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Lötprozesse
Um Bauelemente auf Leiterplatten und Flach-
baugruppen halb- oder vollautomatisch zu
verlöten, wird das Wellen- oder Reflowlötverfah-
ren angewendet.
Beim Wellenlötverfahren wird die Leiterplat-
te mit Bauelementen bestückt, anschließend
vorgeheizt und schließlich über eine Lötwelle ge-
fahren. Dabei wird das heiße flüssige Lot durch
einen Spalt („Chip- und Deltawelle“) oder z. B.
durch Löcher einer Lochplatte („Wörthmann-
Welle“) gepumpt. Die Lötpins der Bauelemente
nehmen das Lot auf und sorgen nach der Erkal-
tung für eine einwandfreie Lötverbindung.
Hingegen wird beim Reflowlötverfahren die
Lötpaste per Druckverfahren auf die Leiterplatte
aufgebracht. Da das aufgetragene Lot einen
Klebeeffekt besitzt, können die Bauelemente
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.
Als Faustformel sollte für lötbare PTR-Anschluss-
klemmen und -Stiftleisten ein Bohrlochdurch-
messer gewählt werden, welcher 0.3 mm größer
ist, als der Pindurchmesser des zu lötenden
Produktes. Grundsätzlich gilt jedoch die Angabe
auf dem jeweiligen Produktdatenblatt.
Der Lötbereich muss eine durchgehende Ring-
breite von mindestens 0.2 mm aufweisen, um
einen ordentlich ausgeformten Lötkegel und
damit eine gute Lötstelle zu gewährleisten.
Die Lötprozesse bestehen im
Wesentlichen aus 4 Phasen:
1. Vorbereitung: Während beim Wellenlöt-
verfahren die Leiterplatten mit Bauelementen
bestückt werden, wird beim Reflowlötverfah-
ren zuerst die Lotpaste aufgetragen und dann
die Bauelemente aufgesetzt.
2. Vorheizen: Hierbei werden die bestückten
Leiterplatten mit unterschiedlichen Verfah-
ren auf eine Vorheiztemperatur gebracht.
Durch das Vorheizen der Leiterplatten wird
vermieden, dass sich die Platine oder die Bau-
elemente bei einem zu steilen Temperatur-
anstieg verziehen oder anderweitig Schaden
nehmen.
3. Löten: Beim Wellenlöten wird die vor-
gewärmte Platine über die heiße Lötwelle
gefahren, wobei beim Reflowlöten die Lei-
terplatte 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 Belas-
tung von Platine und Bauelementen nach
dem Löten so gering wie möglich zu halten,
empfiehlt es sich, direkt nach dem Löten die
Baugruppen überwacht abzukühlen.
Rechts finden Sie beispielhafte Löttemperatur-
profile 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 Empfeh-
lung betrachtet werden.
Für die verschiedenen Verfahren, Platinen und
Bauelemente können keine allgemeinverbind-
lichen 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 Belastungs-
grenze der verwendeten Komponenten auszu-
richten, liegen in der Regel die angewandten
Maximaltemperaturen unter den rechts in den
Lötprofilen gezeigten Werten.