Reflow-Profil-Referenz

Was sind die Hauptphasen eines Reflow-Lötprofils?

Ein Reflow-Lötprofil definiert die Zeit-Temperatur-Kurve einer PCB-Baugruppe im Reflow-Ofen. Es besteht aus vier kritischen Zonen: Vorheizen, Halten, Reflow (Spitze) und Abkühlen. Jede Zone hat spezifische Temperaturbereiche und -dauern gemäß Pastenhersteller und J-STD-020.

Die Vorheizzone (1-3°C/s) erhöht die Temperatur allmählich zur Flussmittelaktivierung und Reduzierung von Thermoschock. Die Haltezone (typisch 60-120s) gleicht die Temperatur über die Platine aus. Unzureichende Haltezeit verursacht Paste-Spritzer; zu lange degradiert die Flussmittelaktivität.

Die Reflow-Zone muss die Liquidus-Temperatur lange genug überschreiten (typisch 30-90s). SAC305 schmilzt bei 217-220°C mit empfohlener Spitze von 235-250°C. Die Kühlzone kontrolliert die Erstarrungsrate (typisch 2-4°C/s); zu schnelles Kühlen verursacht Thermoschock, zu langsames erzeugt grobe, schwache Kornstrukturen.

Formula: Profilzonen: 1. Vorheizen: RT → 150°C bei 1-3°C/s 2. Halten: 150-200°C für 60-120s 3. Reflow: Spitze 235-250°C (SAC), TAL 30-90s 4. Abkühlen: 2-4°C/s bis <100°C

Berechnungsbeispiel

SAC305-Paste (Liquidus 217°C): Vorheizen auf 150°C bei 2°C/s (65s), Halten bei 150-200°C für 90s, Spitze 245°C mit 60s über 217°C (TAL), Abkühlen bei 3°C/s. Gesamtprofilzeit ≈ 65 + 90 + 50 + 50 = 255s (4 Min. 15 Sek.).

Wann Sie diesen Rechner verwenden sollten

• Einrichtung eines Reflow-Ofens für eine neue Lotpaste
• Fehlerbehebung bei Reflow-Defekten durch Profilvergleich
• Qualifizierung eines neuen Reflow-Ofens
• Bewertung von Niedrigtemperatur-Paste (SnBi)

Häufige Fehler

• Dasselbe Profil für alle Boarddesigns verwenden
• Spitzentemperatur ohne PCB-Oberflächenmessung einstellen
• Abkühlrate ignorieren
• TAL-Grenzen überschreiten

Ergebnisse interpretieren

• Die Profilzonen (Vorheizen, Soak, Reflow, Abkühlen) leiten sich aus der gewählten Paste ab — SAC305 erreicht eine höhere Spitze (~245 °C) als SnPb (~215 °C).
• Die Spitzentemperatur muss den Schmelzpunkt mit ausreichend Reserve für die Benetzung überschreiten, aber unter den Schädigungsgrenzen von Bauteil und Laminat bleiben (oft maximal 250 °C bei SAC).
• Die Zeit über Liquidus (TAL) bestimmt das Wachstum intermetallischer Phasen: zu kurz ergibt schwache Lötstellen, zu lang führt zu spröden intermetallischen Phasen und Platinenstress.
• Aufheiz- und Abkühlraten sind Grenzwerte, keine Zielwerte — ihre Überschreitung birgt das Risiko von Tombstoning, Lunkern und Thermoschock; überprüfen Sie das reale Ofenprofil mit einer thermoelementbestückten Platine.

Relevante Normen und Referenzen

• J-STD-020 — Feuchtigkeits-/Reflow-Empfindlichkeitsklassifizierung für SMD
• IPC-7530 — Richtlinien für SMT-Temperaturprofilierung
• IPC/JEDEC J-STD-075 — Lötprozess-Eignung nicht-IC-Bauteile

Häufig gestellte Fragen

Was passiert bei zu hoher oder zu niedriger Spitzentemperatur?

Zu niedrige Spitzentemperatur oder zu kurze TAL verursacht unvollständige Benetzung, kalte Lötstellen, Head-in-Pillow-Defekte und offene Verbindungen. Zu hohe Temperatur beschleunigt Kupferauflösung, verkohlt Flussmittel und beschädigt hitzeempfindliche Bauteile.

Wie unterscheidet sich ein bleifreies Profil von einem verbleiten (SnPb)?

Bleifreies Lot (SAC305, Liquidus 217°C) erfordert Spitzentemperaturen von 235-250°C, etwa 25-30°C höher als SnPb (Liquidus 183°C, Spitze 210-225°C). Bleifreie Profile haben engere Prozessfenster und erfordern bessere thermische Gleichmäßigkeit. Bauteile müssen gemäß J-STD-020 für die höhere Temperatur MSL-eingestuft sein.

Was ist eine Stickstoff-Reflow-Atmosphäre und wann wird sie benötigt?

Stickstoff-Reflow verdrängt Sauerstoff im Ofen und verhindert Oxidation. Empfohlen für bleifreie Prozesse, Fine-Pitch-Bauteile und BGA. Verbessert Benetzung um 10-20%.