DE102012217288A1 - Measuring temperature distribution in reflow soldering furnace, comprises measuring temperature of furnace by introducing test plate into printed circuit boards, and attaching a dummy of a structural member on upper side of the test plate - Google Patents

Measuring temperature distribution in reflow soldering furnace, comprises measuring temperature of furnace by introducing test plate into printed circuit boards, and attaching a dummy of a structural member on upper side of the test plate Download PDF

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Abstract

The method of measuring temperature distribution in a reflow soldering furnace, comprises measuring a temperature of the soldering furnace by introducing a test plate into printed circuit boards. The measuring step includes measures temperature on an upper side (30) of the test plate and in an air at a level of the test plate. The method further comprises attaching a dummy (39) of a structural member on the upper side of the test plate, and measuring a temperature in a through-hole in the plate. The test plate is configured for calibration of a reflow soldering furnace. The method of measuring temperature distribution in a reflow soldering furnace, comprises measuring a temperature of the soldering furnace by introducing a test plate into printed circuit boards. The measuring step includes measures temperature on an upper side (30) of the test plate and in an air at a level of the test plate. The method further comprises attaching a dummy (39) of a structural member on the upper side of the test plate, and measuring a temperature in a through-hole in the plate. The test plate is configured for calibration of a reflow soldering furnace. The temperatures are measured with known process parameters of the reflow soldering process in a first measuring process. The temperatures of the first measurement process compared to the temperatures of the later measurement process are varied so that deviations decrease between the temperatures. The first measuring process in a first reflow soldering furnace and the further measuring process in a further reflow soldering furnace are adjusted by varying the process parameters of the reflow soldering process. An independent claim is included for a test plate.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Temperaturverteilung in einem Reflow-Lötofen, wobei die Messung durch Einführen einer Testplatte anstelle der zu verarbeitenden Leiterplatten durchgeführt wird. Außerdem betrifft die Erfindung eine Testplatte mit Temperatursensoren, die insbesondere für dieses Verfahren geeignet ist. The invention relates to a method for measuring the temperature distribution in a reflow soldering oven, wherein the measurement is performed by inserting a test plate in place of the printed circuit boards to be processed. Moreover, the invention relates to a test plate with temperature sensors, which is particularly suitable for this method.

Verfahren zum Messen der Temperaturverteilung in Reflow-Lötöfen sind allgemein bekannt. Die Temperaturverteilung ist für das Gelingen des Lötvorganges von vorrangiger Bedeutung, so dass die Temperatur beispielsweise durch in dem Lötofen vorgesehene Temperatursensoren gemessen werden kann. Allerdings lassen diese Temperaturwerte keinen endgültigen Aufschluss darüber zu, wie die Temperaturverteilung auf der in dem Lötofen befindlichen, zu lötenden Leiterplatte ausgestaltet ist. Um hierzu beispielsweise für eine bestimmte Produktionsserie nähere Informationen zu erhalten, ist es gemäß dem Stand der Technik üblich, dass die herzustellende Leiterplatte vor der Herstellung mit Temperatursensoren versehen wird und die Messwerte aufgezeichnet und ausgewertet werden. Hierfür können spezielle Aussagen für einen bestimmten Lötvorgang getroffen werden. Methods for measuring the temperature distribution in reflow soldering furnaces are well known. The temperature distribution is of prime importance for the success of the soldering process, so that the temperature can be measured, for example, by temperature sensors provided in the soldering oven. However, these temperature values do not permit a definitive understanding of how the temperature distribution on the soldering oven located in the soldering oven is designed. In order to obtain further information, for example, for a specific production series, it is customary in accordance with the prior art that the printed circuit board to be produced is provided with temperature sensors before production and the measured values are recorded and evaluated. For this special statements can be made for a specific soldering process.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren sowie eine Testplatte, die für dieses Verfahren geeignet ist, anzugeben, mit denen allgemein gültige Aussagen über das Temperaturverhalten von Lötöfen getroffen werden können. The object of the invention is to provide a method and a test plate which is suitable for this method, with which generally valid statements about the temperature behavior of brazing furnaces can be made.

Diese Aufgabe wird mit dem eingangs angegebenen Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mit der Testplatte gleichzeitig die Temperatur auf der Testplattenoberseite, auf der Testplattenunterseite und in der Luft auf dem Niveau der Testplatte gemessen wird. Bevorzugt wird hierfür eine spezielle Testplatte verwendet, welche nicht aus der Serienproduktion stammt, sondern für wiederholte Messungen herangezogen werden kann. Hierdurch lässt sich vorteilhaft das Messverfahren vereinheitlichen und die Ergebnisse unterschiedlicher Messungen vergleichen. Insbesondere die Messung auf dem Niveau der Testplatte lässt vorteilhaft zusätzliche Aussagen über das Temperaturverhalten des Reflow-Lötofens zu, da sich auf dem Niveau der zu verarbeitenden Leiterplatten und damit auch der Testplatte die umgewälzten Luftmengen des Reflow-Lötofens treffen, die einerseits von oben und andererseits von unten beheizt werden. Hierbei ist zu berücksichtigen, dass die Testplatte sowie auch die zu verarbeitenden Leiterplatten waagerecht in dem Reflow-Lötofen geführt werden und somit auch das Niveau der Messung waagerecht ausgerichtet ist. Das Niveau der Messung kann innerhalb der Dickenausdehnung der Testplatte liegen. This object is achieved with the method given above according to the invention in that the test plate at the same time the temperature on the test plate top, on the test plate base and in the air at the level of the test plate is measured. Preferably, a special test plate is used for this, which does not come from series production, but can be used for repeated measurements. This advantageously makes it possible to standardize the measuring method and to compare the results of different measurements. In particular, the measurement at the level of the test plate can be advantageous additional statements about the temperature behavior of the reflow soldering, as to meet the level of processing circuit boards and thus the test plate, the circulated air flow rates of the reflow soldering oven, on the one hand from above and on the other be heated from below. It should be noted that the test plate as well as the circuit boards to be processed are routed horizontally in the reflow soldering oven and thus the level of the measurement is aligned horizontally. The level of measurement may be within the thickness of the test plate.

Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest auf der Testplattenoberseite eine Attrappe eines Bauelementes befestigt wird, dessen Temperatur gemessen wird. Unter einer Attrappe eines Bauelementes ist ein Körper zu verstehen, der sich als Modell des Bauelementes verwenden lässt. Dieser ist hinsichtlich seiner räumlichen Abmessungen und/oder seiner Wärmekapazität und/oder seiner thermischen Anbindung an die Testplatte dem Original nachempfunden. Bei der Attrappe kann es sich auch um ein elektronisches Bauelement handeln, welches im Leiterplattenprozess verwendet wird. Dieses wird auf der Testplatte allerdings gewöhnlich nicht elektrisch angeschlossen. Die Verwendung einer Attrappe hat den Vorteil, dass das Temperaturverhalten des modellierten Bauelementes beobachtet werden kann. Normalerweise befinden sich die Bauelemente im Reflow-Lötprozess auf der Oberseite der Leiterplatte, wobei auch auf der Unterseite der Leiterplatte Bauteile zum Einsatz kommen können. Daher ist es vorteilhaft auch möglich, Attrappen von Bauelementen auf der Unterseite der Testplatte vorzusehen. According to an advantageous embodiment of the invention it is provided that at least on the test plate top a dummy of a component is attached, whose temperature is measured. A dummy of a component is to be understood as a body that can be used as a model of the component. This is based on the original in terms of its spatial dimensions and / or its heat capacity and / or its thermal connection to the test plate. The dummy may also be an electronic component used in the printed circuit board process. However, this is usually not electrically connected to the test plate. The use of a dummy has the advantage that the temperature behavior of the modeled component can be observed. Normally, the components are located in the reflow soldering process on the top of the circuit board, whereby components can also be used on the underside of the circuit board. Therefore, it is also advantageously possible to provide dummies of components on the underside of the test plate.

Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Temperatur auf dem Niveau der Testplatte in einem Durchgangsloch in der Testplatte gemessen wird. Das Loch kann beliebige Querschnitte aufweisen, muss also nicht rund sein. Wichtig ist, dass das Loch einen Durchgang in der Testplatte bildet, da auf diese Weise die Zugänglichkeit für die Luft des Reflow-Lötofens sowohl von oben als auch von unten gegeben ist. Vorteilhaft ist der Temperatursensor in dem Durchgangsloch geschützt untergebracht und wird auf diesem Wege vor Beschädigungen geschützt. According to another advantageous embodiment of the invention it is provided that the temperature is measured at the level of the test plate in a through hole in the test plate. The hole can have any cross-sections, so it does not have to be round. It is important that the hole forms a passage in the test plate, as this provides accessibility to the air of the reflow soldering oven both from above and from below. Advantageously, the temperature sensor is housed protected in the through hole and is protected in this way from damage.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, dass die Testplatte zum Kalibrieren von Reflow-Lötöfen verwendet wird. Hierbei werden folgende Schritte durchlaufen. Die Temperaturen des Reflow-Lötprozesses werden in einem ersten Messvorgang bei bekannten Prozessparametern gemessen. Dann können spätere Messvorgänge durchgeführt werden, und zwar mit denselben Prozessparametern des Reflow-Lötprozesses, wobei ebenfalls die Temperaturen gemessen werden. Darauf folgend werden die Temperaturen des ersten Messvorganges mit den Temperaturen des späteren Messvorganges verglichen. Falls sich Abweichungen zwischen den Temperaturen ergeben, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Prozessparameter des Reflow-Lötprozesses derart variiert werden, dass die Abweichungen zwischen den Temperaturen sich verringern. Hier ist der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich zu erkennen. Durch die standardisierten Testbedingungen können die Testläufe mit der erfindungsgemäßen Testplatte vorteilhaft jederzeit wiederholt werden, wobei die einmal erzielten und abgespeicherten Ergebnisse mit den aktuellen Ergebnissen verglichen werden können. Hierdurch lassen sich Aussagen über den Lötprozess und den Reflow-Lötofen ermitteln, die, wie im Folgenden weiter erläutert, für eine Qualitätsverbesserung der Lötergebnisse eingesetzt werden können. According to a particular embodiment of the method, it is provided that the test plate is used for calibrating reflow soldering ovens. Here are the steps to go through. The temperatures of the reflow soldering process are measured in a first measuring process with known process parameters. Then later measurements can be carried out, with the same process parameters of the reflow soldering process, wherein the temperatures are also measured. Subsequently, the temperatures of the first measuring process are compared with the temperatures of the subsequent measuring process. If deviations occur between the temperatures, it is provided according to the invention that the process parameters of the reflow soldering process are varied in such a way that the deviations between the temperatures decrease. Here, the advantage of the method according to the invention can be clearly seen. Due to the standardized test conditions, the test runs can advantageously be repeated at any time using the test plate according to the invention, with the results once obtained and stored being stored with the current data Results can be compared. This makes it possible to determine statements about the soldering process and the reflow soldering oven, which, as explained further below, can be used to improve the quality of the soldering results.

