Lötprozesse

Um Bauelemente auf Leiterplatten und Flachbaugruppen halb- oder vollautomatisch zu verlöten, wird das Wellen- oder Reflowlötverfahren angewendet.

Beim Wellenlötverfahren wird die Leiterplatte mit Bauelementen bestückt, anschließend vorgeheizt und schließlich über eine Lötwelle gefahren. Dabei wird das heiße flüssige Lot durch einen Spalt ("Chip- und Deltawelle") oder z. B. durch Löcher einer Lochplatte ("Wörthmannwelle") gepumpt. Die Lötpins der Bauelemente nehmen das Lot auf und sorgen nach der Erkaltung für eine einwandfreie Lötverbindung.

Hingegen wird beim Reflowlötverfahren die Lotpaste per Druckverfahren auf die Leiterplatte aufgebracht. Da das aufgetragene Lot einen Klebeeffekt besitzt, können die Bauelement ohne zusätzliche Fixierung auf die Leiterplatte bestückt und durch den Ofen gefahren werden. Nach einer Vorheizphase wird das Lot in der Lötphase auf Schmelztemperatur gebracht. Bei dieser Temperatur erreicht das Lot die liquide Phase und es entsteht eine Verbindung zwischen Leiterplatte und dem Bauelement, die nach dem Erkalten eine optimale Lötverbindung herstellt.

Die Lötprozesse bestehen im Wesentlichen aus 4 Phasen:

1. Vorbereitung
Während beim Wellenlötverfahren die Leiterplatten mit Bauelementen bestückt werden, wird beim Reflowlötverfahren zuerst die Lotpaste aufgetragen und dann die Bauelemente aufgesetzt.

2. Vorheizen
Hierbei werden die bestückten Leiterplatten mit unterschiedlichen Verfahren auf eine Vorheiztemperatur gebracht. Durch das Vorheizen der Leiterplatten wird vermieden, dass sich die Platine oder die Bauelemente bei einem zu steilen Temperaturanstieg verziehen oder anderweitig Schaden nehmen.

3. Löten
Beim Wellenlöten wird die vorgewärmte Platine über die heiße Lötwelle gefahren, wobei beim Reflowlöten die Leiterplatte rundum auf Löttemperatur erwärmt wird. Die Lötzeit ist so zu wählen, dass weder die Leiterplatte noch die wärmeempfindlichen Bauteile geschädigt werden können.

4. Abkühlung
Um die thermische Belastung von Platine und Bauelementen nach dem Löten so gering wie möglich zu halten, empfiehlt es sich direkt nach dem Löten die Baugruppen überwacht abzukühlen.

Im Downloadbereich finden Sie beispielhafte Löttemperaturprofile verschiedener Lötverfahren für Through-Hole- und SMT-Produkte in Anlehnung an EN 61760-1. Da der tatsächliche Verlauf eines Lötprozesses von verschiedenen Faktoren – u.a. Auslegung der Platine, verwendete Lotpaste, Anzahl, Art und Größe der verwendeten Bauteile – abhängig ist, können die gezeigten Profile nur als Empfehlung betrachtet werden. Für die verschiedenen Verfahren, Platinen und Bauelemente können keine allgemeinverbindlichen Aussagen getroffen werden. Das Profil, welches zu einem optimalen Lötergebnis führt, muss von Fall zu Fall ermittelt werden. Da man bestrebt ist, sich an der unteren Belastungsgrenze der verwendeten Komponenten auszurichten, liegen in der Regel die angewandten Maximaltemperaturen unter den gezeigten Werten.