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Heiztechnologie

Von IR bis Hybrid

Alle MARTIN Reparaturarbeitsplätze setzen auf die gleichzeitige und schonende Erwärmung der elektronischen Baugruppe von oben und unten. Dabei achten unsere Technologen auf höchste Prozessqualität und nutzen modernste Analysesysteme zur Optimierung.

Der Energieeintrag in das SMT-Bauteil von oben erfolgt grundsätzlich über Heißgas, für die Erwärmung der Leiterplatte von unten bietet MARTIN - dem Anwendungsbereich optimal angepasst - unterschiedliche Heiztechnologien mit Heizleistungen von 50 W bis 10000 W. 

Die unterschiedlichen Technologien

Heißgas-Technologie

  • Kompakte Heißluftquelle für schnelle und exakte Wäre von oben

Heißgas als Übertragungsmedium ist sehr effizient und präzise regelbar und eignet sich deshalb optimal zur erwärmung der empfindlichen SMT-Bauteile. Lötwerkzeuge führen die heiße Luft exakt zu dem Ort, wo sie benötigt wird und schützt benachbarte Bauteile vor ungewünschten Überhitzungen. 

Die Bauteilformen können von Applikation zu Applikation sehr unterschiedlich sein: SMD-LED, BGA, CSP, QFN, SO, DIMM, THT/SMD-Stecker und trotzdem sind für alle SMT-Typen Lötwerzeuge vorhanden. Dabei wird beim Design der Lötwerkzeuge auf eine ausgewogene Wärmeverteilung über dem Bauteil geachtet, so dass alle Lötpunkte gleichzeitig in Schmelze kommen. 

Mit dem richtigen Lötwerkzeug wird der Reflow-Prozess möglichst schonend für das Bauteil, die benachbarten Bauteile du die Leiterplatte eingestellt.

Lötwerkzeuge

  • CSP Lötwerkzeug 12x18mm²
  • optimierte Wärmeverteilung auf CSP Lötwerkzeug 12x18mm²
  • Bsp. Rework von Netzwerstecker
  • -> Kleine SMD sind in der Nähe
  • -> Lötwerkzeug führt die Wärme
  • -> Heißgas Lötwerkzeug

Bei der Parametrisierung eines Reflowprofils kann man sich beim Rework auf ein einzelnes Bauteil fokussieren, ganz im Gegensatz zum Reflowofen, in dem ein für alle Bauteile akzeptierbares Lötprofil eingestellt wird. Solange der lokale Wärmeeintrag in das Bauteil und die Leiterplatte kontrolliert erfolgt, ist der Reworkprozess ein prinzipiell sehr bauteilschonender Vorgang. Bei Heißgasober- heizungen werden Lötwerkzeuge eingesetzt, die sich auf die speziellen Erfordernisse perfekt anpassen lassen (vgl. Bilder in Sliderbox) sie:

  • verteilen die Wärme gleichmäßig über dem Bauteil, (großflächiger BGA, empfindliche CSP, Sockel, etc),
  • verhindern durch die Düsengeometrie das Aufheizen ungewollter Stellen (Mitte vom QFP, Innenliegende Komponenten eines Abschirmungsrahmen) und
  • vermeiden das Aufschmelzen benachbarter Bauteile (sehr lokaler Wärmeeintrag)

Mehr denn je ist eine möglichst hohe Qualität Zielsetzung sämtlicher Prozessschritte in der Produktion. Dieses Streben wird insbesondere durch sinkende Margen bei starkem Wettbewerb vorangetrieben. Für jeden Anwender ist also entscheidend die Ausbeute (Yield) beim Reworkprozess zu maximieren. Werden SMT Bauteile unsachgemäß erhitzt, kann es beim Rework schnell zum Einbruch der Ausbeute kommen. So kann inhomogenes Erwärmen beispielsweise zu:

  • Drehbewegungen des Bauteils beim Einschwimmen im Reflowprozess führen,
  • Void-& Lunkerbildung führen, weil sich Lötstellen unterschiedlich lang in Schmelze befinden,
  • Beschädigungen der elektronischen Komponente durch lokale Überhitzungen kommen oder zu
  • unnötig langen Prozesszeiten bei hoher Temperatur führen.

