29.09.2021 | Fachthema

Layout Tipps & Tricks

Layout Tipps & Tricks

Löten / Lötprozesse - Teil 2

Um eine mechanisch und elektrisch zuverlässige Lötverbindung herstellen zu können, benötigt man Zeit und Temperatur. Löten stellt keine metallurgische Verbindung her wie beim Schweißen, sondern lässt eine Verbindung entstehen, bei der unterschiedliche Legierungen bzw. Metalle ineinander diffundieren. Es entsteht dabei eine intermetallische Phase (IMP). Ziel ist es, die ideale Dicke dieser IMP zu erzielen. Ist sie zu schmal, entsteht eine kalte Lötstelle, ist sie zu dick, wird sie spröde.

Das Layout legt hier speziell bei Wärmebedarf, Anschlussflächen und Wärmeeintrag bzw. Wärmeableitung den Grundstein für die spätere Erreichung einer optimalen Lötstelle. Beim Löten gibt es verschiedene Verfahren, jedoch kommt bei allen maschinellen Lötprozessen ein Stickstofftunnel zum Einsatz, um ein bestmögliches Lötergebnis zu erzielen.

Ging es im letzten Techtalk um das Löten von THT Bauteilen und das Wellenlöten, sehen wir uns diesmal das Reflow-Löten genauer an.

 

Reflow-Löten


Dieses Verfahren wird verwendet, um SMT-und THR-Bauteile auf der Oberseite (Top) oder Unterseite (Bottom) zu verlöten. Die Lotpaste wird an der Lötstelle mittels Schablonendruckes deponiert. Alle Bauteile werden automatisch vom Bestückungsautomat bestückt und die bestückte Baugruppe über ein Transportsystem in eine Reflow- (oder Dampfphasen-) Lötanlage transportiert.

Wird beidseitig bestückt, ist darauf zu achten, schwere und temperaturempfindliche Bauteile immer auf einer Seite zu platzieren (Elkos, Leuchtdioden, SMC-Dioden, Stecker, etc.). Andernfalls müssen diese Bauteile in einem zusätzlichen Prozessschritt geklebt werden.

 

 

Designparameter beim Löten von SMT-Bauteilen


Die IPC-A-610 Abnahmekriterien für elektronische Baugruppen beschreiben, wie Lötstellen auszusehen haben. Maximaler Seitenüberhang, Endüberhang, minimale und maximale Länge, Breite und Höhe der Lötstelle, Lotspaltdicke, etc. sind hier angeführt. Die Werte sind aber von Gehäuse zu Gehäuse unterschiedlich. Der Entwickler kann vor allem in puncto Bauteilanschlusstyp, Padgröße, Padabstand und Leiterplattenoberfläche Einfluss auf die Lötstelle nehmen.

Padvorschlägen im Bauteildatenblatt sollte man als Entwickler immer kritisch gegenüberstehen. Tipp: Anschlüsse im Footprint einzeichnen und eine "proportionale Betrachtung" durchführen: Können die Pins auf der Fläche überhaupt verlötet werden? Ist ein zu großer Überstand vom Pad vorhanden? Sind die Pads zu klein?

 

 

Auch Berechnungswerkzeuge können hier helfen, wie "Proportional SMD Reference Calculator" vom Fachverband für Design, Leiterplatten- und Elektronikfertigung (FED), "PCB Footprint Expert" oder "Footprint Designer" aus den ECAD-Systemen. Diese Tools generieren in der Regel besser fertigbare Footprints als die der Hersteller.

 

 

 

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