampenrate kann besser als die Rate (Temperaturänderung über die Zeit) von der Umgebungstemperatur (Raumtemperatur) bis zur Spitze beschrieben werden. Sie wird in einem Profil vom Typ Rampe-zu-Spitze praktischer verwendet

Aus Sicht der Lotpaste ist eine niedrige Rampenrate erwünscht, in der Regel 1-2°C/s. Dadurch werden flüchtige Bestandteile sanft verdampft und Lotdefekte wie Lotkugeln, Lotperlen und Grabsteine minimiert. Diese Rate wird umso wichtiger, je kleiner die Lotpastendepots werden, d.h. je kleiner die 0201 und die BGAs mit 0,5 mm Pitch sind. Aufgrund dieser Miniaturisierung ist auch das Auftreten eines Defekts, der als "Graping" bekannt ist, ziemlich bekannt geworden. Das Fenster des Reflow-Prozesses wird immer enger, und diese Eigenschaft (Rampenrate) ist ebenso wichtig geworden wie die Zeit über dem Liquidus und die Spitzentemperatur.

Beachten Sie, dass in der obigen Grafik die "Rampenrate" tatsächlich mit 0,75°C/s gemessen wird und von der Umgebungstemperatur bis zur Spitzentemperatur reicht (und nicht mit 1,61°C/s, was als "maximale Steigung" angegeben ist).