Grundlegende Lötanleitung - Löten von elektronischen Bauteilen

Die richtige Löttechnik und Lötqualität sind die Lebensader jeder Leiterplattenherstellung und -montage . Wenn Sie sich mit Elektronik beschäftigen , müssen Sie wissen, dass das Löten im Grunde eine Technik ist, um zwei Metalle mit einem dritten Metall oder einer dritten Legierung zu verbinden. Bei der Herstellung, Montage und Nachbearbeitung von elektronischen Leiterplatten sind die zu verbindenden Metalle die Zuleitungen der elektronischen Komponenten (Durchgangsloch oder SMD) mit den Kupferspuren auf der Leiterplatte. Die Legierung, die verwendet wird, um diese beiden Metalle zu verbinden, ist Lot, das im Wesentlichen Zinn-Blei (Sn-Pb) oder Zinn-Silber-Kupfer (Sn-Ag-Cu) ist. Zinn-Blei-Lot wird wegen des darin enthaltenen Bleis als bleihaltiges Lot bezeichnet, während das Zinn-Silber-Kupfer-Lot als bleifreies Lot bezeichnet wird, weil darin kein Blei vorhanden ist. Das Lot wird entweder mit einer Wellenlötmaschine oder einem Reflow-Ofen oder einem normalen Lötkolben geschmolzen und dieses geschmolzene Lot wird dann zum Auflöten der elektronischen Komponenten auf die Leiterplatte verwendet. Eine PCB oder gedruckte Leiterplatte nach dem Zusammenbau elektronischer Komponenten wird als PCA oder gedruckte Leiterplatte bezeichnet.

Nur wenige andere Begriffe wie Löten und Schweißen sind oft mit Löten verbunden. Aber

Löten

man sollte bedenken, dass löten, löten und schweißen sich voneinander unterscheiden. Das Löten erfolgt mit Lot, während das Hartlöten mit einem Zusatzwerkstoff mit niedrigerer Schmelztemperatur erfolgt. Beim Schweißen schmilzt das Grundmetall auch beim Verbinden zweier Metalle, während dies beim Löten und Löten nicht der Fall ist.

Die Qualität des Lots und die Löttechnik entscheiden über die Lebensdauer und Leistung aller elektronischen Geräte, Geräte oder Geräte.

Flussmittel - Arten und Rolle des Flussmittels beim Löten

Fluss

Flussmittel spielen eine wichtige Rolle bei der Herstellung und Montage von Lötprozessen und Elektronik-Leiterplatten. Flussmittel entfernen alle Oxide und verhindern die Oxidation von Metallen und tragen so zu einer besseren Lötqualität bei. Bei der Elektronik-Leiterplattenbestückung werden durch das Flussmittel alle Oxide von den Kupferspuren auf der Leiterplatte und die Oxide von den Zuleitungen der elektronischen Komponenten entfernt. Diese Oxide sind beim guten Löten am widerstandsfähigsten, und beim Entfernen dieser Oxide spielen Flussmittel hier eine sehr wichtige Rolle.

Grundsätzlich werden in der Elektronik drei Arten von Flussmitteln verwendet:

1. Flussmittel vom Typ R - Diese Flussmittel sind nicht aktiviert und werden dort verwendet, wo die Oxidation am geringsten ist.

2. Flussmittel vom RMA-Typ - Dies sind kolophoniumarm aktivierte Flussmittel. Diese Flussmittel sind aktiver als Flussmittel vom R-Typ und werden an Orten verwendet, an denen mehr Oxidation stattfindet.

3. Flussmittel vom Typ RA - Dies sind kolophoniumaktivierte Flussmittel. Diese Flussmittel sind sehr aktiv und werden an Orten verwendet, an denen zu viel Oxidation vorliegt.

Einige der verfügbaren Flussmittel sind wasserlöslich. Sie lösen sich in Wasser ohne Verschmutzung. Es gibt auch No-Clean-Flussmittel, die nach dem Lötprozess nicht gereinigt werden müssen.

