Reflow aus "rückgekoppelte" Heißluftpistole vs. Toaster vs. Heißluftgebläse

[Silvio K. (exh)]

Die Sache wird ernst. Ich muss SMD-Bestücken und habe das auch schon bei 
einem Freund des öfteren im bekannten Pizza-Ofen+PCL-Pool-Steuerung 
gemacht. Ging eigentlich gut. Mich stört "nur" die Prozessunsicherheit 
bezüglich der Temperatur: Auf der einen Seite glüht die Heißwendel mit 
600-700 Grad vor sich hin, irgendwo ist die Leiterplatte und der 
Temperatursensor wiederum in der Nähe. In den knapp 700 Theads zum Thema 
Reflow schimpfen sehr viele Leute über zu wenig Leistung beim Pizzaofen. 
Ob das der richtige Ansatz ist die Leistung zu erhöhen? Ich denke nicht, 
weil das Temperaturgefälle sicher nicht besser wird und es noch mehr in 
Richtung Infrarotheizung geht.
Die Idee mit der rückgekoppelten Heißluftpistole (Kreislauf) wollte ich 
nachgehen, da ist mir heute wieder eine neue Idee mit dem 
Heißluftgebläse gekommen. Eine große Heizwendel + großem 
langsam-laufenden Lüfterrad aus Stahlblech. Ich habe mir als "Gar"-Raum 
eine dünnwandige Blechbüchse besorgt, die mit ihren 7 Liter Inhalt ca. 
0,5 kg auf die Waage bringt. Meine Idee geht in Richtung Dämmwolle drum, 
Heizwendel und Lüfterrad rein. Dann sollen 2 Temperatursensoren hinein, 
einen vor und einen nach der Heizwendel. Und eine einfache AVR-Regelung 
(Regelschleifentakt 1-10 Hz) mit dem MAX31855 als K-Element-ADC + 
serieller Kommunikation mit dem PC (als übergeordnete Regelung{Profil, 
Logging etc.}).

Von euch würde ich gerne konstruktive Verbesserungsvorschläge hören. Ich 
möchte das technisch gut umsetzen, auch wenn es vielleicht nicht perfekt 
aussieht. Mechanische Fähigkeiten sind eigentlich vorhanden.

Als Anhang eine Bilderfolge aus allen Ideen:
Reihe 1: Toasterheizelement, Heißluftpistole offen, Büchse + Heizelement 
aus der Pistole, Alu-Lüfterrad aus ehemaligen Nummernschild,
2. Reihe: Heißluftheizung, 2x Innenansicht, Lüfterrad auf Welle + 
DC-Motor.

PS: Leiterplattengröße geht in Richtung Eurokarte und zeitlich schnell.
PSS: Wenn das keine Schnappsidee ist und es erfolgreich läuft, berichte 
ich selbstverständlich gerne darüber...

Viele Grüße

Silvio

[Hackel (Gast)]

Nimm 2 Baustrahler, einer unten ausgeschlachtet und einer oben mit der 
Steuerung. In den "Raum" bastelst du dir ein paar Temperatursensoren und 
steuerst den oberen Baustrahler. An den unteren kommen von aussen noch 
ein paar PC-Luefter und gut ist. Funktioniert wie die Sonne. Wenn ich 
deinen Bastelkram da sehe geht das eher in die Richtung Klimaanlage ... 
;-).


Beste Grüße.

[Silvio K. (exh)]

Ja,Baustrahler habe ich schon mal gehört. Das geht aber dann noch mehr 
in Richtung Infrarot. Du meinst doch die Baustrahler-Lampen, 300W 
Halogen,etc. ?
Der Begriff Klimaanlage ist auch gut, aber genau in diese Richtung soll 
es gehen.

Silvio

[Silvio K. (exh)]

Die Resonanz hält sich in Grenzen, ist aber auch kein Wunder bei diesem 
leidigen und "seltenen" Thema Reflow-Ofen.

Ich gehe erst mal weiter in Richtung Heizlüfter-Element in der 
thermisch-isolierten Box. Das Heizelement habe ich vom Plaste und Elaste 
aus Schkopau befreit und in die Büchse eingebaut. Der Ventilator sitzt 
drunter und dreht sich mit kleiner 25 Hz. Mit 500 Watt (kleinste Stufe) 
wird es schon gut warm, gibt die Wärme aber auch in alle Richtungen 
wieder ab. Was kommt, sind Isolierung und 
Thermoelement/Messwertaufnahme.

Mal gucken.

Viele Grüße

Ich nehme den Thread mal als Tagebuch, auch wenn die Antworten rar 
bleiben. Vielleicht kommt doch noch der ein oder andere Tipp.

Silvio

[Silvio K. (exh)]

So, wieder ein Stück voran. Isolierung drum und erste Messungen mit 
Hg-Thermometer und Notizzettel gemacht. Alles mit nur 500 W. Ich denke, 
es sieht vielversprechend aus. Und auch kaum Überschwingen nach dem 
Ausschalten der Heizung.