Vorteilhaft kann z. B. der erste und die späteren Messvorgängen bei denselben Reflow-Lötofen vorgenommen werden und durch das Variieren der Prozessparameter des Reflow-Lötprozesses die Prozessstabilität eingehalten werden. Dies ist z. B. notwendig, um eine Aufwärmphase des Reflow-Lötofens zu überbrücken und evtl. im Dauerbetrieb die Prozessparameter noch einmal anzupassen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, dass durch eine Alterung des Reflow-Lötofens hervorgerufene Änderungen berücksichtigt werden. Es ist beispielsweise möglich, dass bei einem älteren Reflow-Lötofen die eingestellten Prozessparameter nicht mehr zu den zu erwartenden Ergebnissen hinsichtlich der Temperaturverteilung im Reflow-Lötofen führen. Hier ist eine Korrektur erforderlich, die aufgrund der normierten Bedingungen mit der Testplatte ermittelt werden können. Hierbei ist ein iteratives Vorgehen erforderlich, was jeweils dazu führt, dass die Variation der Prozessparameter des Reflow-Lötprozesses variiert werden, um die Abweichung zwischen den Temperaturen der Messergebnisse zu verringern. Idealerweise ist natürlich eine Eliminierung der Unterschiede angestrebt. Auch hierbei handelt es sich um eine Verringerung der Abweichungen. In der praktischen Anwendung wird gewöhnlich allerdings eine gewisse Schwankungsbreite für die gemessenen Temperaturen als Toleranzintervall definiert werden, so dass ein Prozessfenster entsteht, innerhalb dessen die Temperaturen durch geeignete Wahl der Prozessparameter liegen müssen. Advantageously, z. B. the first and the later measuring operations are carried out at the same reflow soldering oven and the process stability are maintained by varying the process parameters of the reflow soldering process. This is z. B. necessary to bridge a warm-up phase of the reflow soldering oven and possibly in continuous operation to adjust the process parameters again. Another possibility is that changes caused by aging of the reflow soldering furnace are taken into account. It is possible, for example, that with an older reflow soldering oven, the set process parameters no longer lead to the expected results with regard to the temperature distribution in the reflow soldering oven. Here, a correction is required, which can be determined based on the standardized conditions with the test plate. Here an iterative procedure is required, which in each case leads to the variation of the process parameters of the reflow soldering process being varied in order to reduce the deviation between the temperatures of the measurement results. Ideally, of course, the elimination of the differences is desired. Again, this is a reduction in deviations. In practical application, however, a certain fluctuation range for the measured temperatures will usually be defined as a tolerance interval, so that a process window is created within which the temperatures must lie by suitable choice of the process parameters.

Vorteilhaft kann der erste Messvorgang auch bei einem ersten Reflow-Lötofen und der spätere Messvorgang bei einem weiteren Reflow-Lötofen oder mehrere spätere Messvorgänge bei mehreren Reflow-Lötöfen vorgenommen werden. Durch das Variieren der Prozessparameter des Reflow-Lötprozesses des weiteren Reflow-Lötofens können dann gleichartige reale Prozessbedingungen eingestellt werden. Auch hier gilt das oben Angegebene, dass im praktischen Gebrauch ein Prozessfenster für die zu messenden Temperaturen definiert werden wird. Diese Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist besonders vorteilhaft, wenn in der Serienproduktion mehrere Reflow-Lötöfen zur Herstellung gleicher Produkte zum Einsatz kommen. Sobald der Prozess für den ersten Reflow-Lötofen optimiert wurde, kann mit Hilfe der Testplatte das Prozessfenster gemessen werden und durch weitere Testläufe auf andere Reflow-Lötöfen übertragen werden. Während dieser Testläufe können, wie bereits erwähnt, die normierten Bedingungen der Testplatte verwendet werden. Außerdem werden bei dem Kalibrieren des weiteren Reflow-Lötofens keine Leiterplatten aus der Produktion verbraucht, sondern es wird die Testplatte verwendet, welche für eine mehrfache Verwendung geeignet ist. Hierdurch können vorteilhaft Kosten gespart werden. Advantageously, the first measuring operation can also be carried out with a first reflow soldering oven and the subsequent measuring process with another reflow soldering oven or several later measuring operations with a plurality of reflow soldering ovens. By varying the process parameters of the reflow soldering process of the further reflow soldering oven, similar real process conditions can then be set. Again, the above stated applies that in practical use a process window will be defined for the temperatures to be measured. This application of the method according to the invention is particularly advantageous if several reflow soldering furnaces are used for the production of the same products in series production. As soon as the process for the first reflow soldering oven has been optimized, the process window can be measured with the aid of the test plate and transferred to other reflow soldering furnaces by further test runs. During these test runs, as already mentioned, the normalized conditions of the test plate can be used. In addition, no printed circuit boards are consumed in the calibration of the other reflow soldering oven, but it is the test plate is used, which is suitable for multiple use. As a result, costs can advantageously be saved.