Die Art des beim Löten zu verwendenden Flussmittels hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie der Art der zu bestückenden Leiterplatte, der Art der verwendeten elektronischen Komponenten, der Art der verwendeten Lötmaschine und -ausrüstung sowie der Arbeitsumgebung.

Lötmittel - Arten und Rolle des Lötmittels beim Löten

Lötmittel ist das Leben und Blut jeder Leiterplatte. Die Qualität des beim Löten und bei der Leiterplattenbestückung verwendeten Lots entscheidet über die Lebensdauer und Leistung von elektronischen Maschinen, Geräten, Geräten oder Geräten.

Löten

Verschiedene Lötlegierungen sind erhältlich, aber die wirklichen sind solche, die eutektisch sind. Eutektisches Lot schmilzt genau bei einer Temperatur von 183 Grad Celsius. Eine Legierung aus Zinn und Blei in der Ration 63/37 ist eutektisch und daher wird 63/37 Zinn-Blei-Lot als eutektisches Lot bezeichnet. Nicht-eutektische Lote wechseln bei 183 Grad Celsius nicht von fest zu flüssig. Sie können bei dieser Temperatur halbfest bleiben. Die dem eutektischen Lot am nächsten liegende Legierung ist Zinn-Blei im Verhältnis 60/40. Das Lieblingslot für Elektronikhersteller ist seit Jahren 63/37. Es ist weltweit weit verbreitet.

Da Blei die Umwelt und den Menschen schädigt, hat die Europäische Union die Initiative ergriffen, Blei aus der Elektronik zu verbannen. Es wurde beschlossen, Blei aus Lötzinn und elektronischen Bauteilen zu entfernen. Dies hat zu einer anderen Form von Lot geführt, die als bleifreies Lot bezeichnet wird. Dieses Lot wird als frei bezeichnet, da es kein Blei enthält. Bleifreie Lotlegierungen schmelzen je nach Zusammensetzung bei 250 ° C. Die am häufigsten verwendete bleifreie Legierung ist Zinn / Silber / Kupfer im Verhältnis Sn96,5 / Ag3,0 / Cu0,5 (SAC). Bleifreies Lot wird auch als bleifreies Lot bezeichnet.

Formen von Lot:

Lötmittel gibt es in verschiedenen Formen:

• Draht

• Lötkolben

• Vorformlinge einlöten

• Lötpaste

• Lötkugeln für BGA

Elektronische Bauteile

Es gibt zwei Arten von elektronischen Bauteilen: Aktiv und Passiv .

Elektronische Bauteile

Aktive Komponenten sind solche, die Verstärkung oder Richtwirkung haben. ZB Transistoren, integrierte Schaltkreise oder ICs, Logikgatter.

Passive elektronische Komponenten sind solche, die keine Verstärkung oder Richtwirkung haben. Sie werden auch als elektrische Elemente oder elektrische Komponenten bezeichnet. ZB Widerstände, Kondensatoren, Dioden, Induktivitäten.

Auch hier können sich elektronische Komponenten in Durchgangslöchern von SMD (Surface Mount Devices oder Chips) befinden.

Elektronische Unternehmen

Da die Elektronikfirmen die gesamte Löt- und Leiterplattenfertigung übernehmen, können sie hier nicht ignoriert werden. Einige der führenden Elektronikunternehmen sind: Apple , Cisco , Texas Instruments , Fujitsu , Mitsubishi Electric, TCL , Bharat Electronics Limited , Siemens , Philips .

Werkzeuge und Geräte zum Löten benötigt

Wie oben erläutert, kann auf drei Arten gelötet werden:

1. Wellenlöten : Das Wellenlöten wird für die Massenproduktion durchgeführt. Ausrüstungen und Rohmaterialien, die für das Wellenlöten benötigt werden, sind: Wellenlötmaschine, Lötbalken, Flussmittel, Reflow-Prüfer, Tauchprüfer, Sprühflussmittel, Flussmittelregler.

