SMD reflow oven voor dubbelzijdige componenten?

[ReneK]

Ik wil binnenkort wat prototype printen maken met dubbelzijdig SMD componenten er op.
Tot nu toe heb ik dat steeds uitbesteed bij PCB assemblage bedrijven, maar dat is me
te kostbaar voor de kleine series die ik nu op het oog heb.

Mijn idee is nu een SMD reflow oven te kopen om zelf proof-of-concept prototypes te maken.
Mocht het tot een commercieel product komen, dan ga ik assemblage uitbesteden.

Probleem is dat dubbelzijdige SMD componenten een must is voor dit ontwerp.
Op zowel de onderzijde als de bovenzijde van de print komen chip's variërend van kleine
TSSOP's tot LQFP's met ca. 100 tot 200 pinnen. En verder nog een heleboel 0402 gruis.

Maar hoe voorkom je dat componenten die reeds aan de onderzijde gemonteerd zijn er weer
afvallen als je de bovenzijde in de oven reflowt?

Heeft iemand hier ervaring mee bij DHZ printen?

Wat ik tot nu toe via Google heb gevonden:

-Lijm de componenten aan de onderzijde eerst vast met expoxy lijm. Hier een filmpje van Elektor:
https://www.youtube.com/watch?v=6M3MeADb1dE

Lijkt aardig, maar ook best een hoop extra geknoei met lijm dots tussen de solder paste. Met chip's misschien te doen, maar niet met 0402 componenten.

-Een ander idee is om voor de bovenzijde een solder paste te gebruiken die vloeit bij lagere temperaturen dan die voor de onderzijde. Je kunt de bovenzijde dan reflowen op een lagere temperatuur en de componenten op de onderzijde vallen er niet af.

Ik vraag me af of een infrarood oven ipv. hete lucht in staat is één zijde van de print voldoende te verhitten voor een reflow, terwijl de onderzijde voldoende 'koud' blijft om te voorkomen dat de componenten er af vallen. Of is dit een onzinnige gedachte?

Of moet ik dit niet willen en e.e.a. maar weer uitbesteden?

Suggesties welkom!

[vso]

Waarom niet laagje klei oid ? , als het unieke prints zijn ?

[Rmg]

Je voorkomt het niet, want het valt er (meestal) niet af. de 0402's zeker niet en ook de TSSOP's en LQFP's niet.

Gesmolten soldeer heeft genoeg surface tension om het vast te houden. http://www.circuitinsight.com/pdf/weight_limit_qfn_smta.pdf

de 'industriestandaard' is

Weight of the component (grams) / Sum of the area of all solder joints (square inches) = < 30

En dat is een conservatief Als je een rare zware SOC of SOM op je bord hebt zou ik die in de 2e pass reflowen, verder zou ik me er niet druk om maken. Zolang er niet tegen de oven gestoten word gaat dat goedkomen

[ Voor 103% gewijzigd door Rmg op 13-09-2019 11:04 ]

[ReneK]

@vso:
Hoe bedoel je dat? Eerst de componenten aan de onderzijde monteren en dan op z'n plek houden
met klei?

Werkt dat? Ik kan me voorstellen dat de klei wat krimpt of uitzet als e.e.a. verhit wordt.

Of werkt de klei alleen maar verkoelend en voorkomt het daarmee dat de componenten los raken?

@Rmg:
Dat is een geruststellende gedachte (op het woordje "meestal" na ;-)

Het idee is dan om gewoon maar een SMD infrarood oventje te kopen (sowieso altijd handig om te hebben) en dan maar uit te proberen.

Edit: Ah, ik zie dat je een interessante link hebt toegevoegd. Bedankt!

[ Voor 7% gewijzigd door ReneK op 13-09-2019 11:02 ]

[Flaat]

Heb je al gekeken wat het in kleine series kost als je het bij een Aziatisch PCB assemblage bedrijf? Kleine series in Europa maken is vaak veel makkelijker qua communicatie, maar in mijn ervaring ook vele malen duurder.

Zelf maken klinkt aantrekkelijk, maar de kosten zijn vaak alsnog hoog als je alles bij elkaar neemt, zeker als daar nog een flink leer proces bij moet komen.