Natürlich können auch die Prozessparameter und real erreichten Temperaturen mehrerer Reflow-Lötöfen anschließend wie schon beschrieben über einen längeren Zeitraum hindurch wiederholte Messgänge mit der Testplatte überwacht werden. Vorteilhaft kann die Testplatte auch in die laufende Produktion eingeschoben werden, so dass die zu überwachenden Reflow-Lötöfen zum Zwecke der Messung nicht heruntergefahren werden müssen, sondern laufend betrieben werden können. Of course, the process parameters and actually reached temperatures of several reflow soldering furnaces can then be monitored with the test plate over a longer period of time, as already described, over a longer period of time. Advantageously, the test plate can also be inserted into ongoing production, so that the reflow soldering furnaces to be monitored need not be shut down for the purpose of the measurement, but can be operated continuously.

Außerdem wird die genannte Aufgabe mit der eingangs angegebenen Testplatte erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass diese Testplatte mindestens einen Temperatursensor auf der Testplattenoberseite, mindestens ein Temperatursensor auf der Testplattenunterseite und mindestens einen Temperatursensor in der Mittelebene der Testplatte aufweist. Der Temperatursensor in der Mittelebene ist sowohl von der Testplattenoberseite als auch von der Testplattenunterseite frei zugänglich, so dass die Luft des Reflow-Lötofens sowohl von oben als auch von unten an den Temperatursensor herangeführt werden kann. Die Mittelebene der Testplatte ist durch deren flächenhafte Ausdehnung definiert. Sie liegt im Inneren der Testplatte, so dass für die Unterbringung des Temperatursensors vorteilhaft ein Durchgangsloch in der Testplatte vorgesehen werden kann. Alternativ kann der Temperatursensor natürlich auch an der Außenkante der Testplatte befestigt werden. In addition, the stated object with the test plate given above is achieved according to the invention in that this test plate has at least one temperature sensor on the test plate top side, at least one temperature sensor on the test plate underside and at least one temperature sensor in the midplane of the test plate. The mid-plane temperature sensor is freely accessible from both the top of the test plate and the underside of the test plate so that the air from the reflow oven can be brought to the temperature sensor both from above and below. The median plane of the test plate is defined by its areal extent. It is located inside the test plate, so that a through hole in the test plate can be advantageously provided for the accommodation of the temperature sensor. Alternatively, the temperature sensor can of course also be attached to the outer edge of the test plate.

Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Testplatte für jeden Temperatursensor mindestens ein Durchgangsloch aufweist und die Temperatursensoren auf Adapterstücken befestigt sind, die lösbar in den Durchgangslöchern gehalten werden. Dies hat den Vorteil, dass die Testplatte mit Standardmaßen gefertigt werden kann und durch Einsetzen der Adapterstücke in die Durchgangslöcher auf bestimmte Messaufgaben angepasst werden kann. Gleichzeitig erlauben die Adapterstücke, dass die Temperatursensoren zur Reproduktion des Messergebnisses immer wieder an dieselbe Stelle gesetzt werden können, auch wenn zwischendurch mit der Testplatte andere Messaufgaben durchgeführt wurden. According to one embodiment of the invention, it is provided that the test plate for each temperature sensor has at least one through hole and the temperature sensors are mounted on adapter pieces which are releasably held in the through holes. This has the advantage that the test plate can be manufactured with standard dimensions and can be adapted to specific measurement tasks by inserting the adapter pieces into the through holes. At the same time, the adapter pieces allow the temperature sensors to be repeatedly placed in the same place to reproduce the results, even if other measuring tasks were carried out in between with the test plate.

Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest auf der Testplattenoberseite eine Attrappe eines Bauelementes vorgesehen ist, an der ein Temperatursensor befestigt ist. Mittels der Attrappe können, wie bereits erläutert, Messwerte ermittelt werden, die für bestückte Leiterplatten von Bedeutung sind. Dabei repräsentiert die Attrappe ein bestücktes Bauelement. Vorteilhaft kann die Attrappe auch auf einem in geeigneter Weise ausgeführten Adapterstück vorgesehen sein. Auf diese Weise lassen sich auch die Attrappen leicht auf der Testplatte platzieren. Auch können unterschiedliche Attrappen vorgehalten werden, um bestimmte typische Bauelemente auf der Testplatte untersuchen zu können. According to another embodiment of the invention, it is provided that at least on the test plate top a dummy of a component is provided to which a temperature sensor is attached. By means of the dummy, as already explained, measured values can be determined which are of importance for printed circuit boards. there The dummy represents a populated component. Advantageously, the dummy can also be provided on an appropriately designed adapter piece. In this way, the dummies can easily be placed on the test plate. Also different dummies can be kept in order to examine certain typical components on the test plate.

