Fragen zum Serienlöten

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Wellenlöten

Ich versuche zu verstehen, wie Wellenlöten funktioniert. Leider hat mich der Wikipedia-Artikel in Bezug auf den Prozess unsicher gemacht:

  1. Ist die gesamte Platine mit ihren Bauteilen quasi in flüssiges Lot getaucht, während sie die Welle durchläuft? (Wenn nicht, ergibt die folgende Frage wahrscheinlich keinen Sinn.)
  2. Wenn das Brett in die Welle schneidet, wie wird die Welle aufrechterhalten?
  3. Warum hinterlässt dies keine überflüssigen Lötmittelrückstände auf der Platine?

Doppelseitiges SMT-Löten

Wie werden doppelseitige Leiterplatten mit SMT-Bauteilen verlötet? Wie wird verhindert, dass die Bauteile einseitig abfallen?

ARF
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Antworten:

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Die Welle berührt nur die Unterseite der Leiterplatte.

Es war einmal eine Wellenlötmaschine, mit der SMT-Teile auf die Unterseite der Leiterplatte gelötet wurden. Diese Technik wird jedoch nicht mehr so ​​häufig eingesetzt, wie dies bei moderneren Techniken der Fall ist.

Hier ist der grobe Vorgang zum Löten von Leiterplatten mit SMT-Teilen auf beiden Seiten und TH-Teilen nur auf der Oberseite.

A. Die Platine ist mit der Unterseite nach oben gedreht. Eine Lötpaste wird durch eine Schablone auf die Kontaktstellen der Leiterplatte gedrückt. Ein Bestückungsautomat legt die Teile auf die Unterseite. Die Leiterplatte wird durch einen Ofen (Heißluft- oder IR-Ofen) geführt, um das Lot zu schmelzen und die Teile zu befestigen.

Ein optionaler Schritt besteht darin, einen kleinen Tropfen Klebstoff unter die Teile zu geben. Zuerst Lötpaste, dann Kleber, dann werden die Teile auf die Leiterplatte gelegt und verlötet. Dieser Kleber verhindert, dass die Teile in einem späteren Schritt herunterfallen.

B. Die Platine wird umgedreht (Oberseite nach oben) und der gleiche Vorgang wird für alle SMT-Teile auf der Oberseite der Platine wiederholt. Damit meine ich Lötpaste, Teile platziert, dann durch den Ofen. Es wird kein Klebstoff benötigt.

Während Schritt B fallen die Teile auf der Unterseite der Platine nicht ab. Wenn sie aufgeklebt werden, bleiben sie natürlich dort hängen, aber die meisten Unternehmen verwenden keinen Kleber. Ohne Klebstoff reicht die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lots aus, um die Teile an Ort und Stelle zu halten. Einige Teile, insbesondere schwere Teile ohne viele Stifte, funktionieren möglicherweise nicht mit dieser Technik, da die Oberflächenspannung nicht ausreicht, um die Teile festzuhalten.

C. Alle Durchgangsbohrungsteile werden dann auf die Oberseite der Leiterplatte gelegt. Auf der Unterseite der Leiterplatte ist eine Lötpalette angebracht. Die Leiterplatte wird durch eine Wellenlötmaschine geführt, um alle TH-Teile zu löten.

Hinweis: Eine Lötpalette ist im Grunde eine Abschirmung, um die SMT-Teile vor dem Entfernen in der Welle zu schützen. Sie sind für jede Leiterplatte maßgeschneidert und haben Löcher und Konturen, um die TH-Teile freizulegen und gleichzeitig die SMT-Teile abzuschirmen. Die Leiterplatte muss unter Berücksichtigung der Lötpalette entworfen werden, da Sie die bodenseitigen SMT-Teile nicht zu nahe an den TH-Teilen platzieren können und die SMT-Teile nicht zu hoch sein dürfen.

Eine relativ neue Technik für TH-Teile besteht darin, die Wellenlötmaschine vollständig zu überspringen. Zurück in Schritt B wird Lötpaste auf die TH-Pads (und in die Löcher) gegeben und die TH-Teile werden zusammen mit den übrigen SMT-Teilen in den Ofen eingeführt und verlötet. Einige Unternehmen wie Motorola haben ihre Wellenlötmaschinen zugunsten dieser Methode abgeschafft. Die meisten Unternehmen verwenden jedoch noch die ältere Technik der Verwendung einer Wellenlötmaschine mit Lötpalette.

Es gibt natürlich viele Variationen dieses gesamten Prozesses. Ich habe gerade einen einfachen und kurzen Überblick gegeben. Aber es ist ziemlich konsistent mit der Art und Weise, wie die heutigen Herstellungsprozesse funktionieren (die Dinge waren noch vor 10 Jahren anders).


