PCB-Schweißmethoden und -techniken zur Reduzierung der Probleme

Zum PCB-Schweißen:Funktioniert Ihr Leiterplattenprojekt (PCB) immer? Finden Sie es frustrierend, wenn Ihre Leiterplatte nur wegen eines Kurzschlusses nicht funktioniert? Aber was verursacht diesen Kurzschluss? Vielleicht zu viel Lötzinn. Aber keine Sorge; Selbst erfahrene Ingenieure stoßen während des Lötprozesses auf Probleme.

Wenn Sie also nach Lösungen für die verschiedenen Probleme suchen, die durch das Löten verursacht werden, sind Sie bei uns genau richtig. In diesem Artikel erzählen wir Ihnen alles über das Schweißen oder Löten von Leiterplatten. Wir werden erwähnen, wie man es richtig macht und welche häufigen Probleme während oder nach dem Prozess auftreten. Anschließend besprechen wir, wie diese Probleme beim Schweißen von Leiterplatten verhindert oder verringert werden können.

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Methoden des PCB-Schweißens

1.1 Was ist PCB-Schweißen?

Schweißen ist die Methode, um eine oder mehrere elektronische Komponenten mit einem Lötmittel auf einer Leiterplatte zu platzieren. Das Lot schmilzt und fixiert die elektronischen Bauteile an ihrem Platz. Der Schmelzpunkt von Lotmetall ist kleiner als der von Teilen und der Leiterplatte. Daher wird das Leiterplattenschweißen auch als Leiterplattenlöten bezeichnet.

Daher hat das Schweißverfahren eine Vielzahl von Anwendungen. Es kann in Sanitärinstallationen, Reparaturen von Heimelektronik, Elektronik und Elektroprojekten usw. verwendet werden. Die Funktion und Leistung Ihrer elektronischen Schaltung hängt stark vom idealen PCB-Schweißen ab. Zunächst müssen Sie ein Experte für die Entwicklung der gesamten Leiterplattenschaltung sein. Und wenn Sie unerfahren sind, müssen Sie sich mit Schweiß-Hacks auskennen. Schweißhacken sind geeignete Lötmethoden.

In den folgenden Abschnitten wurden verschiedene Methoden des Leiterplattenschweißens beschrieben. Könnten Sie sie sorgfältig lesen und loslegen? Sie benötigen eine Leiterplatte, Lötkolben, Lötzinn und Flussmittel. Abbildung 1 zeigt einen Lötkolben, der auf eine Leiterplatte geschweißt wird.

1.2 Arten von Methoden des PCB-Schweißens

Es gibt zwei Arten von Schweißverfahren:komplexes Schweißen und glattes Schweißen. Darüber hinaus wird das Hartschweißen auch in zwei weitere Kategorien des Hartlötens und des Silberschweißens unterteilt.

1.2.1 Hartschweißen

Bei dieser Kategorie des Schweißens oder Lötens werden zwei Metallkomponenten durch ein festes Lot verbunden, das sich aufgrund der hohen Temperatur in die sichtbaren Lücken der Elemente ausbreitet. Das Füllmetall der Lücken hält hohe Temperaturen, die über 840◦F liegen können. Das war die Grundidee des Hartlötens. Jetzt erzählen wir Ihnen etwas über Hartlöten und Silberschweißen.

1.2.2 Silberschweißen

Sie müssen eine Silberlegierung kaufen, die als Lückenfüller dient. Es ist eine makellose Methode, die für die Herstellung kleiner Elemente, zusammengesetzter Werkzeuge und die regelmäßige Wartung hilfreich ist. Silberlöten wird jedoch nicht zum Lückenfüllen empfohlen. Wir empfehlen Ihnen, ein anderes Flussmittel zu verwenden, um beim Silberschweißen genaue Ergebnisse zu erzielen.

1.2.3 Lötschweißen

Beim Lötlöten werden zwei Bauteile durch die Erzeugung eines flüssigen metallischen Gap-Fillers verbunden. Dieser Füllstoff folgt dem Gefäß und läuft durch die Fugen. Dann kühlt es ab, um eine feste Verbindung mit den elektronischen Komponenten herzustellen. Atommagnetismus und Diffusion sind die Prozesse, die für diese feste Vereinigung verantwortlich sind. Sie werden sehen, dass diese Art des Schweißens eine zuverlässige Verbindung herstellt. Messingmetall wird hauptsächlich zum Füllen von Lücken verwendet. Abbildung 2 zeigt die Nahaufnahme des herausfordernden Lötelements aus Kupfer.

