Forum: Platinen Thomas Pfeifer Lötofen - Mein 2kW-Ofen ist zu langsam für das Altera Profil


von A. S. (rava)


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Hi,

ich habe den Reflow-Ofen von Thomas Pfeifer nachgebaut.
--> http://thomaspfeifer.net/backofen_smd_reflow.htm
Als Basis dient ein alter Tischbackofen aus DDR-Zeiten, der 8.8A zieht 
und somit eine Heizleistung von 2kW hat.

Leider ist mein Ofen nicht in der Lage, das Altera BGA-Profil aus der 
Software abzufahren. Im Vorgegebenen Zeitrahmen erreiche ich nicht 
einmal die halbe Temperatur (siehe excel-diagramm).

Mich wundert das etwas, denn die Leistung ist beachtlich und die 
Isolation ist auch nicht sooo schlecht. Er wird auch bei längerem 
Betrieb nur an manchen Stellen außen heiß. Nur die Abmessungen sind 
etwas groß, aber das war Absicht, da ich 19" Frontplatinen löten wollte. 
(etwa 40 x 25 x 25 cm)

Ich könnte allerdings auch das Problem haben, dass der Ofen schon heiß 
wird, nur meine Messung zu langsam ist. Immerhin ist mein Sensor die 
1N4148 im Glasgehäuse... aus Glas. Und Glas leitet die Wärme extrem 
schlecht auf das Halbleitermaterial.
--> Thermometerfehler 1. Art

Zum Vergleich habe ich noch ein Bratenthermometer, das eine 
Metalloberfläche zur Wärmeaufnahme besitzt. Dieses zeigt allerdings 
ähnliche Werte an, also gehe ich mal davon aus, dass meine Messung 
einigermaßen stimmt.

Welche Möglichkeiten habe ich also? Alles in die Tonne treten möchte ich 
noch (!) nicht. Leistung erhöhen kann ich nicht. Ich muss das 
Temperaturrofil verändern.
Dazu muss ich wissen, welche Bedeutungen die einzelnen Phasen im Profil 
haben
1. 100sek Aufheizen auf 150°C
2. 110sek Aufheizen auf 183°C
3. 10 sek Aufheizen auf 210°C
4. 30 sek 210°C halten
5. so schnell wie möglich abkühlen (Klappe auf!)

darf ich einfach die Dauer der Phasen 1 und 2 verdreifachen? Oder steckt 
da mehr dahinter als "Vorheizen"?

Ich möchte mit dieser Paste arbeiten: 
http://www.reichelt.de/Flussmittel-Loetpasten/CR-88/3/index.html?;ACTION=3;LA=2;ARTICLE=61392

: Verschoben durch Moderator
von Martin H. (martinhaag)


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Hallo, ich verwende einen Pizzaofen zum Reflow-löten. Ich habe das 
gleiche Problem, das der Ofen die Temperatur nicht schnell genug erhöhen 
kann. In der "Vorheizphase" bei dir 1. und 2. sollt es eigentlich 
möglich sein die Temperaturkurve einigermassen einzuhalten. Dein "soll" 
sieht allerdings seltsam aus. Ich kenne das eher so:

http://www.elektronik.htw-aalen.de/kleppmann/projektbeispiele/projektbeispiele.html

Deine Phasen 3. + 4. sehen bei mir so aus dass ich einfach voll heize 
bis ich die geforderte Maximaltemperatur erreiche und dafür die 30 
sekunden etwas verkürze. Ich denke vor allem die Temperaturen so über 
180°C können Bauteile und auch Paste nicht lange vertragen. Mit einigen 
Testläufen solltest du eigentlich eine Kurve finden die gute Resultate 
liefert.

Ach ja und zu schritt 5. ich bin der Meinung das es besser ist den print 
etwas langsamer abkühlen zu lassen. Ich habe meine ersten Prints nach 
Phase 4. aus dem Ofen genommen und dann haben sie durch die schnelle 
Abkühlung "geknirscht". Daher öffne ich die Ofentüre jetzt nur teilweise 
und lasse das etwas langsamer abkühlen.

Damit habe ich in der Praxis gute Ergebnisse erzielt und hate nie 
Probleme mit defekten Bauteilen oder so.

Bei kommerziellen Geschichten wirst du um einen Ofen mit verschiedenen 
Temperaturzonen nicht herumkommen

happy löten noch

Martin

von Patrick (Gast)


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Das Problem ist offensichtlich, dass Dein Ofen viel zu träge ist - so 
braucht er am Anfang eine satte Minute, bis die Temperatur überhaupt zu 
steigen anfängt (bzw. die Temperatur steigt nach dem Abschalten noch gut 
eine Minute weiter).
Weiterhin ist der Ofen zu langsam.
Hier ein halbwegs realistisches Lötprofil (das Erstbeste, das ich fand): 
http://www.spezial.com/commercio/bilder/bleifrei/maxim_4.gif

- Versuche, den Ofen zu optimieren (weniger Masse der Heizungen, 
direktere Beheizung (Spiegel etc.))
- Berücksichtige die Trägheit im Profil (z. B. längere Vorheizphase)

von Patrick (Gast)


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Nachtrag: In der englischen Wikipedia sind die Zonen ganz gut 
beschrieben: http://en.wikipedia.org/wiki/Reflow_soldering

von A. S. (rava)


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danke, euch beiden.

also ich hab jetzt einfach mal angefangen zu experimentieren und bin bei 
einer bestimmten Kurve angekommen.
Das Zinn schmilzt (hurra), allerdings wird es an den Lötstellen sehr 
rotbraun/kupferfarben. Wenn man größere Mengen Zinn nimmt, sieht man 
dass das Zinn schon richtig sitzt. Der Dreck scheint von einem 
Flussmittel oder etwas Ähnlichem zu kommen.