[Kabelkasper (Gast)]

Vielleicht eine blöde Frage, aber wie/wo kommt da jetzt die Platine 
rein?

[Hackel (Gast)]

Silvio K. schrieb:
> So, wieder ein Stück voran. Isolierung drum und erste Messungen mit
> Hg-Thermometer und Notizzettel gemacht. Alles mit nur 500 W. Ich denke,
> es sieht vielversprechend aus. Und auch kaum Überschwingen nach dem
> Ausschalten der Heizung.

Jetzt musst du die Wärme auch schnell wieder los werden ;-). Kannst du 
dein Thermometer mal in etwas einwickeln, etwas was ein wenig mehr 
Wärmekapazität besitzt. Die Platinen müssen die Wärme auch aufnehmen 
können und nicht nur die Luft ...


---

[Silvio K. (exh)]

Kabelkasper schrieb:
> wie/wo kommt da jetzt die Platine
> rein?

Es muss noch ein Gitterrost hinein und ein Luftleitblech. Ich denke, 
wenn es in Richtung der Skizze geht, wäre das okay.

Hackel schrieb:
> Jetzt musst du die Wärme auch schnell wieder los werden ;-)

Wollte es so machen wie beim Pizzaofen. Klappe auf und abkühlen lassen.

Ich habe mich gerade mit einem Kollegen unterhalten, und dieser sprach 
noch den Aspekt der Korrosion an. Bei den professionellen Öfen wird wohl 
teilweise mit Stickstoff gespült.

Wie relevant ist das? Weiß da jemand genauer Bescheid?

[David .. (david1)]

Nur mal so am Rande, schonmal dran gedacht deine Blechbüchse mit dem 
Schutzleiter zu verbinden, sonst grillst du irgendwann nicht deine 
Platinen sondern dich ;)

[Silvio K. (exh)]

David .. schrieb:
> Schutzleiter

Kommt noch.

Habe heute vom billig-kramer einen Topfuntersetzer(?) gekauft und 
missbrauche ihn als Gitterrost. Die Temperaturmessungen zeigen, dass 
durch das zusätzliche Material und die eingelegte Europlatine sich das 
dT/dt der Heizrampe ca. halbiert. Weiterhin habe ich Anschmelzversuche 
mit Blei-Zinn gemacht und muss über die Genauigkeit des Thermometers 
staunen. Zwischen 180 und 186°C schmilzt das letzte Lot in der äußersten 
Ecke. Im Bereich über der Heizwendel schon ab 157 °C. Daraus lässt sich 
eine Temperaturerhöhung von ca. 25 K abschätzen, die ja von der 
IR-Strahlung herrühren muss(?). Da sieht man die Unsicherheiten im 
jetzigen Aufbau. Vom Pizzaofen sprechen wir mal lieber nicht. Vielleicht 
genügt ein Unterlegen von Alu-Folie um den Effekt zu minimieren.

Auch ja, ich hatte die Leiterplatte mal auf knapp  260 °C hoch geheizt, 
danach sah sie deutlich dunkler aus.

[Silvio K. (exh)]

Erste Reflow-Lötung erfolgreich.

Ich habe noch zwei Bleche eingebaut und war mit dem Temperaturprofil bei 
500 W dann aber nicht mehr zufrieden. Mit nun 900 Watt erreiche ich nach 
4 min die gewünschten 230 °C und das bei einer Eurokarten-Beladung.

Für den ersten Lötversuch hatte ich noch eine einfache und kleinere 
Leiterplatte. War sehr schnell bestückt und gelötet. Alles per 
Handsteuerung. Die Notwendigkeit nach einer automatisierten 
Temperatursteuerung scheint nicht mehr so dringend, es geht auch ohne 
computerisierte Regelung sehr gut. Fenster ist auch im Ofen, sodass 
alles schön von oben beobachtet werden kann. Die groben Arbeiten sind 
abgeschlossen. Es wird sich zeigen, ob der Lötprozess mit 0402 + 
fine-pitch Controller auch so gut funktioniert. Bin aber optimistisch, 
da die Temperaturmessung recht genau ist und die -verteilung auch gut 
aussieht. Vielleicht kann der eine oder andere diesen Aufbau als 
Inspiration nutzen.

Viele Grüße

Silvio

[Silvio K. (exh)]

Gestern war es dann soweit. Eine Leiterplatte mit hunderten 0402, zig 
QFN und einem PQ208 mit 0.5 Pitch wurden mit Herzklopfen gelötet. Hat 
gut funktioniert. Habe den Aufheizvorgang bei 120 °C eine halbe Minute 
unterbrochen und dann bis 220 °C hochgeheizt (endgültig abgeschaltet). 
Die Temperatur ging noch bis 235 °C hoch, was meiner Meinung in Ordnung 
war. Nach einer knappen Minute auf dieser Temperatur Deckel halb auf und 
fertig. Ein Beobachten des Lötvorgangs konnte durch das Fenster mit 
Taschenlampe wirklich gut erfolgen. Der gesamte Lötprozess nach 
stundenlangem Bestücken betrug insgesamt 5 Minuten.

