Wie funktioniert das Wellenlöten?

Wie funktioniert das Wellenlöten?

In den Anfängen der Elektronikindustrie, bevor die SMT (Surface Mount Technology) voll entwickelt war, mussten fast alle Leiterplattenbestückungen durch Wellenlöten Verfahren zum Löten von elektronischen Bauteilen auf der Leiterplatte.

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    Was ist Wellenlöten?

    Der Grund, warum es "Wellenlöten" genannt wird, ist, dass beim Löten ein Zinnofen verwendet wird. Der Zinnofen wird auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um die Zinnstange zu schmelzen und eine geschmolzene Zinnflüssigkeit zu bilden. Diese Zinnflüssigkeit kann man sich wie eine Lache "Seewasser" vorstellen. Wenn es ruhig ist und es keine Wellen gibt, spricht man von einer "Advektionswelle". Wenn das Seewasser aufgewühlt ist und sich Wellen bewegen, spricht man von einer "turbulenten Welle". 

    Das Boot gleitet über die ruhige oder leicht gewellte Seeoberfläche, so dass die Zinnflüssigkeit zwischen den Füßen der elektronischen Teile und der Leiterplatte haften bleibt. Nach dem Durchlaufen der Zinnflüssigkeit kühlt diese schnell ab, und das Lot verschweißt die elektronischen Bauteile mit der Leiterplatte.

    Warum das Wellenlöten nicht vollständig durch SMT ersetzt wurde

    Mit der rasanten Entwicklung der industriellen Technologie werden die meisten elektronischen Bauteile immer kleiner, die die Anforderungen des SMT-Reflow-Lötens erfüllen können (z. B. kleine Teile und hohe Temperaturbeständigkeit), so dass die meisten Leiterplattenhersteller das Wellenlötverfahren aufgegeben haben. Auch für einige Teile, die nicht verkleinert werden können, kann das (PIH) Paste-in-Hole-Verfahren verwendet werden, solange die Temperaturbeständigkeit des Materials die Anforderungen des SMT-Reflow-Lötens erfüllen kann.

    Allerdings gibt es immer noch eine kleine Anzahl von elektronischen Bauteilen, die den Anforderungen des SMT-Verfahrens nicht genügen, so dass dieses Verfahren in einigen Fällen sehr viel Lot verbraucht.

    SMT-Verfahren

    Der Prozess des Wellenlötens

    Flux-Zone

    Der Zweck der Verwendung von Flussmittel ist die Verbesserung der Qualität der Teile Löten, weil PCB, elektronische Teile, und sogar Zinn Flüssigkeit kann in der Lagerung und Verwendung Umwelt, die Oxidation verursachen und beeinträchtigen die Qualität des Lötens verschmutzt werden. Die Hauptfunktion von "Flussmittel" ist es, Oxide und Schmutz auf der Metalloberfläche zu entfernen, und es kann auch einen dünnen Film auf der Metalloberfläche bilden, um die Luft während des Hochtemperaturbetriebs zu isolieren, so dass das Lot nicht leicht zu oxidieren ist.

    Beim Wellenlöten muss jedoch geschmolzenes Zinn als Lötmedium verwendet werden. Da es sich um flüssiges Zinn handelt, muss die Temperatur höher sein als der Schmelzpunkt von Lot. Die derzeitige Temperatur des bleifreien Lots SAC305 liegt bei etwa 217 °C. Das allgemeine Flussmittel kann bei einer so hohen Temperatur nicht lange aufbewahrt werden; wenn Sie also Flussmittel hinzufügen möchten, müssen Sie es auftragen, bevor die Leiterplatte die Zinnflüssigkeit durchläuft.

    Im Allgemeinen gibt es zwei Möglichkeiten, Flussmittel aufzutragen. Die eine ist die Verwendung von schäumendem Flussmittel. Wenn die Leiterplatte den Flussmittelbereich durchläuft, haftet das Flussmittel an der Leiterplatte. Der Nachteil dieser Methode ist, dass das Flussmittel nicht gleichmäßig auf die Leiterplatte aufgetragen werden kann, was dazu führt, dass Teile, die nicht mit Flussmittel beschichtet sind, schlecht gelötet werden.

    Die zweite Methode des Flussmittelauftrags ist das Sprühen

    Die zweite Methode des Flussmittelauftrags ist das Sprühen. Die Düse wird am unteren Ende der Kette angebracht, und wenn die Leiterplatte vorbeiläuft, wird sie von unten nach oben besprüht. Auch diese Methode hat einen Nachteil, nämlich dass das Flussmittel leichter durch den Spalt der Leiterplatte hindurchgeht. Manchmal kann das Flussmittel direkt die Teile auf der Vorderseite der Leiterplatte verunreinigen oder sogar in das Innere einiger Teile eindringen, die empfindlich auf Flussmittel reagieren, was in Zukunft zu einer Gefahr werden kann. Oder es verbleibt auf der Oberseite der Wellenlötmaschine.