Gemäß einer besonderen Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Testplatte gitterartig ausgeführt ist, wobei zumindest ein Teil der Gitteröffnungen als Durchgangslöcher für die Temperatursensoren und/oder die Adapterstücke ausgebildet sind. Hierdurch entsteht auf der Oberseite bzw. Unterseite der Testplatte eine rasterartige Struktur, auf der eine Vielzahl von Positionen für die Temperatursensoren ausgewählt werden kann. Insbesondere für die Platzierung von Attrappen von Bauelementen ist dies von besonderer Bedeutung, da die Platzierung der Bauelemente dann realitätsnah unter Berücksichtigung der geometrischen Verhältnisse auf einer zu verarbeitenden Leiterplatte ausgewählt werden können. According to a particular embodiment of the invention it is provided that the test plate is designed like a grid, wherein at least a portion of the grid openings are formed as through holes for the temperature sensors and / or the adapter pieces. This results in a grid-like structure on the top or bottom of the test plate, on which a plurality of positions for the temperature sensors can be selected. This is of particular importance in particular for the placement of dummies of components, since the placement of the components can then be selected realistically taking into account the geometric conditions on a printed circuit board to be processed.

Weitere Einzelheiten der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Gleiche oder sich entsprechende Zeichnungselemente sind jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen und werden nur insoweit mehrfach erläutert, wie sich Unterschiede zwischen den einzelnen Figuren ergeben. Es zeigen: Further details of the invention are described below with reference to the drawing. Identical or corresponding drawing elements are each provided with the same reference numerals and will only be explained several times as far as there are differences between the individual figures. Show it:

1 ein schematisches Flussdiagramm für den Ablauf eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Verfahrens, 1 a schematic flow diagram for the sequence of an embodiment of the method according to the invention,

2 und 3 Varianten von Ausführungsbeispielen der erfindungsgemäßen Testplatte als Aufsicht und 2 and 3 Variants of embodiments of the test plate according to the invention as a plan view and

4 den Schnitt IV/IV gemäß 2, wobei in den Durchgangslöchern Ausführungsbeispiele von Adapterstücken untergebracht sind. 4 the section IV / IV according to 2 , wherein in the through holes embodiments of adapter pieces are housed.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Messen der Temperaturverteilung in einem Reflow-Lötofen wird zunächst ein erster Reflow-Lötofen 11 untersucht. In einem ersten Schritt 12 wird die Testplatte durch den laufenden ersten Reflow-Lötofen 11 geschickt. Dabei werden die Soll-Prozessparameter ps eingestellt. Das Messergebnis wird in einem zweiten Schritt 13 aufgezeichnet und als Ist-Prozessparameter pi abgespeichert. Dann wird in einem dritten Schritt 14 entschieden, ob die Ist-Prozessparameter pi den Soll-Prozessparametern ps entsprechen. Hierbei können in nicht dargestellter Weise Toleranzen definiert werden, deren Einhaltung auch als positives Ergebnis zu werten sind. Im Falle eines positiven Ergebnisses werden die erzielten Prozessparameter (Ist und Soll) in einer Datenbank in einem vierten Schritt 15 abgespeichert. Sollte jedoch die Abweichung noch zu groß sein, wird in einem fünften Schritt 16 eine Anpassung der Soll-Prozessparameter vorgenommen, diese angepassten Soll-Prozessparameter ps+1 werden als neue Soll-Prozessparameter ps definiert. Mit diesen wird der erste Schritt 12 wiederholt. In the method according to the invention for measuring the temperature distribution in a reflow soldering oven, a first reflow soldering oven is first of all 11 examined. In a first step 12 The test plate is passed through the current first reflow soldering oven 11 cleverly. The set process parameters p s are set here. The measurement result is in a second step 13 recorded and stored as actual process parameters p i . Then in a third step 14 decided whether the actual process parameters p i correspond to the desired process parameters p s . In this case, tolerances can be defined in a manner not shown, the adherence to which must also be regarded as a positive result. In the case of a positive result, the achieved process parameters (actual and target) are stored in a database in a fourth step 15 stored. However, if the deviation is still too large, in a fifth step 16 an adaptation of the setpoint process parameters, these adjusted setpoint process parameters p s + 1 are defined as new setpoint process parameters p s . With these, the first step 12 repeated.

Allerdings kann auch nach einem längeren Betrieb des ersten Reflow-Lötofens 11 eine Kontrolle mit den abgespeicherten Prozessparametern ps und pi erfolgen, so dass mit diesen der erste Schritt 12 wiederholt wird. Dies kann zu einer Bestätigung führen, dass diese Prozessparameter noch zu den gewünschten Ergebnissen führen. In diesem Fall wird der wiederholte Messvorgang wieder nur einmal durchgeführt, da im dritten Schritt 14 ein positives Ergebnis erzielt wird. Andernfalls ist das Ergebnis negativ und nach Durchlaufen des fünften Schrittes 16 muss das Messverfahren über den ersten Schritt 12 so oft wiederholt werden, bis die angepassten Prozessparameter ps+n zum gewünschten Ergebnis führen und als neue Prozessparameter ps definiert werden können. Diese Definition erfolgt durch positives Durchlaufen des vierten Schrittes 14 und Abspeichern im fünften Schritt 15. However, even after prolonged operation of the first reflow soldering oven 11 a control with the stored process parameters p s and p i done, so that with these the first step 12 is repeated. This can lead to a confirmation that these process parameters still lead to the desired results. In this case, the repeated measuring process is again performed only once, because in the third step 14 a positive result is achieved. Otherwise, the result is negative and after going through the fifth step 16 the measurement process needs to go beyond the first step 12 are repeated until the adapted process parameters p s + n lead to the desired result and can be defined as new process parameters p s . This definition is done by positively going through the fourth step 14 and saving in the fifth step 15 ,