[memphis]

Zal IR niet de makelijkste methode zijn?
https://www.thonauer.com/...ATN_Lightbeam_Spot_EN.pdf

Dan verwarm je meer alleen het deel dat gesoldeerd moet worden.

[ReneK]

Flaat schreef op vrijdag 13 september 2019 @ 11:04:
Heb je al gekeken wat het in kleine series kost als je het bij een Aziatisch PCB assemblage bedrijf? Kleine series in Europa maken is vaak veel makkelijker qua communicatie, maar in mijn ervaring ook vele malen duurder.

Klopt, in NL is assembleren erg duur. Ik heb tot nu toe alleen bedrijven in China gebruikt voor kale PCB's, maar nog nooit voor assemblage.

Kan interessant zijn, ik zal er eens verder naar kijken.

Bij bedrijven in NL heb ik zelf meestal de componenten aangeleverd (op het 'kippenvoer' na), omdat ik vaak speciale versies van chip's gebruik en dat niet wil overlaten aan hun inkoopafdeling.
Opsturen van componenten naar bv. China lijkt me echter wel meer gedoe.

Zelf maken klinkt aantrekkelijk, maar de kosten zijn vaak alsnog hoog als je alles bij elkaar neemt, zeker als daar nog een flink leer proces bij moet komen.

Mee eens. Uitbesteden levert minder kopzorgen op. Dit is echter een project dat ik voor het eerst zelf (voor-) financier, en ik moet een beetje op de uitgaven letten.

[ReneK]

memphis schreef op vrijdag 13 september 2019 @ 11:14:
Zal IR niet de makelijkste methode zijn?
https://www.thonauer.com/...ATN_Lightbeam_Spot_EN.pdf

Mooi spul, maar vermoedelijk een beetje buiten mijn financiele mogelijkheden

[memphis]

Overigens gaat hier op mijn werk alles dubbelzijdig ook gewoon door het hele proces, maar omdat we maar 1 kant kunnen afhandelen gaat alles 2x door de machine zonder enig probleem. Ook met reparaties dmv hete lucht hebben we hier geen probleem dat aan de onderkant componenten loskomen.

[ReneK]

@memphis:
Klinkt goed! Misschien zie ik problemen die er helemaal niet zijn ;-)

[memphis]

En mocht je het niet vertrouwen...

Dit is er ook:
https://www.eleshop.nl/smd-glue.html

[jeroen3]

Wat oudere belt conveyor ovens kunnen geen dubbelzijdige componenten aan.
Maar als je netjes een panel doorvoert is het geen probleem.

Een single board oven van EuroCircuits bijvoorbeeld heeft ook de montage voor het paneel.

Wat je eventueel nog kan doen is soldeerpasta veranderen voor de tweede run die een lager profiel kan hebben.

Let erop dat je officieel geen loodhoudende soldeer meer mag gebruiken op producten die je verkoopt*. Prototypen mag wel.

*op de europese markt brengt.

[ Voor 5% gewijzigd door jeroen3 op 13-09-2019 12:48 ]

[ReneK]

jeroen3 schreef op vrijdag 13 september 2019 @ 12:44:
Wat je eventueel nog kan doen is soldeerpasta veranderen voor de tweede run die een lager profiel kan hebben.

Dat stond ook al in mijn eerste message. Vraag me alleen af hoe goed dat werkt.

Let erop dat je officieel geen loodhoudende soldeer meer mag gebruiken op producten die je verkoopt*. Prototypen mag wel.

*op de europese markt brengt.

I know. Het gaat nu alleen om prototyping en proof-of-concept.
Als het verkocht gaat worden, besteed ik alles uit. De kwaliteit moet dan onberispelijk zijn.

[Cassettebandje]

Ik heb het wel eens gedaan, in een toaster oven met reflowcontroller, zonder hulpmiddelen. Chips en gruis bleef gewoon zitten als het ondersteboven hangt en de tweede keer gereflowed wordt.

[vso]

@ReneK klei krimpt (duh) maar dat lijkt me goed ipv slecht, maar ik zou de soldeertin met verschillende temps eerder proberen ..

tja anders doe je paar proef runs ? lijkt me ook niet meest moeilijke toch ?