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Wellenlöten
Beim Wellenlöten durchläuft die Leiterplatte ein Bad aus geschmolzenem Lot, in dem das Lot nach oben gedrückt wird, sodass es entlang der Unterseite der Leiterplatte auftrifft. Sie benötigen eine Lötstoppmaske, um zu verhindern, dass das gesamte Kupfer verlötet wird.

Beachten Sie, dass auch SMDs wellengelötet werden können, aber dann ist die Ausrichtung der Teile wichtig. Einige Teile müssen senkrecht zur Wellenrichtung platziert werden. Teile mit feiner Teilung wie 0,4-mm-QFPs können nicht wellengelötet werden, da alle Stifte kurzgeschlossen werden, QFPs mit einer höheren Teilung jedoch. Sie benötigen "Lötdiebe", die Lötpads am Ende einer Reihe von Stiften sind, um restliches Lötmittel zu sammeln.

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Ein QFP muss möglicherweise in einem Winkel von 45 ° platziert werden und die Lötdiebe befinden sich an einer der Ecken:

Bildbeschreibung hier eingeben

Die Wellenrichtung ist bei der Leiterplattenbelegung und -verkleidung wichtig, und der Fertigungsingenieur sollte klare Anweisungen dazu erhalten.

Reflow-Löt-
SMDs für zweiseitige Bestückung werden einseitig verklebt. Nachdem die Lötpaste mit einer Schablone aufgetragen wurde, bringt eine Klebepunktmaschine Klebepunkte für die Teile an (mit einer unglaublichen Geschwindigkeit von mehr als 10 pro Sekunde). Dann werden die Teile platziert, die Platte wird umgedreht und die andere Seite wird mit Lötpaste und Bestückung versehen.

stevenvh
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Wie kann beim Wellenlöten von SMD-Bauteilen vermieden werden, dass das Lot das eigentliche Bauteil "berührt" und nur die Stifte verlötet? Werden dafür Lotpaletten verwendet?
Sergio
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Ich weiß nicht, was Sie sich über Lötwellen vorgestellt haben, aber es ist ein relativ einfacher Vorgang.

Die Leiterplatte ist zwischen 2 Förderketten angeordnet. Die Ketten sind einfache Rollenketten, haben aber "Finger", die ungefähr 2 Zoll lang sind. Ein Förderer ist beweglich, um Leiterplatten unterschiedlicher Größe aufzunehmen. Sie sind auch vielleicht 7 Grad geneigt. Die Leiterplatten befinden sich an einem Ende des Förderers und werden über einen Fluxer geführt, der das Lötflussmittel auf die zu lötenden Verbindungen aufbringt. Das Lot befindet sich in einem Tank, der HEISS ist, und das Lot befindet sich in einem flüssigen Zustand. Es gibt Pumpen, die das Lot tatsächlich in den eigenen Tank pumpen und die Welle erzeugen. Die Oberflächenspannung ist gut sichtbar und der Boden des zu lötenden Stromkreises kommt mit dem Lot in Kontakt, wenn es über die Welle läuft. Dies ist nur zum Löten durch Löcher vorgesehen und wird nicht für SMT-Bauteile verwendet. Etwaige Flussmittelreste werden in einer handelsüblichen Kartonwaschmaschine abgewaschen.

SMT-Komponenten sind eine andere Geschichte. Die blanke Leiterplatte wird durch eine Art Siebdrucker geführt und Lötpaste wird durch eine Schablone aufgetragen. Die Komponenten werden mit einem Bestückungsautomaten platziert, dann werden die Bretter durch einen Reflow-Ofen geführt. Wenn die Platte doppelseitig ist, wird eine kleine Menge Epoxid unter jede Komponente gelegt, damit sie beim Aufschmelzen (Ofen) der zweiten Seite nicht von der Platte fällt. Hoffe ich konnte deine Fragen beantworten.

Don H
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Dies ist eine etwas archaische Methode, bei der der gesamte Boden der Platine entlang eines fließenden Lotpools gezogen wird: https://www.youtube.com/watch?v=inHzaJIE7-4

Neuere Methoden umfassen einen kleinen Cnc-Lötbrunnen, der auf die einzelnen Lötpunkte auf der Platine aufgetragen wird, anstatt auf ein Bad, durch das die gesamte Einheit läuft.

Die Vor- und Nachteile der beiden sind mir nicht ganz klar.

Hier ist auch ein Video von einem Bestückungsautomaten: https://www.youtube.com/watch?v=tn0EKtLOVx4

user2208569
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