Möglich ist es jedoch auch, einen zweiten Reflow-Lötofen 17 (und beliebig viele weitere Reflow-Lötöfen), die nicht dargestellt sind, zu untersuchen. Hierbei werden die im fünften Schritt 16 abgespeicherten Soll-Prozessparameter ps als Startparameter für einen ersten Schritt 18 verwendet und in einem zweiten Schritt 19, einem dritten Schritt 20, einem vierten Schritt 21 und einem fünften Schritt 22 ein Messverfahren für den zweiten Reflow-Lötofen durchgeführt, das analog zum am ersten Reflow-Lötofen 11 durchgeführten Verfahren ist und daher an dieser Stelle nicht noch einmal erläutert wird. Nach erfolgreichem Durchlaufen des Messverfahrens für den zweiten Reflow-Lötofen 17 kann mit dem ersten Reflow-Lötofen 11 und dem zweiten Reflow-Lötofen 17 eine Serienproduktion anlaufen, bei der die Lötergebnisse beider Reflow-Lötöfen innerhalb der zulässigen Toleranzen liegen. It is also possible, however, a second reflow soldering oven 17 (and any number of other reflow soldering furnaces) that are not shown to investigate. Here are the fifth step 16 stored target process parameter p s as a start parameter for a first step 18 used and in a second step 19 a third step 20 a fourth step 21 and a fifth step 22 carried out a measurement method for the second reflow soldering oven, which is analogous to the first reflow soldering 11 carried out and therefore will not be explained again at this point. After successful completion of the measurement procedure for the second reflow soldering oven 17 Can with the first reflow soldering oven 11 and the second reflow soldering oven 17 Start a series production, in which the soldering results of both reflow soldering furnaces are within the allowable tolerances.

In 2 ist eine Testplatte 24 zu erkennen, die zur Anwendung in dem Verfahren gemäß 1 geeignet ist. Diese ist gitterförmig aufgebaut, wobei mehrere Gitteröffnungen 25 unterschiedlicher Größe vorgesehen sind. Die Gitteröffnungen haben den Vorteil, dass die Testplatte eine geringe Masse aufweist und außerdem in den Gitteröffnungen Komponenten untergebracht werden können. Beispielsweise kann in der größten Gitteröffnung 25 eine strichpunktiert angedeutete Messbox mit nicht näher dargestellten Befestigungsmitteln untergebracht werden, in der die Auswertungselektronik und eine Übertragungseinrichtung für die Messwerte oder ein Speicher für die Messwerte vorgesehen sind. In 2 is a test plate 24 to be recognized for use in the method according to 1 suitable is. This is lattice-shaped, with multiple grid openings 25 are provided of different sizes. The grid openings have the advantage that the test plate has a low mass and also in the grid openings components can be accommodated. For example, in the largest grid opening 25 a dash-dotted lines indicated measuring box are housed with fastening means not shown in detail, in which the evaluation electronics and a transmission device for the measured values or a memory for the measured values are provided.

Vier der Gitteröffnungen sind als Durchgangslöcher 26 ausgebildet, die vorbestimmte Abmessungen aufweisen, welche zur Aufnahme von Adapterstücken 27a, 27b, 27c, 27d (vgl. 4) bestimmt sind. Auf diesen Adapterstücken können die Temperatursensoren befestigt sein (hierzu im Folgenden mehr). Four of the grid openings are as through holes 26 formed, which have predetermined dimensions, which for receiving adapter pieces 27a . 27b . 27c . 27d (see. 4 ) are determined. The temperature sensors can be attached to these adapter pieces (more on this in the following).

Die Abmessungen der Testplatte 24 können Standardmaße sein, was die Durchführung des Testverfahrens erleichtert, da die üblichen Transportsysteme der Reflow-Lötöfen verwendet werden können. The dimensions of the test plate 24 can be standard dimensions, which facilitates the implementation of the test method, since the usual transport systems of reflow soldering can be used.

Gemäß 3 weist die Testplatte ein anderes Muster von Gitteröffnungen auf, welche ausnahmslos als Durchgänge 26 für die Adapterstücke 27a bis 27d ausgeführt sind. Diese bilden ein Raster, so dass die Temperatursensoren mit Hilfe der Adapterstücke beliebig über die Testplatte 24 verteilt werden können. Auch eine Box für die Auswertungselektronik (nicht dargestellt) kann im Rastermaß mit Adapterstücken ausgestattet sein, so dass diese einfach auf der Testplatte 24 befestigt werden kann. According to 3 For example, the test plate has a different pattern of grid openings, invariably as passages 26 for the adapter pieces 27a to 27d are executed. These form a grid, so that the temperature sensors with the help of the adapter pieces on the test plate 24 can be distributed. Also, a box for the evaluation electronics (not shown) may be equipped with adapter pieces in the grid, so that they simply on the test plate 24 can be attached.