    Wenn die Maschine nicht regelmäßig gereinigt wird, tropft das Flussmittel, wenn es sich bis zu einer bestimmten Menge angesammelt hat, und ein großer Klumpen verunreinigt direkt die Vorderseite der Leiterplatte. wenn das Flussmittel ohne Behandlung direkt auf die Leiterplatte fällt, kann es zu Qualitätsproblemen wie Korrosion der Leiterplatte oder Mikrokurzschluss kommen.

    Vorwärmzone

    Genau wie die SMT-ProduktionslinieBeim Wellenlöten muss die Leiterplatte vor dem eigentlichen Lötvorgang ebenfalls vorgewärmt werden. Dies dient dazu, die Verformung der Leiterplatte zu verringern und die innere Feuchtigkeit einiger Teile zu vermeiden. Andernfalls wird die Platine direkt von Raumtemperatur auf eine Temperatur von über 217 °C erhitzt, was leicht zu einer Delamination führen kann.

    Lötbereich

    Viele Zinnbarren werden in den Tank geworfen und dann erhitzt und zu flüssigem Zinn geschmolzen, so dass dieser Prozess viel Zinnmaterial erfordert. Da es sich um flüssiges Zinn handelt, können je nach den Eigenschaften der Flüssigkeit verschiedene Zinnoberflächen hergestellt werden, um den Anforderungen des Lötzinns gerecht zu werden.

    Im Allgemeinen wird das Zinnbad im Zinnofen in zwei Schlitze unterteilt. Der erste Schlitz wird Spanwelle genannt, der zweite Schlitz heißt Welle. Diese beiden Zinnschlitze haben unterschiedliche Funktionen. In den meisten Fällen werden nur advektive Wellen eingeschaltet

    Chip-Welle

    SMD-Bauteile

    Verwenden Sie ein Werkzeug, um die Zinnflüssigkeit zu rühren und einen brunnenartigen Effekt zu erzeugen. Sein Hauptzweck ist das Löten von SMD-Bauteilen, denn SMD-Bauteile sind in der Regel dicht in verschiedenen Bereichen der Leiterplatte verteilt, und es gibt große und kleine, hohe und niedrige, weil die Aktion der Leiterplatte ist ähnlich wie das Gleiten eines Sampans. Stellen Sie sich vor, dass, wenn sich ein großes Objekt unter dem Sampan befindet, sich beim Gleiten der so genannte "Schatteneffekt" hinter dem großen Objekt bildet.

    Das Gleiche gilt für Zinnflüssigkeit, wenn es keine taumelnde Zinnflüssigkeit gibt, kann sie diese Teile oder Lötstellen im Schatten nicht berühren, was dann das Problem des Leerschweißens verursacht. Da die Zinnflüssigkeit jedoch ständig in Bewegung ist, ist die Schweißung manchmal nicht gleichmäßig genug, und es kann sogar zu Schweißbrücken oder -spitzen kommen, so dass die Welle im Allgemeinen nach der turbulenten Welle hinzugefügt wird.

    Welle

    Sie ähnelt in gewisser Weise einer stillen Wasseroberfläche, aber in Wirklichkeit handelt es sich um eine ununterbrochen fließende Zinnflüssigkeit, die jedoch sehr gleichmäßig fließt, wodurch einige Grate, Schweißbrücken und Kurzschlussprobleme, die durch turbulente Wellen verursacht werden, wirksam beseitigt werden können. Darüber hinaus hat die Advektionswelle einen sehr guten Schweißeffekt auf traditionelle Durchgangslochkomponenten (lange, aus der Leiterplatte herausragende Beine). Wenn beim Wellenlöten nur Durchsteckbauteile vorhanden sind, können Sie auch erwägen, die Spoilerwelle auszuschalten und nur die Advektionswelle zu verwenden, um die Schweißung abzuschließen.

    Kurzschlussüberbrückung

    Kühlzone

    Eine einzelne Advektionswelle trägt auch dazu bei, das Problem der Kurzschlussüberbrückung bei mehrpoligen Steckverbindungen zu verringern, da das Flussmittel in der Turbulenzwelle des Doppelwellenprozesses verdampft wird und in der Advektionswelle weniger Desoxidation und Lötunterstützung des Flussmittels stattfindet. Wenn die Benetzbarkeit des Lotes zu.