[Nijn]

Cassettebandje schreef op vrijdag 13 september 2019 @ 15:22:
Ik heb het wel eens gedaan, in een toaster oven met reflowcontroller, zonder hulpmiddelen. Chips en gruis bleef gewoon zitten als het ondersteboven hangt en de tweede keer gereflowed wordt.

Same here. Had dezelfde twijfels als de TS, maar 't is echt geen issue. Surface tension is meer dan genoeg.

[jeroen3]

Vergeet niet dat de onderkant van je print bij het reflowen sowieso al een stuk koeler is dan de bovenkant, meestal een graad of 40-50 koeler. Als het goed is vloeit dat niet opnieuw.

Lijm gebruiken ze volgens mij alleen bij wave solderen, of als je maar èèn keer mag reflowen.

[LED-Maniak]

Zelfde ervaring hier, gewoon er doorheen jassen, mits je een reflow met lade gebruikt en niet op een belt.

Dubbelzijdig is wel kostbaar dus ik probeer het te vermijden. Liever een iets grotere PCB als het kan of kleinere componenten.

[ReneK]

vso schreef op vrijdag 13 september 2019 @ 21:56:
@ReneK klei krimpt (duh) maar dat lijkt me goed ipv slecht, maar ik zou de soldeertin met verschillende temps eerder proberen ..

Ik voel het meeste voor de laatste optie - lijkt me een betere methode.

Nijn schreef op vrijdag 13 september 2019 @ 22:02:
[...]
Same here. Had dezelfde twijfels als de TS, maar 't is echt geen issue. Surface tension is meer dan genoeg.

jeroen3 schreef op vrijdag 13 september 2019 @ 22:24:
Vergeet niet dat de onderkant van je print bij het reflowen sowieso al een stuk koeler is dan de bovenkant, meestal een graad of 40-50 koeler. Als het goed is vloeit dat niet opnieuw.

LED-Maniak schreef op vrijdag 13 september 2019 @ 22:27:
Zelfde ervaring hier, gewoon er doorheen jassen, mits je een reflow met lade gebruikt en niet op een belt.

Als ik deze reacties zo bekijk loopt het allemaal wel los.

LED-Maniak schreef op vrijdag 13 september 2019 @ 22:27:

Dubbelzijdig is wel kostbaar dus ik probeer het te vermijden. Liever een iets grotere PCB als het kan of kleinere componenten.

Dat is voor dit ontwerp geen optie. De print moet heel klein zijn en ik kies al kleine componenten. Verder kan ik alleen met dubbelzijdige componenten aan EMC eisen voldoen.

Iedereen bedankt voor de reacties! Het ziet er naar uit dat ik me druk maak om problemen die zich waarschijnlijk niet voordoen bij dubbelzijdige montage.
Ik denk dus dat ik gewoon maar een infrarood oven aanschaf en daarmee aan de slag ga.

Daarnaast ga ik nog even onderzoeken of uitbesteden in bv. China een aantrekkelijke optie is. Scheelt ook weer een hoop gedoe, waardoor ik me kan focussen op meer essentiele zaken.

[SA007]

Die lijm wordt overigens niet voor dubbelzijdig reflow gebruikt, maar als de onderkant als geheel door een wave solder gaat.
Als je dan je componenten niet vastlijmt dan ben je ze kwijt.

[jctjepkema]

Wij gebruiken op werk een ir smd oven uit het prachtige china, in combinatie met loodhoudend en niet loodhoudend soldeer pasta. Die hebben verschillende smelt temperaturen waardoor dat prima werkt! Eerst hoog en daarna laag, maar dat spreekt voor zich

[Flake]

Goede opmerkingen hier, weinig op aan te vullen. Gewoon 2x door de oven jassen dus. Alleen deze:

jeroen3 schreef op vrijdag 13 september 2019 @ 22:24:
Vergeet niet dat de onderkant van je print bij het reflowen sowieso al een stuk koeler is dan de bovenkant, meestal een graad of 40-50 koeler. Als het goed is vloeit dat niet opnieuw.

