Sauerstoff-Messungen in Löt-Reflow-Öfen



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Reflow-Löten ist die gebräuchlichste Form des Anbringens von oberflächenmontierten Komponenten auf Leiterplatten (PCBs). Um die Oxidation auf den gelöteten Oberflächen zu minimieren, führen einige Öfen die Reflow-Phase unter einer Decke aus Stickstoff (N2) durch, um eine sauerstofffreie Umgebung zu gewährleisten. Durch diesen Prozess werden Defekte im Produkt weiter reduziert. Die Überwachung des Sauerstoffs ermöglicht die Steuerung der N2-Zufuhr, um die Produktqualität zu gewährleisten und auch eine Einsparung beim Gasverbrauch. Zur Messung des O2 können entweder Zirkoniumoxid- oder galvanische elektrochemische Sensoren verwendet werden.

Der Löt-Reflow-Prozess

Die Lötpaste wird aufgetragen und dann wird die Leiterplatte einem kontrollierten Heiz- und Kühlprofil unterzogen, um Defekte zu minimieren. In der Regel gibt es verschiedene Phasen oder Zonen im Ofen, jede mit einem bestimmten thermischen Profil; Vorheizen, (thermisches) Einweichen, Reflow und Abkühlen (siehe unten), manchmal wird auch die Hochlaufzeit der Temperatur gesteuert. Die Leiterplatten laufen auf einem Förderband von einem Ende zum anderen und durchlaufen dabei jede Zone. Üblicherweise werden keramische oder Infrarot-Heizungen (oder eine Kombination davon) verwendet, um die Wärme auf das Lot abzustrahlen. Der Begriff "Reflow" wird verwendet, weil das Lot geschmolzen wird und dann wieder erhitzt wird und erneut fließt. Moderne Systeme müssen nicht immer das Lot abkühlen und wieder aufheizen, sondern stellen lediglich sicher, dass die Reflow-Temperatur dabei überschritten wird. Entscheidend ist, dass die Bauteile nicht über eine Temperatur hinaus erhitzt werden, die zu Schäden führt.

Welche O2-Messtechnik?

Zirkoniumdioxid

  • Praktisch nicht verbrauchende Technologie
  • Sensoren haben eine sehr schnelle Ansprechzeit
  • Allerdings -

  • Kohlenwasserstoffe verbrennen auf dem Sensor und verbrauchen O2, was zu einem falsch niedrigen Messwert führt und möglicherweise die Installation eines Gaswäschers in der Leitung erfordert, der die Reaktionsgeschwindigkeit verlangsamt
  • Elektrochemisch

  • Sieht keine Störungen durch andere Gase (CO2 ist in diesem Prozess nicht vorhanden)
  • Sensoren sind billig zu ersetzen
  • Allerdings -

  • Sinkt langsam auf ppm-Niveau ab (das tatsächliche Niveau kann niedriger sein als der Messwert)
  • Muss sich von der Einwirkung von Luft oder hohen O2-Werten erholen
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    Messbereiche: 0 bis 10ppm bis zu 0 bis 100% O2

    Konfigurationen von Zirkoniumdioxid- oder elektrochemischen Sensoren

    KF40 oder Durchfluss-Prozessanschluss
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    Measurement Ranges: 0 to 100ppm up to 0 to 96% O2

    Monitor can be DIN rail, panel or wall mounting

    Analog, digital and relay outputs

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