Eine interessante Bestückungshilfe für den großen 208er-Brummer habe ich 
mir auch noch gebastelt, mit dem ein sauberes perfektes Aufsetzen auf 
die Lötpaste erst möglich wird. Das schreibe ich gegebenenfalls dann 
aber in einem neuen Thread. Bis dahin...

Viele Grüße

Silvio

[Guido C. (guidoanalog)]

Hallo Silvio,

Silvio K. schrieb:
> Hat
> gut funktioniert.

Herzlichen Glückwunsch. Das Ergebnis sieht sehr gut aus! Ich persönlich 
hätte dem PQ208 ein ganz klein wenig mehr Lötpaste spendiert, wobei ich 
zugeben muss, dass dies sicher nicht nötig ist sondern eher meinem 
persönlichem Geschmack entspricht.

Das von Dir hier 
http://www.mikrocontroller.net/attachment/167186/Skizze.png skizzierte 
Konzept "schwebt" mir auch schon länger im Kopf herum. Wenn man es 
schafft die Temperatur der Luft, die ober- und unterhalb der Platine 
vorbeiströmt, entsprechend schnell zu regeln sollte man doch schon "die 
halbe Miete" haben. Allerdings hast Du das Konzept dann letztlich so 
nicht umgesetzt, oder sehe ich das falsch?

Mit freundlichen Grüßen
Guido

[Silvio K. (exh)]

Guido C. schrieb:
> Herzlichen Glückwunsch

Danke, ich freue mich auch. Beim Löten stand einiges auf dem Spiel, 
jetzt muss die Schaltung "nur" noch funktionieren.

> klein wenig mehr Lötpaste spendiert
die Pads habe ich beim layouten ziemlich groß gewählt, da ich den IC 
noch nicht da hatte. Aber man kann sich wohl wirklich auf ein Datenblatt 
verlassen. Durch die langen Pads war ausreichen Lötpaste vorhanden. Hat 
sich wohl alles zum und unters Pads gezogen.

> Allerdings hast Du das Konzept dann letztlich so
> nicht umgesetzt, oder sehe ich das falsch?

Doch doch, ich bin nur nicht mehr weiter drauf eingegangen. in:
http://www.mikrocontroller.net/attachment/167610/Katalog4.jpg
links unten sieht man das horizontale Blech unter dem Rost. Schützt vor 
der Wärmestrahlung und leitet die Luft. Unter diesem Blech sitzt auch 
das vertikale 2. Leitblech.

[Guido C. (guidoanalog)]

Hallo Silvio,

Silvio K. schrieb:
> Doch doch, ich bin nur nicht mehr weiter drauf eingegangen. in:
> http://www.mikrocontroller.net/attachment/167610/K...
> links unten sieht man das horizontale Blech unter dem Rost. Schützt vor
> der Wärmestrahlung und leitet die Luft. Unter diesem Blech sitzt auch
> das vertikale 2. Leitblech.

Ah, jetzt verstehe ich es besser. Ich war zu sehr auf die Bilder in 
Katalog3 (http://www.mikrocontroller.net/attachment/167337/Katalog3.jpg) 
fixiert. Die Leitbleche sind aber erst auf den Bildern in Katalog4 
(http://www.mikrocontroller.net/attachment/167610/Katalog4.jpg) zu 
sehen.

Weiterhin "gut Reflow".

Mit freundlichen Grüßen
Guido

[L. R. (keyboard)]

Hei,
@ Guido C. (guidoanalog)

Ergebnis sieht ja gut aus.

Aber was hältst du von der Sicherheit deines Eigenbaus?

schönen Abend

[Guido C. (guidoanalog)]

Hallo,

L. R. schrieb:
> Aber was hältst du von der Sicherheit deines Eigenbaus?

@Silvio
Da ich derzeit (leider) noch keinen Eigenbau habe geht die Frage wohl an 
Dich.

Mit freundlichen Grüßen
Guido

[F. F. (foldi)]

Ich mache zwar nichts mit SMD (ist mir zu fummelig) aber das Thema ist 
interessant.
Sieht alles gut aus und vor allem kompakt.

Mir persönlich gefällt die Idee mit dem Liegenden Toster. Das Umbauen 
der Auswurfes löst dann auch das Problem im dem Lüften.

Aber mein Respekt! Ich finde solche Sachen immer gut.

[Silvio K. (exh)]

L. R. schrieb:
> Aber was hältst du von der Sicherheit deines Eigenbaus?

Ich führe mich mal angesprochen. Naja, der Schutzleiter ist noch nicht 
dran, ich vertraue noch auf den FI. Das muss sich aber ändern.

Falls du Prozess-Sicherheit meintest: Durch die Spielereien mit dem 
Aufschmelzen von Lötzinnstückchen an verschiedenen Positionen im Ofen, 
weiß ich, das es in den wichtigen Bereichen keine großen 
Temperaturunterschiede geben kann. Dadurch sehe ich die Sache bin ich 
relativ entspannt.