2. Reflow-Löten: Das Reflow-Löten wird für die Massenproduktion durchgeführt und dient zum Auflöten von SMD-Bauteilen auf die Leiterplatte. Ausrüstungen und Rohstoffe für das Reflow-Löten sind: - Reflow-Ofen, Reflow-Checker, Schablonendrucker , Lötpaste, Flussmittel.

3. Handlöten: Das Handlöten erfolgt in kleinen Stückzahlen sowie bei Reparaturen und Nacharbeiten von Leiterplatten. Geräte und Rohstoffe, die zum Handlöten benötigt werden, sind: - Lötkolben, Lötstation, Lötdraht, Lötpaste, Flussmittel, Entlötkolben oder Entlötstation, Pinzette, Löttopf, Heißluftsystem, Handgelenkbänder, Rauchabsorber, Entlader, Heizpistole , Aufnahmewerkzeuge, Bleiformer, Schneidwerkzeuge, Mikroskope und Lupen, Lötkugeln, Flussmittelstift, Entlötgeflecht oder Docht, Entlötpumpe oder Entlötkolben, Überzugsstift, ESD-Material.

4. BGA-Löten : Eine andere Form elektronischer Komponenten ist BGA oder Ball Grid Array. Sie sind spezielle Bauteile und müssen speziell verlötet werden. Sie haben keine Zuleitungen, sondern verwenden Lötkugeln, die unter dem Bauteil verwendet werden. Da die Lötkugeln unter das Bauteil gelegt und verlötet werden müssen, wird das Verlöten von BGA zu einer sehr schwierigen Aufgabe. BGA-Löten benötigt BGA-Löt- und Nacharbeitssysteme sowie Lötkugeln.

Wellenlöten

Wellenlötmaschine

Eine Wellenlötmaschine kann von unterschiedlicher Art sein und zum Löten mit bleihaltigen Wellen und zum Löten ohne bleihaltige Wellen geeignet sein, sie haben jedoch alle den gleichen Mechanismus. Es gibt drei Zonen in jeder Wellenlötmaschine -

• Vorheizzone - In dieser Zone wird die Leiterplatte vor dem Löten vorgewärmt.

• Flusszone - In dieser Zone wird das Flussmittel auf die Leiterplatte gesprüht.

• Lötzone - Die wichtigste Zone, in der sich geschmolzenes Lot befindet.

Es kann auch eine vierte Zone zur Reinigung des Flussmittels nach dem Löten vorgesehen sein.

Prozess der welle löten:

Ein Förderer bewegt sich ständig über die Anlage. Die Mitarbeiter stecken elektronische Bauteile auf die Leiterplatte, die sich auf dem Förderband weiter vorwärts bewegt. Sobald alle Komponenten vorhanden sind, bewegt sich die Leiterplatte durch die verschiedenen Zonen zur Wellenlötmaschine. Lötwellen im Lötbad verlöten die Bauteile und die Leiterplatte verlässt die Maschine, wo sie auf mögliche Defekte geprüft wird. Wenn ein Defekt vorliegt, werden einige Nacharbeits- / Reparaturarbeiten mit Handlöten ausgeführt.

Reflow-Löten

Reflow-Ofen

Reflow-Löten verwendet SMT (Surface Mount Technology), um SMD (Surface Mount Devices) auf die Leiterplatte zu löten. Beim Reflow-Löten gibt es vier Stufen: Vorheizen, Einweichen, Aufschmelzen und Abkühlen.

Dabei wird Lotpaste auf die Leiterbahn der Leiterplatte gedruckt, auf die das Bauteil gelötet werden soll. Das Drucken der Lötpaste kann mit einem Lötpastenspender oder über Schablonendrucker erfolgen. Diese Platine mit Lötpaste und Komponenten der Paste wird dann durch einen Reflow-Ofen geführt, wo die Komponenten auf die Breite gelötet werden. Die Platine wird dann auf etwaige Defekte getestet. Bei Defekten werden Nacharbeiten und Reparaturen mit Heißluftsystemen durchgeführt.

Handlöten

Das Handlöten wird im Grunde genommen für die Herstellung oder Reparatur und Nacharbeit in kleinem Maßstab durchgeführt.

