Thermisches Profiling

Thermisches Profiling bezeichnet die präzise Temperaturüberwachung während des Lötprozesses in der SMD-Fertigung. 

Warum braucht es thermisches Profiling?

In einem Reflow-Ofen durchläuft die bestückte Leiterplatte mehrere Temperaturzonen: Vorwärmen, Aktivieren, Reflow (Schmelzen) und Abkühlen. Über den gesamten Reflow-Prozess hinweg müssen bestimmte Temperaturverläufe eingehalten werden, damit das Lötzinn korrekt schmilzt und sich sauber mit den Bauteilanschlüssen und den Leiterplattenpads verbindet.

Zu hohe Temperaturen können empfindliche Bauteile beschädigen, zu niedrige Temperaturen hingegen führen zu kalten Lötstellen oder unzureichender Benetzung. Ein für das Produkt idealer Temperaturverlauf wird als Profil bezeichnet.

Mithilfe spezieller Messgeräte – sogenannten Temperaturprofilern – kann der Temperaturverlauf während des Reflow-Prozesses gemessen und die Einhaltung des Profils geprüft werden.

Ofenprofiling vs. Leiterplattenprofiling

Beim thermischen Profiling kann zwischen Ofenprofiling und Leiterplattenprofiling unterschieden werden:

• Beim Ofenprofiling werden die Parameter des Ofens wie die Temperaturentwicklung in verschiedenen Heizzonen oder die Transportgeschwindigkeit gemessen
• Beim Leiterplattenprofiling wird über spezielle Thermofühler, die direkt auf der Leiterplatte angebracht werden, die Temperaturentwicklung in ausgewählten Spots-of-Interest auf der Leiterplatte während des Reflowprozesses gemessen.

Des Weiteren kann zwischen automatischem und manuellem Profiling unterschieden werden. 

Automatisches vs. manuelles Profiling

• Manuelles Profiling bezeichnet die exemplarische Aufnahme eines Profils mit einem Profiler, der einen vollständigen Reflow-Zyklus im Ofen durchläuft.
• Automatisches Profiling ist die dauerhafte Überwachung des Ofens durch fest verbaute Sensoren.

 

Gibt es thermisches Profiling auch für Wellenlötanlagen?

Ja, neben Reflow-Öfen können auch Wellenlötanlagen mit spezialisierten thermischen Profilern überwacht werden.

Was bringt thermisches Profiling?

Thermisches Profiling bringt Sicherheit und Prozesskontrolle in den SMD-Prozess: Ohne eine Überwachung des Ofens ist der Lötprozess eine Blackbox. Nur thermisches Profiling erfasst alle relevanten Prozessparameter und macht so aus der Blackbox einen transparenten, regelbaren Prozessschritt. Die Vorteile des thermischen Profilings sind:

• Höhere Produktqualität: Das thermische Profiling beantwortet die Frage, ob sich der Prozess noch innerhalb der Spezifikation befindet. Ausschuss und Nacharbeit werden so minimiert.
• Prozesskontrolle: Das thermische Profiling überwacht alle relevanten Prozessparameter. Laufen die Werte aus dem Ruder, kann gezielt gegengesteuert werden
• Optimierung des Lötprofils: Durch die genaue Datenerfassung können die Lötprofile produktspezifisch optimiert werden für einen noch effizienteren Prozess.
• Prozessoptimierung: Thermisches Profiling macht Prozesspotenziale sichtbar, die vorher noch nicht erkennbar waren.