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Wellenlöten - Reflow Löten

Wellenlöten - Reflow Löten
by

Gerd Knappe

on 24 March 2011

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Transcript of Wellenlöten - Reflow Löten

Wellenlöten & Reflow-Löten
Grundlagen und Auswirkungen auf die
Design-Regeln eines Layouts
Grundlagen Wellenlöten
In Kurzform lautet die Arbeitsabfolge:
Flussmittel auftragen, Vorheizen der Baugruppe,
Benetzen der Baugruppe an der Lotwelle mit Lötzinn,
Kühlen der Baugruppe
Das Löten der Baugruppe erfolgt über eine oder zwei Lotwellen. Die Lotwelle wird durch Pumpen von flüssigem Lot durch eine Öffnung erzeugt: Bei der Chipwelle durch einen Spalt, bei der Wörthmannwelle durch die Löcher einer Lochplatte, sonst durch die Langlöcher einer Lochplatte.
Doppenwellensysteme (Chip- und Deltawelle) sind fast vollständig von der Wörthmannwelle (Einzelwellensystem) abgelöst worden.
Vorteile der Wörthmannwelle:
- Vollständige Benetzung von SMD-Pads
- durch geringe Schatteneffekte gute Benetzung der Lötstelle
- gute Lötergebnisse bei schwierigen Fällen (SOT 23)
- weniger Lötbrücken bei SMD-Pads

aus: Wikipedia, Wellenlöten
Ableiten von Layoutregeln für das Wellenlöten von SMD-Bauelementen
Die Strömungslehre ist ein wichtiges Hilfsmittel, um die Regeln für das Platzieren und Orientieren der SMD-Bauelemente abzuleiten.
1. Alle Lötpads und Bauteilabstände sind größer als beim Reflow-Lötverfahren auszuführen.
2. Hinter hohen Bauelementen entsteht ein "Lötwellenschatten", hier ist für genügend Abstand zu sorgen.
3. Nicht alle SMD-Bauelemente sind wellenlötbar. (Baugröße, Material)
4. An ICs sind vergrößerte Lötwellenabrisspads vorzusehen.
5. IC-Gehäuse mit Anschlussdrähten auf allen vier Seiten sind diagonal zu platzieren, um eine möglichst laminare Strömung des Lötzinns mit geringen Änderungen der Strömungsgeschwindigkeit und des -widerstands zu erzielen.
6. Bei Zweipolen ist darauf zu achten, dass beide Pads gleichzeitig gelötet werden.
(Siehe Zeichnung)
Wo können welche Bauelemente platziert werden?
Bedrahtete Bauelemente können nur auf der Bestückungsseite einer Leiterplatte platziert werden. Ausnahme: Handarbeit

SMD-Bauelemente können hingegen auf der Bestückungseite und auf der Lötseite platziert werden.

Einseitige Bestückungen, die in einem Prozessschritt hergestellt werden können, sind aus Kostengründen vorzuziehen:
D. h. bedrahtete Bauelemente auf der Bestückungsseite und SMD-Bauelemente auf der Lötseite
oder eine reine SMD-Bestückung auf der Bestückungsseite.

Eine doppelseitige Bestückung von SMD-Bauelementen ist ebenfalls möglich.
Bedrahtete Bauelemente oder auch THT-Bauelemente
(Through Hole Technology) werden fast ausschließlich über einer Welle gelötet.

Design-Regeln:
Auf Grund der Größe der Bauelemente gibt es kaum Grenzen, die
unterschritten werden, erwähnenswert ist hier eigentlich nur der einzuhaltende Randabstand von 1 ... 2 mm.
Reflow-Löten
Der Begriff Reflow-Löten oder Wiederaufschmelzlöten (engl.: reflow soldering) bezeichnet ein in der Elektrotechnik gängiges Weichlötverfahren zum Löten von SMD-Bauteilen. Bei der Herstellung von Dickschicht-Hybridschaltungen ist es das häufigste Lötverfahren.

Beim Reflow-Löten wird das (Weich-)lot in Form von Lötpaste vor der Bestückung auf die Platine/Leiterplatte aufgetragen. Es gibt verschiedene Möglichkeiten des Lotauftrags, z. B. mittels Schablonendruck (Siebdruck), Dispenser, durch Lotformteile (Preforms) oder auch galvanisch.
Der eigentliche Prozess des Lötens findet meist in einem Durchlaufofen statt.

aus: Wikipedia, Reflow-Löten
Design-Regeln für das Reflow-Lötverfahren
Transportrichtung
IC
Widerstand,
Kondensator

Transistor,
Diode

Lötwelle
1. Mindestabstand zwischen den Bauelementen ca. 0,5 mm
2. Abstand zum Leiterplattenrand ca. 2,0 mm, um ein Brechen von
Keramikkondensatoren oder Abreißen von Lötstellen zu vermeiden
3. Wärmeableitung in Kupferflächen möglich
4. Keine Vorgaben bei der Orientierung
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