1.2.4 Weichschweißen

Glattes Schweißen ist die Technik, die zum Platzieren sehr kleiner Verbundteile mit niedrigen Schmelzpunkten verwendet wird. Die Eigenschaften der Verbindung wären während des Schweißvorgangs gerissen worden. Kannst du erraten warum? Das liegt daran, dass das Schweißen bei hohen Temperaturen durchgeführt wird. In diesem Fall müssen Sie also eine Zinnlegierung als spaltfüllendes Metall besorgen. Der Schmelzpunkt des Gap-Filler-Metalls sollte nicht kleiner als 752◦F sein. Wenn Sie nach einer Empfehlung für eine Wärmequelle suchen, empfehlen wir Ihnen den Kauf eines Gasbrenners.

Machen Sie sich keine Sorgen, wenn Sie mit Schweißbegriffen wie Flussmittel, Lötkolben usw. nicht vertraut sind. Im nächsten Kapitel werden wir diese Begriffe im Detail erklären. Außerdem geben wir Ihnen einige Tipps für den Schweißprozess.

Werkzeuge und Tipps zum Schweißen

Einige von Ihnen werden bereits alle Werkzeuge kennen, die zum Löten der Leiterplatte benötigt werden. Anfänger in der Elektronik leiden jedoch oft darunter, dass sie mit der Arbeit beginnen, ohne sich vorher die notwendigen Informationen zu verschaffen. Alles im Voraus zu wissen, ist der Schlüssel, um die verschiedenen Schweißprobleme zu reduzieren.

In diesem Kapitel verraten wir Ihnen alles über die benötigten Werkzeuge und Tipps zum Leiterplattenlöten. So werden Sie als Einsteiger Ihre Elektronikbauteile schon beim ersten Versuch erfolgreich verlöten können.

2.1 Erforderliche Werkzeuge zum Schweißen von Leiterplatten

2.1.1 Lötkolben

Der Lötkolben ist das wesentliche Werkzeug, das für den Schweiß- oder Lötprozess benötigt wird. Er dient als Wärmequelle für das Weichlot. Sie können damit elektronische Bauteile manuell löten. Es schmilzt den Lötdraht, so dass er in die Lücken zwischen zwei Anschlüssen laufen kann. Für die meisten Elektronikprojekte sind Lötpistolen mit einer Leistung von 15 W bis 30 W am besten geeignet.

Wenn Sie schwere Kabel und Elemente schweißen möchten, sollten Sie außerdem ein Bügeleisen mit einer höheren Leistungskapazität kaufen. Meistens reicht eine Leistung von 40 W oder mehr für den Zweck aus. Abbildung 3 zeigt einen Lötkolben und seinen Ständer. Abbildung 4 zeigt eine Lötpistole. Sie können den Unterschied in ihren Formen leicht beobachten. Die Waffe wird immer höhere Wattzahlen haben und einen elektrischen Strom benötigen, um durch sie zu fließen.

3 Ein Lötkolben auf seinem Ständer

4 Eine Lötpistole zum Löten von elektronischen Bauteilen

2.1.2 Lötflussmittel und Lötpaste

Sie müssen auch eine Lötpaste oder -creme für ein perfektes Schweißen kaufen. Diese Lötcreme enthält Lötflussmittel. Die Lötpaste wird verwendet, um die Beine von integrierten Schaltkreisen (ICs) an den Verbindungspunkten auf einer Leiterplatte zu befestigen. Die Beine sind die Anschlüsse Ihrer ICs oder Chippakete.

Das enthaltene Flussmittel ist ein chemisches Reinigungsmittel. Es ist vorteilhaft für den Schweißprozess, da es drei Hauptfunktionen hat. Zunächst entfernt es Rost von den zu lötenden elektronischen Elementen. Zweitens hält es die Luft draußen und entfernt so zusätzlichen Rost. Und drittens verbessert es die Tränkfähigkeit des flüssigen Lötmittels. Abbildung 5 zeigt die Lötpaste.

5Die Lötpaste

2.1.3 Lötdraht und Abisolierzange

Schließlich benötigen Sie zweifellos einen Lötdraht und seinen Abisolierer. Lötdraht ist der Metalldraht, der als Weichlot fungiert. Es hat einen niedrigen Schmelzpunkt und wirkt als Lückenfüller für die Verbindungsstellen auf der Leiterplatte. Mit anderen Worten, es ist einfach ein „Lötmittel“. Sie würden Lötdrähte aus Zinn und Blei für elektronische Projekte finden. Abbildung 6 zeigt eine Rolle Lötdraht und Abbildung 7 zeigt ihren Abisolierer.