    In diesem Bereich wird in der Regel ein Kühlgebläse am Ausgang des Zinnofens eingesetzt, das für die Kühlung der Leiterplatte zuständig ist, die gerade die Hochtemperatur-Zinnflüssigkeit durchlaufen hat, da sofort einige Löt- und Reparaturarbeiten durchgeführt werden müssen. Im Allgemeinen werden die Leiterplatten, die den Zinnofen durchlaufen, nicht mit einer Schnellkühlanlage gekühlt, wahrscheinlich weil es sich bei den meisten um herkömmliche Durchsteckkomponenten oder größere SMD-Bauteile handelt.

    Bei einigen Wellenöfen wird am Ende ein zusätzlicher Reinigungsprozess durchgeführt, da einige Leiterplatten noch gereinigt werden müssen.

    Warum ist beim Wellenlöten ein Neigungswinkel erforderlich?

    Die Spur des "Wellenlötens" hat einen bestimmten Neigungswinkel zur Zinnoberfläche. Im Allgemeinen wird der Neigungswinkel auf etwa 3~7° eingestellt. Der Grund für die leichte Neigung ist die Erleichterung der Entfernung von Zinn, wenn die Lötstelle von der Zinnoberfläche getrennt wird. Dieser Neigungswinkel wird auch als "Entzinnungswinkel" bezeichnet. Beim Passieren von Zinn ist ein Winkel erforderlich, wenn die PCB-Platine und die Oberfläche des flüssigen, geschmolzenen Zinns sind voneinander getrennt. Wenn der Verzinnungswinkel kleiner ist, wird die Lötstelle größer und umgekehrt.

    Wenn die Leiterbahn und die Zinnoberfläche beim "Wellenlöten" nicht geneigt sind und es keinen Entlötungswinkel gibt, werden die Lötstellen zu groß, und es entsteht leicht eine große Anzahl von Lötstellen. Ein gewisser Entlötungswinkel beim Wellenlöten kann überschüssige Lötstellen fördern. Die geschmolzene Zinnflüssigkeit fließt durch die Schwerkraft entlang des Entlötungswinkels in den Wellenlötofen, um die Menge des Zinns in der Lötstelle zu kontrollieren.

    Was ist selektives Wellenlöten?

    Da nicht alle Teile einer Platine wellengelötet werden müssen, gibt es oft Hunderte von Teilen auf einer Platine, aber weniger als 5 Teile müssen wellengelötet werden, so dass das selektive Wellenlöten geboren wurde.
    Es gibt zwei Arten des selektiven Wellenlötens:

    Die erste Art des selektiven Wellenlötens besteht darin, einen Wellenlöt-Ofenträger zu verwenden, um die Teile abzudecken, die nicht wellengelötet werden müssen, und der Prozess folgt immer noch dem ursprünglichen Wellenlöt-Zinn-Ofen. Die zweite selektive Wellenlötung ist die Verwendung eines kleinen Zinnofens. Die kleine Düse, und dann bewegen Sie die Düse, um mit den Teilen, die geschweißt werden müssen, die das Lot sparen können auszurichten.

    Schlussfolgerung

    Trotz der vielen Nachteile im Vergleich zu SMT wird das Wellenlöten immer noch in der PCB Montage Fabrik aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften und kann nicht einfach durch ein anderes Herstellungsverfahren ersetzt werden.

    FAQ

    Der Grund, warum es "Wellenlöten" genannt wird, ist, dass beim Löten ein Zinnofen verwendet wird. Der Zinnofen wird auf eine Temperatur erhitzt, die ausreicht, um die Zinnstange zu schmelzen und eine geschmolzene Zinnflüssigkeit zu bilden. Diese Zinnflüssigkeit kann man sich wie eine Lache "Seewasser" vorstellen. Wenn es ruhig ist und es keine Wellen gibt, nennt man das "Advektionswelle".

    Es gibt immer noch eine kleine Anzahl von elektronischen Bauteilen, die den Anforderungen des SMT-Verfahrens nicht genügen, so dass dieses Verfahren in einigen Fällen sehr viel Lot verbraucht.

    Es gibt zwei Arten des selektiven Wellenlötens: Bei der ersten Art des selektiven Wellenlötens wird ein Wellenlöt-Ofenträger verwendet, um die Teile abzudecken, die nicht wellengelötet werden müssen, und der Prozess folgt immer noch dem ursprünglichen Wellenlöt-Zinn-Ofen. Die zweite selektive Wellenlötung ist die Verwendung eines kleinen Zinnofens. Die kleine Düse, und dann bewegen Sie die Düse, um mit den Teilen, die geschweißt werden müssen, die das Lot sparen können auszurichten.

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