Aber nicht nur bei IC-Chips wie BGAs, QFPs etc. sondern insbesondere bei ausgedehnten Komponenten wie SMD Steckern oder LEDs werden die Vorteile von Lötwerkzeugen offensichtlich: Werden nämlich hier die Kunststoffgehäuse unsachgemäß erwärmt, weil die Wärme nicht gleichmäßig und korrekt an die Lötstellen geführt wird, können Kontaktfedern und mechanische Abmessungen Schaden nehmen; oder sich beispielsweise Kunsstofflinsen bei LEDs verfärben.

Hierbei ist zu erwähnen, dass es lediglich eine überschaubare Anzahl an Werkzeugen bedarf, um Rework mit Heißgassystemen durchzuführen. Meist reichen 10 unterschiedliche Werkzeuge aus, um alle relevanten Komponenten einer Fertigung zu bearbeiten.

Für Spezielle Aufgaben stehen unsere Technologen jederzeit zur Verfügung. 

Hybrid-Technologie

  • Hybride Unterheizung für gleichmäßge und präziese Erwärmung

Die patentierte Hybrid-Technologie ermöglicht für mittelgroße (z.B.: Netbook, Europakarte) und große Leiterplatten (z.B.: Telekommuikation, Leistungselektronik) die geforderte gleichmäßige und schonende Erwärmung.

Durch den kombinierten Einsatz von Wärmestrahlung und Heißluft kann die Wärme effizient in die Leiterplatte eingetragen werden. Es entsteht eine gleichmäßige Erwärmung über die Fläche der Leiterplatte. Mechanische Spannungen verursacht durch ungewünschte Temperaturunterschiede werden auf ein Minimum reduziert. Verformungen durch lokales Überhitzen (Delaminieren, Verwinden...) oder gar Farbumschläge bleiben vollständig aus.

Insbesondere bei dem Rework von LEDs Substarten, Server Boards oder im Bereich von Automotive-Anwendungen, wo Leiterplatten meist eine große thermische Masse besitzen, bietet sich die Hybrid-Technologie wegen ihrer guten Wärmeübertragungseigenschaften besonders an.

IR Technologie

  • 110W IR-Unterheizung - vorsichtig und genau
  • 2000W IR-Unterheizung - schnell und leistungsstark

Für kleine Leiterplatten (bis 80x110mm²), wie sie beispielsweise in Mobiltelefonen, Sensorapplikationen und im Medizinbereich vorkommen, empfiehlt sich die kompakte Infrarotunterheizung IRH mit 110W Heizleistung.

Manuelle Prozesse bei denen z.B. mit dem Handlötkolben gearbeitet wird, werden gerne durch einfache und preiswerte Infrarot-Unterheizungen unterstützt. MARTIN bietet unterschiedliche Modelle von 500W-2000W an.

Die Eigenschaften der schnellen und präzise regelbaren Infrarotstrahler haben in manuellen Prozessen als reine Unterheizungsgeräte sowie auch als Unterheizung in EXPERT 10.6-Rework Arbeitsplätzen ihren optimalen Einsatzort. Für jede Applikation ist die richtige Unterheizung verfügbar.

Umluftofen Technologie

Das Kompaktreflowsystem MINIOVEN 04 nutzt zur Erwärmung der Chips einen schnellen und präziese regelbaren IR Strahler. Allerdings werden die SMT-Bauteile beim Prozessieren vor direkter Wärmeeinstrahlung geschützt. Die patentierte Heißluftumwälzung im MINIOVEN 04 führt zu einem ausgewogenen und kontrollierbaren Erhitzungsprozess.

Um Oxidation des Lotes auf ein Minimum zu reduzieren und somit die Benetzungseigenschaften bei der nachfolgenden Reparatur zu verbessern, kann die Ofenkammer mit Stickstoff gespült werden (MINIOVEN 04/N)