In 4 ist die Anbringung verschiedener Temperatursensoren gezeigt. Diese sind alle auf den Adapterstücken 27a, 27b, 27c und 27d untergebracht. Die Adapterstücke sind passgenau in die Durchgangslöcher 26 eingesetzt und können dort beispielsweise mit einer lösbaren Presspassung fixiert sein. Das Adapterstück 27a weist einen Temperatursensor 28a auf, der an einer Oberseite 29 des Adapterstückes 27a untergebracht ist. Diese bildet eine Ebene mit der Testplattenoberseite 30. Mit diesem Temperatursensor 28a kann also die Temperatur auf der Testplattenoberseite ermittelt werden. In 4 the attachment of different temperature sensors is shown. These are all on the adapter pieces 27a . 27b . 27c and 27d accommodated. The adapters are perfectly fitting in the through holes 26 used and can be fixed there, for example, with a releasable interference fit. The adapter piece 27a has a temperature sensor 28a on that at a top 29 of the adapter piece 27a is housed. This forms a plane with the test plate top 30 , With this temperature sensor 28a So the temperature on the test plate top can be determined.

Das Adapterstück 27b weist einen Temperatursensor 28b auf, welcher auf der Unterseite 31 des Adapterstückes 27b untergebracht ist. Durch eine Bohrung 32 ist ein Anschlusskabel 33 des Temperatursensors 28b auf die Testplattenoberseite 30 geführt. Wie auch die Anschlusskabel 33 der anderen Temperatursensoren kann es in nicht näher dargestellter Weise zu einer Auswertungselektronik geführt werden, die auf der Testplattenoberseite 30 zugänglich ist. Der Temperatursensor 28b ermöglicht durch seine Unterbringung auf der Unterseite 31 des Adapterstückes eine Temperaturmessung auf der Testplattenunterseite 34. The adapter piece 27b has a temperature sensor 28b on which one on the bottom 31 of the adapter piece 27b is housed. Through a hole 32 is a connection cable 33 of the temperature sensor 28b on the test plate top 30 guided. As well as the connection cables 33 the other temperature sensors can be performed in a manner not shown to an evaluation electronics, which on the test plate top 30 is accessible. The temperature sensor 28b made possible by its placement on the bottom 31 of the adapter piece, a temperature measurement on the test plate underside 34 ,

Das Adapterstück 27c weist selbst einen Durchgang 35 auf. Damit wird die Durchgangsöffnung 26 in der Testplatte 24 nicht vollständig durch das Adapterstück verschlossen. Außerdem durchläuft das Adapterstück 27c in dem Durchgang 35 ein von Wand zu Wand des Durchgangs gehender Steg 36, in dem eine Bohrung 37 untergebracht ist. Diese dient zur Aufnahme des Temperatursensors 28c, der sich aufgrund der Lage der Bohrung 37 genau in einer Mittelebene 38 der Testplatte 24 befindet. Über den Durchgang 35 ist der Temperatursensor 28c von der Testplattenoberseite 29 und von der Testplattenunterseite 34 aus zugänglich. The adapter piece 27c has a passage of its own 35 on. This will be the through hole 26 in the test plate 24 not completely closed by the adapter piece. In addition, passes through the adapter piece 27c in the passage 35 a walkway from wall to wall of the passageway 36 in which a hole 37 is housed. This serves to accommodate the temperature sensor 28c that is due to the location of the hole 37 exactly in a middle plane 38 the test plate 24 located. About the passage 35 is the temperature sensor 28c from the test plate top 29 and from the test plate base 34 accessible.

Das Adapterstück 27d weist auf seiner Oberseite 29 eine Attrappe 39 für ein Bauelement auf. Durch Montage des Adapterstückes 27d lässt sich also eine Leiterplatte mittels der Testplatte 24 modellieren, die an dieser Stelle auf der Leiterplattenoberseite ein Bauelement trägt. Die Attrappe 39 weist eine Bohrung 40 auf, in die der Temperatursensor 28d eingeschoben ist. Vorstellbar, wenn auch nicht dargestellt, ist auch ein Adapterstück, das auf seiner Unterseite 31 eine Attrappe trägt. Hier würde eine Bohrung im Adapterstück entsprechend der Bohrung 32 vorgesehen werden, um das Kabel des Temperatursensors zur Testplattenoberseite zu führen. The adapter piece 27d points to its top 29 a dummy 39 for a component. By mounting the adapter piece 27d So can a circuit board by means of the test plate 24 model, which carries a component at this point on the circuit board top. The dummy 39 has a hole 40 on, in which the temperature sensor 28d is inserted. Conceivable, though not shown, is also an adapter piece, which is on its underside 31 wearing a dummy. Here would be a hole in the adapter piece corresponding to the bore 32 be provided to guide the cable of the temperature sensor to the test plate top.

Claims (11)

