Reflow-Löten

Reflow-Löten (englisch: Reflow Soldering) ist das Standard-Lötverfahren für die SMD-Bestückung. Dabei wird Lotpaste auf die Leiterplatte aufgetragen, die Bauteile darauf platziert und anschliessend im Reflow-Ofen kontrolliert erhitzt, bis die Paste aufschmilzt und eine dauerhafte Lötverbindung entsteht.

Das Verfahren ist schnell, präzise und reproduzierbar – ideal für die automatisierte Serienfertigung. Alle SMD-Bauteile auf einer Leiterplatte werden in einem einzigen Ofendurchlauf gleichzeitig gelötet.

Der Schlüssel zum erfolgreichen Reflow-Löten ist das Temperaturprofil. Es definiert, wie die Temperatur über die Zeit verläuft und besteht aus vier Phasen:

1. Vorheizzone (Preheat) – 25°C → 150°C

• Langsames Aufheizen mit 1–3°C pro Sekunde
• Verdampfung von Lösungsmitteln aus der Lotpaste
• Verhindert Thermoschock bei empfindlichen Bauteilen

2. Temperaturausgleich (Soak) – 150°C → 200°C

• 60–120 Sekunden auf konstantem Niveau
• Alle Bereiche der Platine erreichen gleichmässige Temperatur
• Flussmittel wird aktiviert und reinigt die Metalloberflächen

3. Reflow-Zone (Peak) – 200°C → 245°C (bleifrei)

• Die Lotpaste schmilzt auf und benetzt die Pads und Bauteilanschlüsse
• Zeit über Liquidus (TAL): 40–90 Sekunden
• Spitzentemperatur: 235–245°C (bleifrei) bzw. 210–225°C (bleihaltig)

4. Abkühlzone (Cooling) – 245°C → 25°C

• Kontrolliertes Abkühlen mit max. 4°C pro Sekunde
• Das Lot erstarrt und bildet eine kristalline Struktur
• Zu schnelles Abkühlen kann Risse verursachen

In der modernen Elektronikfertigung gibt es zwei Lotlegierungen:

Eigenschaft	Bleihaltig (SnPb)	Bleifrei (SAC305)
Legierung	Sn63/Pb37	Sn96.5/Ag3.0/Cu0.5
Schmelzpunkt	183°C	217–220°C
Peak-Temperatur	210–225°C	235–245°C
Benetzung	Sehr gut	Gut
Fehlerrate	Niedriger	Höher (Tombstoning, Voids)
Regulierung	RoHS-eingeschränkt	RoHS-konform
Einsatz	Militär, Medizin (Ausnahmen)	Standard (CE-Pflicht)

In Europa gilt seit 2006 die RoHS-Richtlinie – bleifreies Löten ist Standard. Ausnahmen bestehen für Medizintechnik, Militär und bestimmte Hochzuverlässigkeitsanwendungen.

• Tombstoning: Kleine Passivbauteile stehen senkrecht auf → Ursache: asymmetrisches Layout oder ungleichmässige Lotpaste
• Lötbrücken: Kurzschlüsse zwischen benachbarten Pads → Ursache: zu viel Lotpaste oder zu enge Pad-Abstände
• Kalte Lötstellen: Matte, körnige Oberfläche → Ursache: Peak-Temperatur zu niedrig oder zu kurze TAL
• Voids (Lunker): Hohlräume in der Lötstelle → Ursache: Ausgasungen, zu schnelle Aufheizrate
• Verformung (Warpage): Platine oder BGA-Gehäuse verbiegen sich → Ursache: ungleichmässige Erwärmung
• Head-in-Pillow: BGA-Kugel schmilzt nicht mit Lotpaste zusammen → Ursache: Warpage + oxidierte Oberflächen

Durch ein optimiertes Reflow-Profil, regelmässige Wartung des Ofens und eine präzise SPI-Kontrolle lassen sich diese Fehler zuverlässig vermeiden.

Moderne EMS-Dienstleister setzen Reflow-Öfen mit Stickstoff-Atmosphäre ein. Das verhindert Oxidation und verbessert die Benetzung – besonders wichtig bei bleifreiem Löten.

• Individuelle Profile: Jedes Produkt erhält ein massgeschneidertes Temperaturprofil
• Profilaufzeichnung: Lückenlose Dokumentation jedes Ofendurchlaufs gewährleistet Rückverfolgbarkeit
• SPI vor dem Ofen: 3D-Lotpasten-Inspektion stellt sicher, dass nur korrekt bepastete Boards in den Ofen gelangen
• AOI nach dem Ofen: Jede Lötstelle wird automatisch optisch geprüft

Achten Sie bei der Wahl Ihres Fertigungspartners darauf, dass diese Qualitätsmassnahmen standardmässig implementiert sind.