6 Lötdrahtrolle

7 Eine Abisolierzange

2.2 Tipps zur Vermeidung von Schweißproblemen

Hier werden wir einige Tipps besprechen, die Ihnen helfen werden, viele Schweißprobleme zu vermeiden. Zunächst einmal sollten Sie Kühlkörper verwenden. Sie werden zum Anbringen von Drähten empfindlicher elektrischer Komponenten wie integrierter Schaltkreise und Transistoren benötigt.

Zweitens versuchen Sie Ihr Bestes, um die Lötkolbenspitze sauber und ordentlich zu halten. Eine ausgezeichnete Eisenspitze sorgt für eine bessere Wärmeleitung und führt zu einer verbesserten Verbindung. Sie können einen angefeuchteten Schwamm verwenden, um das Ende zu reinigen. Stellen Sie drittens sicher, dass die Lötstellen korrekt sind. Denn bei komplexen Schaltungen besteht die Möglichkeit, dass einige der Lötverbindungen nicht vorhanden sind. Das Überprüfen nach dem Löten jeder elektronischen Komponente erspart Ihnen also den Frust am Ende. Sie müssen bestätigen, dass Gelenke vorhanden sind.

Viertens sollten Sie zuerst die winzigen elektronischen Komponenten verlöten. Zu den kleinen Komponenten gehören Dioden, Widerstände, Schaltdrähte und ähnliche Gegenstände. Und wichtige Merkmale sind wie Transistoren und Kondensatoren. Dieser Tipp erleichtert Ihnen die Teilemontage auf der Leiterplatte. Außerdem sollten Sie am Ende auch die empfindlichen Elektronikkomponenten verlöten. Es hilft, Schäden an ihnen zu vermeiden, während Sie andere Komponenten löten. Zu den Sharp-Funktionen gehören MOSFETs, CMOS, ICs, Mikrocontroller usw.

Am Ende noch ein Gesundheitstipp:Achten Sie darauf, in einem ausreichend belüfteten Raum zu arbeiten. Es würde helfen, wenn Sie den Rauch vermeiden, der durch das Weichlot entsteht. Dieser Rauch ist giftig und durch ausreichende Belüftung wird sichergestellt, dass er sich nicht in Ihrem Zimmer ansammelt. Abbildung 8 zeigt den Rauch, der sich während des Lötvorgangs bildet.

Abbildung 8Der Rauch, der sich während des Lötvorgangs bildet

Häufige Probleme beim Schweißen

Beim Modellieren einer Leiterplatte können einige Schweißprobleme auftreten. Diese Probleme können Ihre Kosten erhöhen und die Produktionsausbeute verringern. Das Schlimmste ist, dass Ihr Produkt auf dem Weg vom Reißbrett zum Benutzer auf Verzögerungen stößt. Und diese Probleme resultieren hauptsächlich aus Fehlern im Herstellungs- oder Designprozess Ihrer Projekte. Glücklicherweise gibt es Lösungen, um diese Probleme zu vermeiden.

In diesem Kapitel werden wir die häufigsten Lötprobleme diskutieren und im nächsten Kapitel werden wir ihre Lösungen diskutieren.

3.1 Schweißprobleme durch manuelles Löten

Im Folgenden sind die sechs häufigsten Probleme aufgeführt, die durch das Löten von Hand verursacht werden:

Der nächste Punkt definiert, was ein kalter Joint ist. 1.Gestörtes Gelenk: Eine gestörte Verbindung entsteht durch Bewegung des Lötmittels während des Erstarrens. Die Verbindungsstelle kann eine kristalline, raue oder mattierte Oberfläche haben. Es wird manchmal auch als „kaltes Gelenk“ bezeichnet. Die folgende Abbildung zeigt ein störendes Gelenk.

Eine unebene oder raue Oberfläche kategorisiert die Fuge oft. 2. Kaltes Gelenk :Sie verursachen eine „kalte Verbindung“, wenn Sie das Lot nicht vollständig schmelzen lassen. Die Lötverbindung wird schlecht sein und die Brüche können mit der Zeit wachsen. Die folgende Abbildung zeigt eine kalte Verbindung.

3.Überhitztes Gelenk: Sie werden auf eine überhitzte Verbindung stoßen, wenn das Lötmittel nicht gut gelaufen ist. Und das Fixieren dieser Verbindung wird wegen der Reste des verbrannten Flussmittels schwierig. Die folgende Abbildung zeigt eine überhitzte Verbindung.

4.Unzureichende Benetzung: In diesem Fall benetzt das Lötzinn die Anschlussdrähte gut, bildet aber keine ausgereifte Verbindung mit dem Pad. Dieses Problem kann verursacht werden, wenn Sie dem Stift und der Stelle keine Wärme zuführen. Die unten gezeigte Abbildung zeigt eine unzureichende Benetzung.