Verfahren zum Messen der Temperaturverteilung in einem Reflow-Lötofen, wobei die Messung durch Einführen einer Testplatte (24) anstelle der zu verarbeitenden Leiterplatten durchgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Testplatte (24) gleichzeitig die Temperatur auf der Testplattenoberseite (30), auf der Testplattenunterseite (34) und in der Luft auf dem Niveau der Testplatte (24) gemessen wird. Method for measuring the temperature distribution in a reflow soldering oven, wherein the measurement is performed by inserting a test plate ( 24 ) is carried out instead of the printed circuit boards to be processed, characterized in that with the test plate ( 24 ) simultaneously the temperature on the test plate top ( 30 ), on the test plate underside ( 34 ) and in the air at the level of the test plate ( 24 ) is measured. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest auf der Testplattenoberseite (30) eine Attrappe (39) eines Bauelementes befestigt wird, dessen Temperatur gemessen wird. A method according to claim 1, characterized in that at least on the test plate top ( 30 ) a dummy ( 39 ) is attached to a component whose temperature is measured. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperatur auf dem Niveau der Testplatte (24) in einem Durchgangsloch (26) in der Testplatte (24) gemessen wird. A method according to claim 1 or 2, characterized in that the temperature at the level of the test plate ( 24 ) in a through hole ( 26 ) in the test plate ( 24 ) is measured. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Testplatte (24) zum Kalibrieren von Reflow-Lötöfen verwendet wird, indem • die Temperaturen bei bekannten Prozessparametern des Reflow-Lötprozesses in einem ersten Messvorgang gemessen werden, • spätere Messvorgänge mit denselben Prozessparametern des Reflow-Lötprozesses durchgeführt werden, und die Temperaturen gemessen werden, • die Temperaturen des ersten Messvorganges mit den Temperaturen des späteren Messvorganges verglichen worden und • falls sich Abweichungen zwischen den Temperaturen ergeben, die Prozessparameter des Reflow-Lötprozesses derart variiert werden, dass die Abweichungen zwischen den Temperaturen sich verringern. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the test plate ( 24 ) is used to calibrate reflow soldering furnaces by • measuring temperatures at known process parameters of the reflow soldering process in a first measuring process, • performing subsequent measuring operations with the same process parameters of the reflow soldering process, and measuring temperatures, • temperatures of the first measuring process have been compared with the temperatures of the subsequent measuring process and, if deviations occur between the temperatures, the process parameters of the reflow Soldering be varied so that the deviations between the temperatures are reduced. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und die späteren Messvorgänge bei demselben Reflow-Lötofen (11) vorgenommen werden und durch das Variieren der Prozessparameter des Reflow-Lötprozesses die Prozessstabilität eingehalten wird. A method according to claim 4, characterized in that the first and the later measuring operations in the same reflow soldering furnace ( 11 ) and the process stability is maintained by varying the process parameters of the reflow soldering process. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Messvorgang bei einem ersten Reflow-Lötofen (11) und der spätere Messvorgang bei einem weiteren Reflow-Lötofen (17) vorgenommen werden und durch das Variieren der Prozessparameter des Reflow-Lötprozesses des weiteren Reflow-Lötofens (26) gleichartige reale Prozessbedingungen eingestellt werden. A method according to claim 4, characterized in that the first measuring operation in a first reflow soldering furnace ( 11 ) and the subsequent measuring process in another reflow soldering furnace ( 17 ) and by varying the process parameters of the reflow soldering process of the further reflow soldering furnace ( 26 ) similar real process conditions can be set. Testplatte mit Temperatursensoren dadurch gekennzeichnet, dass diese • mindestens einen Temperatursensor (27a) auf der Testplattenoberseite (30), • mindestens einen Temperatursensor (27b) auf der Testplattenunterseite (34) und • mindestens einen Temperatursensor (27c) in der Mittelebene (38) der Testplatte (24) aufweist, wobei letzterer sowohl von der Testplattenoberseite (30) als auch von der Testplattenunterseite (34) frei zugänglich ist. Test plate with temperature sensors, characterized in that these • at least one temperature sensor ( 27a ) on the test plate top ( 30 ), • at least one temperature sensor ( 27b ) on the test plate underside ( 34 ) and • at least one temperature sensor ( 27c ) in the median plane ( 38 ) of the test plate ( 24 ), the latter from both the test plate top ( 30 ) as well as from the test plate underside ( 34 ) is freely accessible. Testplatte nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Temperatursensor (27c) in der Mittelebene (38) der Testplatte (24) in einem Durchgangsloch (26) der Testplatte untergebracht ist. Test plate according to claim 7, characterized in that the temperature sensor ( 27c ) in the median plane ( 38 ) of the test plate ( 24 ) in a through hole ( 26 ) of the test plate is housed. Testplatte nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Testplatte (24) für jeden Temperatursensor mindestens ein Durchgangsloch (26) aufweist und die Temperatursensoren auf Adapterstücken (28a, 28b, 28c, 28d) befestigt sind, die lösbar in den Durchgangslöchern (26) gehalten werden. Test plate according to one of claims 7 or 8, characterized in that the test plate ( 24 ) for each temperature sensor at least one through hole ( 26 ) and the temperature sensors on adapter pieces ( 28a . 28b . 28c . 28d ) are releasably secured in the through holes ( 26 ) being held. Testplatte nach einem der Ansprüche 7 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass zumindest auf der Testplattenoberseite (30) eine Attrappe (39) eines Bauelementes vorgesehen ist, an der ein Temperatursensor (27c) befestigt ist. Test plate according to one of claims 7 to 9, characterized in that at least on the test plate top ( 30 ) a dummy ( 39 ) of a component is provided, on which a temperature sensor ( 27c ) is attached. Testplatte nach einem der Ansprüche 8 bis 10 dadurch gekennzeichnet, dass die Testplatte (24) gitterartig ausgeführt ist, wobei zumindest ein Teil der Gitteröffnungen (25) als Durchgangslöcher (26) für die Temperatursensoren (27c) und/oder die Adapterstücke (28a, 28b, 28c, 28d) ausgebildet sind. Test plate according to one of claims 8 to 10, characterized in that the test plate ( 24 ) is carried out lattice-like, wherein at least a part of the grid openings ( 25 ) as through holes ( 26 ) for the temperature sensors ( 27c ) and / or the adapter pieces ( 28a . 28b . 28c . 28d ) are formed.
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