Nachdem der Pick&Place-Automat alle SMD-Bauteile auf der Platine mit aufgetragener Lotpaste platziert hat, gelangt die Platine in den Reflow-Ofen — den Schritt, in dem die Paste schmilzt und dauerhafte Lötstellen zwischen den Bauteilen und den PCB-Pads gebildet werden. Dieser Schritt erscheint einfach, aber Temperatur, Geschwindigkeit und Aufheizprofil haben direkten Einfluss auf die mechanische und elektrische Qualität jeder Lötstelle auf der Platine.
Der Reflow-Prozess folgt einem präzise definierten Temperaturprofil, das in mehrere Zonen unterteilt ist: Vorheizen, das die Temperatur der Platine und der Bauteile langsam anhebt, um thermische Schocks zu vermeiden; Haltebereich, in dem der Flussmittelanteil der Paste aktiviert und Lösungsmittel verdampfen; Reflow-Zone, in der die Temperatur den Schmelzpunkt des Lotes erreicht und die Lötstelle gebildet wird; sowie kontrolliertes Abkühlen, das die Mikrostruktur und mechanische Festigkeit der fertigen Lötstelle bestimmt.
Das Profil ist nicht für jedes Projekt gleich. Bauteilausdichte, thermische Masse der Platine, Lotlegierung in der Paste und die Temperaturempfindlichkeit bestimmter Bauteile — all das beeinflusst das optimale Profil. Eine Platine mit massiven Kupferflächen und schweren Bauteilen erwärmt sich anders als eine dünne Platine, die hauptsächlich aus kleinen 0402-Passivbauteilen besteht. Wir passen das Profil dem Projekt an, nicht das Projekt dem Profil.
Besondere Aufmerksamkeit widmen wir feuchtigkeitsempfindlichen Bauteilen — sogenannten MSL-Bauteilen (Moisture Sensitivity Level). Solche Bauteile können, wenn sie zu lange der Umgebungsfeuchte ausgesetzt sind, durch das plötzliche Verdampfen der Feuchtigkeit während des Reflows beschädigt werden, was zu internen Rissen führt, die schwer zu diagnostizieren sind, da sie von außen nicht sichtbar sind. Für MSL-Bauteile halten wir die Herstellervorgaben zu Lagerbedingungen und Floor Life ein.
Nach dem Verlassen des Ofens kommt jede Platine zur Sichtprüfung — Überprüfung der Qualität aller Lötstellen unter dem Stereomikroskop. Wir suchen nach kalten Lötstellen, Brücken zwischen Pads, Bauteilen, die sich verschoben oder aufgestellt haben (Tombstoning), sowie nach jedem anderen Defekt, der sichtbar ist, bevor die Platine zum Funktionstest oder zur PTH-Montage weitergeht. Ein direkt nach dem Reflow entdeckter Fehler ist in der Regel behebbar; ein Fehler, der erst im fertigen Gerät beim Kunden entdeckt wird, ist nie günstig.