Was meint ihr? Woran liegt's? Temperatur zu hoch? Hitze zu lange?

ich messe gerade meine ersten Versuche durch und erstatte dann später 
nochmal Bericht.

von Gregor B. (Gast)


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Der Ofen, der in dem Link verwendet wird, hat ein Quarzheizelement.
Das ist ratzfatz auf Temperatur und auch genauso schnell wieder kalt 
(kleine thermische Zeitkonstante). Dein alter Backofen wird wohl kein 
Quarzheizelement haben, entsprechen hoch ist die thermische 
Zeitkonstante des Systems.

von c. m. (Gast)


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kann es sein das die energie von den heizstäben nicht schnell genug zum 
rest des innenraums transportiert wird?
worauf ich hinaus will: sind die heizstäbe vielleicht an der ofendecke 
angebracht und ein wenig luftverwirbelung im ofen würde evtl was 
bringen?

von A. S. (rava)


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der Ofen arbeitet mit Ober- und Unterhitze, wobei nur etwa 500W von 
unten kommen - und die entsprechende Heizspirale ist auch nichtmal im 
Backraum sichtbar (im vergleich zu denen von oben). Vermutlich ist sie 
in einem Zwischenraum angebracht. Ich weiß nur von 3 Elementen, weil ich 
3 Anschlüsse im Ofen habe, die ich mit dem SSR schalte.

Ob es Quarz ist, weiß ich nicht. Ein Heizelement (Backofendecke) ist 
definitiv stärker als die anderen beiden. Es arbeitet mit gut 1kW und 
ist auch das Einzige das nach einer Weile Betrieb anfängt, organgerot zu 
glühen. Werkstoffkundler, bitte nicht auf die Farbe festnageln ;)


Meine Tests haben jetzt aber gezeigt, dass ich aber auch mit 
verlängerter Lötzeit funktionsfähige Ergebnisse erzielen kann.

Die Farbe des Mittels im Lot ist - wie gesagt - etwas seltsam und wenn 
ich nicht die Klappe zum Abkühlen öffne, können sich auch die Platinen 
selbst verfärben, aber die Dinger sind - zumindest in den ersten Tagen - 
funktionsfähig.
Wie lang das hält und wie robust das ist, kann ich natürlich schlecht 
abschätzen.


Leider habe ich auch derzeit keine Kamera für Bilder. Das Mistding hat 
vor 3 Wochen den Geist aufgegeben.




Wie komme ich an einen 300°C-hitzeresistenten Ventilator, mit 
entsprechender Anschlussleitung, damit ich daraus einen Umluftherd 
machen kann ;)
Viellicht sollte ich das für den Moment doch eher sein lassen, da der 
Ofen zu funktionieren scheint?!

von Johann L. (radiostar)


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A. S. schrieb:
> Wie komme ich an einen 300°C-hitzeresistenten Ventilator, mit

Motor außerhalb des Gehäuses montieren mit langer Achse nach innen. Als 
Lüfterrad eine Riemenscheibe aus einem Rollermotor.

von Thomas P. (Firma: www.thomaspfeifer.net) (thopf) Flattr this


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A. S. schrieb:
> [...]und die entsprechende Heizspirale ist auch nichtmal im
> Backraum sichtbar (im vergleich zu denen von oben). Vermutlich ist sie
> in einem Zwischenraum angebracht. [...]

Bei meinem Ofen war oben und unten noch ein Blech mit vielen Langlöchern 
(Berührschutz). Mit den Dingern war mein Ofen auch "zu langsam".

von Jürgen (Gast)


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Nach einem ersten Pizzaofen habe ich mir, wegen der ungleichmäßigen 
Temperaturverteilung einen Ofen mit Umluft gekauft. Der ist zwar leider 
größer als der erste aber die Umluft verteilt die Wärme deutlich besser.
Mit 1600W ist er leider auch etwas zu langsam für die üblichen Profile. 
Habe aber auch schon lineare Temperaturprofile gefunden. Dazu passt es 
schon eher.

Um einen schnelleren Temperaturanstieg zu erreichen habe ich schon mit 
dem Gedanken gespielt einen 300 oder 500W R7s Quarz-Halogen-Stab 
zusätzlich im inneren des Ofens zu installieren. Die Fassung ist aus 
Keramik, die Anschlußkabel temperaturstabil isoliert und die Röhre 
sollte es auch aushalten. In einem Fluter ist es sicher ähnlich warm.
Nebeneffekt: nette Innenraumbeleuchtung.

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