Reflow-Verfahren im Test

Wenn man sich mit dem löten von Bauteilen beschäftigt landet man schnell im Bereich der SMD-Bauteile (Surface Mounted Device). Gerade wenn es um den Aufbau von kleinen Schaltungen geht wird man um diese Art der Bauteile nicht umher kommen. Aus diesem Grund möchte ich heute meinen ersten Test des Reflow-Verfahrens vorstellen.

 

Von der Idee …

Mein Wunsch ist es Bauteile zu entwerfen und hier vor allem den Baustein WS2812b einzusetzen. Hierbei handelt es sich um eine RGB-LED, die per Arduino oder auch anderen Microcontrollern gesteuert werden können. Dies nicht nur einzeln, sondern auch als großer Verbund. Die meisten von euch kennen diese LED’s aus den farbwechselnden Lichterbändern, die gelegentlich ihren Weg in die Discounter finden.

Gerade für Kinder ist dieses Lichtspiel immer eine große Faszination. Aus diesem Grund habe ich mich hingesetzt und mithilfe der Anwendung KiCad (Link) eine Leiterplatte entworfen. Im ersten Versuch wollte ich es so einfach wie Möglich halten und habe einfach neun der LEDs in einer Matrix angeordnet. In mühevoller Kleinarbeit ist dann das fertige Design entstanden.

Fertiger Entwurf des Ogobogo-Lights mit 9 WS2812b LED’s
… zum fertigen Bauteil

Nachdem nun das Bauteil fertig entworfen ist, muss das Board natürlich auch hergestellt werden. Hier habe ich mich entschieden auf einen chinesischen Dienstleister zurückzugreifen. Bei einigen besteht die Möglichkeit Boards in kleiner Stückzahl (meist 5-10 Stück) zu günstigen Preisen zwischen 2$ und 5$ zuzüglich Versandkosten zu bestellen. Im Grunde habe ich für 5 Exemplare der Platine ungefähr 7 € gezahlt, inklusive Versand. Bei der ersten Bestellung geht der Versand meist recht flott. Ich musste allerdings 10 bis 15 Tage warten bis die Boards in meinem Briefkasten gelandet sind.

Zwei Platine des Ogobogo-Lights
Zwei der produzierten Platinen fertig zum bestücken

 

Die Bauteile die ich für die Fertigstellung des Boards noch benötige habe ich mir dann bei diversen Versandhändlern zusammengekauft. Darunter einen Heißluftfön, die WS2812B LED’s, die gleiche Anzahl an 100nF Kondensatoren, Rework-Lötpaste und ein Flussmittel in Stiftform.

Erste Gehversuche mit einem Heißluftfön

Nachdem ich nun alle Bauteile beisammen habe und die Zeit dazu da ist, habe ich direkt mit dem ersten Versuch gestartet. Eine LED und einen Kondensator auf das erste  Board löten. Bei diesen kleinen Bauteilen ist das gar nicht so einfach. Allein das auftragen der Reflow-Lötpaste ist im Grunde nur mit einem Mikroskop und einer sehr feinen Nadelspitze möglich. Mithilfe einer feinen Pinzette und dem Mikroskop habe ich den ersten Kondensator aufgesetzt, das ist Aufgrund der Größe von rund 1x2mm gar nicht so einfach. Mit ein wenig Übung habe ich das ganz gut hinbekommen. Das aufsetzen der LED an sich ist recht einfach. Hier muss natürlich auf die richtige Richtung geachtet werden. Nachdem ich eine gute Temperatur und Luftstrommenge gefunden habe, konnte ich die ersten beiden Bauteile fest verlöten. Ein erster Testlauf ist nicht so positiv verlaufen und so ist meine LED dunkel geblieben. Dieser Sachverhalt bewegte mich dazu, noch einmal in die Dokumentation der LED und meinem Platinendesign zu schauen. Siehe da, ich habe die Platine falsch aufgesetzt. Nachdem ich das Problem behoben habe leuchtete die erste LED in Farbe.

Versuchsaufbau mit erster leuchtender LED
Erste Leuchte LED
DIE fERTIGSTELLUNG und Fazit

Nachdem nun der erste Versuch gelungen ist, habe ich die weiteren acht LEDs auf die erste Platine gelötet. So ist ein schönes Board entstanden, um wunderbare Lichteffekte zu testen.

Als Fazit lässt sich sagen, dass es wirklich ein wenig Übung benötigt mit so einer Heißluftpistole zu löten. Die richtige Temperatur, die richtige Luftmenge musste ich durch probieren erst herausfinden. Das Ergebnis kann sich allerdings sehen lassen und meine Kinder haben jeden Tag viel Spaß mit den Lichtern. Da auch nur wenige LEDs auf dem Board verlötet sind, hält sich der Strombedarf in Grenzen und wir können diese direkt am Arduino und einer Powerbank betreiben.

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