Lijm gebruiken ze volgens mij alleen bij wave solderen, of als je maar èèn keer mag reflowen.

Is niet waar bij convectie ovens (de betere). Die temperatuur rondom dat bord moet zoveel mogelijk homogeen zijn, dus er komt wel degelijk warmte van beide kanten en daardoor heb je veel minder temperatuurverloop binnenin het bord, zeker geen 40-50 graden. Bij wave heb je dat wel omdat je maar van één kant stookt.

jctjepkema schreef op zaterdag 14 september 2019 @ 18:31:
Wij gebruiken op werk een ir smd oven uit het prachtige china, in combinatie met loodhoudend en niet loodhoudend soldeer pasta. Die hebben verschillende smelt temperaturen waardoor dat prima werkt! Eerst hoog en daarna laag, maar dat spreekt voor zich

Dit is een hele domme opmerking waar ik serieus moeite mee heb. Loodhoudende tin is niet RoHS, als je daarmee door de mand valt mag je alles terugroepen.

ReneK schreef op vrijdag 13 september 2019 @ 23:18:
Daarnaast ga ik nog even onderzoeken of uitbesteden in bv. China een aantrekkelijke optie is. Scheelt ook weer een hoop gedoe, waardoor ik me kan focussen op meer essentiele zaken.

Zonder te weten wat je aan het maken bent, China is tegenwoordig helemaal niet zo aantrekkelijk meer voor kwalitatieve low volume productie. Zoek een lokale partner met assemblage in bijvb het oostblok, dat is een stuk beter te behappen.

[ Voor 16% gewijzigd door Flake op 15-09-2019 00:04 ]

[ReneK]

SA007 schreef op zaterdag 14 september 2019 @ 13:54:
Die lijm wordt overigens niet voor dubbelzijdig reflow gebruikt...

Mooi, dat scheelt weer gedoe!

Flake schreef op zondag 15 september 2019 @ 00:03:
Zonder te weten wat je aan het maken bent, China is tegenwoordig helemaal niet zo aantrekkelijk meer voor kwalitatieve low volume productie. Zoek een lokale partner met assemblage in bijvb het oostblok, dat is een stuk beter te behappen.

De communicatielijnen zijn dan wel korter, wat mijn voorkeur heeft.

Ik heb tot nu toe alleen ervaring met assemblagebedrijven die alles in NL doen, waarbij alleen de kale PCB's soms in het verre oosten of in het oostblok werden gemaakt.

Ik ken eigenlijk geen bedrijven in NL die in het oostblok laten assembleren.
Suggesties?

[Flake]

ReneK schreef op zondag 15 september 2019 @ 11:04:
De communicatielijnen zijn dan wel korter, wat mijn voorkeur heeft.

Ik heb tot nu toe alleen ervaring met assemblagebedrijven die alles in NL doen, waarbij alleen de kale PCB's soms in het verre oosten of in het oostblok werden gemaakt.

Ik ken eigenlijk geen bedrijven in NL die in het oostblok laten assembleren.
Suggesties?

Niet alleen communicatie, maar ook logistiek. Prolution en Connect Group zijn twee voorbeelden waar ik het van weet, België heeft er ook een aantal waar ik even niet op de naam kan komen, lokaal in Nederland valt er ook wel wat te shoppen bij 'kleinere' partijen zoals Global Electronics, Electro-Watt, etc.

[jctjepkema]

@Flake alsof we dat dan ook verkopen. Dat is voor prototypes in r&d... We produceren in china bij een fabriek die wel rohs doet...

Edit: topic starter heeft het toch zelfs over prototypes

[ Voor 19% gewijzigd door jctjepkema op 15-09-2019 11:46 ]

[ReneK]

Flake schreef op zondag 15 september 2019 @ 11:45:
[...]
Niet alleen communicatie, maar ook logistiek.

Mee eens.

Prolution en Connect Group zijn twee voorbeelden waar ik het van weet, België heeft er ook een aantal waar ik even niet op de naam kan komen, lokaal in Nederland valt er ook wel wat te shoppen bij 'kleinere' partijen zoals Global Electronics, Electro-Watt, etc.

Bedankt. Ik heb alle websites inmiddels gevonden en bewaard.