5. Ausgehungertes Lot: Sie werden eine ausgehungerte Lötstelle verursachen, wenn Sie nicht genug Lötzinn verwenden. Dies führt zu einem schwachen Gelenk und kann mit der Zeit Spannungsbrüche und Schäden verursachen. Die unten gezeigte Abbildung zeigt die ausgehungerte Lötstelle.

6.Zu viel Lot: Sie sollten nicht zu viel Lot auf eine Lötstelle geben, da dies ebenfalls ein Problem verursacht. Es besteht die Möglichkeit, dass weder das Pad noch der Stift benetzt werden. Achten Sie darauf, dass Sie der Lötstelle eine konkave Oberfläche geben, wie in der Abbildung unten gezeigt.

3.2 Herstellerbedingte Schweißprobleme

Wer sich wundert, dass Schweißprobleme nur durch manuelles Arbeiten entstehen, der irrt. Auch Leiterplattenhersteller, die Maschinen verwenden, können Lötprobleme verursachen, die angegangen werden sollten. Im Folgenden sind die vier häufigsten Probleme aufgeführt, die von Herstellern verursacht werden:

1. Lötbrücke: Bei einer Lötbrücke stellen zwei Lötstellen eine unerwartete Verbindung her. Diese Verbindung kann zu Kurzschlüssen in Ihrem Stromkreis führen. Die unten gezeigte Abbildung zeigt eine Lötbrücke.

2.Angehobene Komponenten: Während des von den Herstellern durchgeführten Wellenlötprozesses können sich elektronische Komponenten von der Oberfläche Ihrer Leiterplatte abheben. Die unten gezeigte Abbildung zeigt angehobene Komponenten.

3. Angehobene Elektroden: Wenn Hersteller versuchen, Komponenten zu entlöten, können ihre Pads von der Oberfläche Ihrer Leiterplatte abgehoben werden. Die unten gezeigte Abbildung zeigt erhabene Pads.

4. Lötkugel: Beim Lotballing bleibt ein kleines Stück Lot auf Ihrer Leiterplatte haften. Dies geschieht während des Wellenlötprozesses. Die unten gezeigte Abbildung zeigt eine Lötkugel.

Techniken zur Reduzierung von Schweißproblemen

In diesem Kapitel wird ausführlich erklärt, wie Sie alle zuvor erwähnten Lötprobleme schnell beheben können.

1.Gestörtes Gelenk reparieren: Sie können es erneut erhitzen und ihm ohne Unterbrechung Zeit zum Abkühlen geben.

2.Reparieren Sie das kalte Gelenk: Auch hier können Sie es erneut erhitzen, bis das Lot zu fließen beginnt.

3.Überhitztes Gelenk reparieren: Reinigen Sie Ihre Platine mit einer Zahnbürste oder etwas Isopropylalkohol. Es wird das verbrannte Flussmittel beseitigen.

Unzureichende Benetzung beheben: Sie müssen einfach die Spitze des heißen Bügeleisens an das Ende der Verbindung halten, bis das Lot zu fließen beginnt. Dieses flüssige Lot bedeckt dann das Pad.

1. Ausgehungertes Lot reparieren: Sie sollten nach dem erneuten Erhitzen der Verbindung mehr Lot hinzufügen.

2. Reparieren Sie zu viel Lötzinn: Überschüssiges Lot kann mit einer heißen Bügeleisenspitze, einem Lötdocht oder einem Lötmittelsauger abgezogen werden.

3.Lötbrücke reparieren: Überschüssiges Lot kann mit einer heißen Bügeleisenspitze, einem Lötdocht oder einem Lötmittelsauger abgezogen werden.

Angehobene Komponenten verhindern: Die Hersteller sollten beim Wellenlötprozess eine robuste Leiterplatte verwenden. Die Leiterplatte sollte sich nicht verbiegen, wenn die Elemente flach bleiben.

Angehobenes Pad reparieren: Sie können das Kabel durch Löten mit einer noch vorhandenen Kupferspur verbinden.

Lötkugeln verhindern: Auch hier kann es durch erneutes Erhitzen repariert werden. Zur Vorbeugung sollten die Hersteller in der Wellenlötmaschine keine zu hohen Temperaturen einstellen.

Schlussfolgerung

In diesem Artikel haben wir alles erklärt, was Sie über das Schweißen von Leiterplatten wissen müssen. Unser Hauptziel war es, Sie über die Methoden und Techniken zur Reduzierung von Schweißproblemen zu informieren. But before jumping to it directly, we have also mentioned the required background information. Moreover, we have also included tips that will help you avoid these problems in the first place.

If you still have any questions, you can contact us at [email protected] team of experts and engineers will be more than happy to help you out.