Handlöten

Das Handlöten von Durchgangsbauteilen erfolgt mit einem Lötkolben oder einer Lötstation.

Das Handlöten von SMD-Bauteilen erfolgt mit Heißluftstiften oder Heißluftaufbereitungssystemen. Das Handlöten von Thru-Hole-Bauteilen ist einfacher als das Handlöten von SMDs.

Wichtige Punkte, die Sie beim Löten beachten sollten:

Das Löten erfolgt durch schnelles Erhitzen der zu verbindenden Metallteile und anschließendes Aufbringen eines Flussmittels und eines Lotes auf die Kontaktflächen. Die fertige Lötverbindung verbindet die Teile metallurgisch und bildet eine hervorragende elektrische Verbindung zwischen Drähten und eine starke mechanische Verbindung zwischen den Metallteilen. Wärme wird mit einem Lötkolben oder anderen Mitteln aufgebracht. Das Flussmittel ist ein chemischer Reiniger, der die heißen Oberflächen für das geschmolzene Lot vorbereitet. Das Lot ist eine niedrigschmelzende Legierung von Nichteisenmetallen.

1. Halten Sie die Spitze immer mit einer dünnen Lotschicht bedeckt.

2. Verwenden Sie möglichst milde Flussmittel, die dennoch eine starke Lötverbindung bieten.

3. Halten Sie die Temperatur so niedrig wie möglich und halten Sie sie gleichzeitig so hoch, dass eine Verbindung schnell gelötet werden kann (max. 2 bis 3 Sekunden für das elektronische Löten).

4. Passen Sie die Größe der Spitzen an die Arbeit an.

5. Verwenden Sie eine Spitze mit möglichst kurzer Reichweite, um maximale Effizienz zu erzielen.

SMD-Handlötverfahren:

1. Methode 1 - Pin für Pin Verwendet für: zwei Pin-Komponenten (0805 Caps & Res), Teilungen> = 0,0315 ″ im Small Outline Package, (T) QFP und SOT (Mini 3P).

2. Methode 2 - Fluten und saugen Verwendet für: Stellplätze <= 0,0315="" "in="" small="" outline="" package="" und="" (t)="">

3. Methode 3 - Lötpaste Wird für BGA-, MLF / MLA-Verpackungen verwendet. wo sich die Stifte unter dem Teil befinden und nicht zugänglich sind.

BGA oder Ball Grid Array ist eine Verpackungsart für oberflächenmontierte Leiterplatten (bei der Komponenten tatsächlich auf der Oberfläche der Leiterplatte montiert oder befestigt sind). Ein BGA-Gehäuse sieht einfach aus wie ein dünner Wafer aus Halbleitermaterial, der nur auf einer Seite Schaltungskomponenten aufweist. Das Ball Grid Array-Paket wird als solches bezeichnet, da es sich im Grunde genommen um ein Array von Metalllegierungskugeln handelt, die in einem Gitter angeordnet sind. Diese BGA-Kugeln sind normalerweise Zinn / Blei (Sn / Pb 63/37) oder Zinn / Blei / Silber (Sn / Pb / Ag).

RoHS : Beschränkung gefährlicher Substanzen [Blei (Pb), Quecksilber (Hg), Cadmium (Cd), sechswertiges Chrom (CrVI), polybromierte Biphenyle (PBB) und polybromierte Diphenylether (PBDE)]

Elektro- und Elektronik-Altgeräte.

Bleifreies Lot : Lot ohne Blei (Pb).

Nach den EU-Richtlinien zum Entfernen von Blei (Gift) vom elektronischen Löten nimmt bleifrei weltweit einen rasanten Aufschwung ein, da die Auswirkungen auf die Gesundheit und die Umwelt zu berücksichtigen sind.

Es wird zweifellos eine Zeit kommen, in der Sie das Lot von einer Verbindung entfernen müssen: möglicherweise, um eine fehlerhafte Komponente zu ersetzen oder eine trockene Verbindung zu reparieren. Der übliche Weg ist die Verwendung einer Entlötpumpe.

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