Oberflächenlöten – Ein umfassendes Verständnis des Lötens

Surface Mount Soldering ist eine beliebte Technik des PCB-Lötens. Aber kann da noch mehr sein? Nehmen wir an, Sie möchten den besten Service zum Löten von Platinen finden; Wie würden Sie Ihre Suchliste eingrenzen, um die besten auszuwählen?

Nun, in dieser Ausgabe werden wir einige der besten Lötpraktiken vorstellen und Sie durch den Prozess der Auswahl zuverlässiger Lötservices für Halterungen führen.

1. Also, was ist oberflächenmontiertes Löten?

Löten ist ein Verfahren zum Verbinden zweier Gegenstände (normalerweise elektronische Komponenten) durch Schmelzen und Verwenden eines Füllmetalls als Verbindung. Beim Löten sollten die Verbindungsmetalle einen höheren Schmelzpunkt haben als das/die Lot(e).

Allein von der Definition her könnte Löten eine Wahrnehmung von Schweißen hervorrufen. Das Löten unterscheidet sich jedoch wesentlich vom Schweißen, da die Werkstücke (Löten) nicht aufgeschmolzen werden. Beim Löten wird nur das Verbindungsmetall in einer genau überwachten Wärmemenge geschmolzen.

Wie der Name schon sagt, verbindet Surface Mount Soldering zwei Elemente auf der Oberfläche von Platinen. Es wird nicht wie bei den alten Methoden durch Löcher gemacht.

Die Surface Mount Devices sind eng in einer Oberflächenplatine angeordnet. Diese Methode ist daher billiger und für Produktionszwecke besser zugänglich.

Aber wie geht man beim Mount-Lötprozess vor? Auf den Mount-Lötprozess selbst gehen wir genauer ein.

2. Oberflächenmontierte Löttechnologie

Es gibt zwei Standardlötmethoden:

1. Reflow-Löten

2. Wellenlöten.

2.1:Reflow-Lötprozess

Von den beiden Ansätzen sticht Reflow-Löten als ideale Methode für das oberflächenmontierte Löten hervor.

Dieser Ansatz beinhaltet den Prozess der Verwendung einer Lötpaste (eine Mischung aus pulverförmigem, klebrigem Lötmittel, die dem Flussmittel zugesetzt wird), um Tausende von elektrischen Komponenten zu befestigen. Sie werden temporär an den Kontaktpads befestigt. Danach wird eine Masse kontrollierter Hitze auf die gesamte Baugruppe gerichtet, um die Komponenten zu härten und zu zementieren.

Reflow-Löten wird häufig beim Aufbau neuer elektronischer Leiterplatten eingesetzt.

2.1.1:Schlüsselaspekte des Reflow-Lötprozesses

Um einen effektiven Reflow-Lötprozess zu erreichen, müssen Sie unbedingt die folgenden Hauptaspekte beachten:

1. Eine geeignete und passende Reflow-Lötmaschine.

2. Ein akzeptables Reflow-Profil.

3. Eine Leiterplatte (PCB), die ein Footprint-Design erhalten hat.

4. Eine gedruckte Leiterplatte (PCB), die sorgfältig mit einer gut gestalteten Schablone bedruckt wird.

5. Wiederholbare Platzierung der oberflächenmontierten Komponente.

6. Hochwertige Leiterplatte (PCB), Komponenten und Lötpaste.

Der Reflow-Lötprozess ist zeitaufwändig, insbesondere während des anfänglichen Einrichtungsprozesses. Es ist auch wichtig sicherzustellen, dass Sie alle Komponenten sorgfältig und (wenn möglich) vollständig verlöten, ohne die Teile physisch zu beschädigen.

In manchen Bundesstaaten ist es wichtig, sorgfältig gestaltete Profile zu verwenden, um zu einem wiederholbaren, konsistenten Prozess zu führen, der die gewünschten Ergebnisse liefert.

Schließlich ist der zusätzliche Aufwand und die Zeit, die Sie beim Löten investieren können, das Endprodukt wert.

2.1.2:Warum und wann verwenden Sie die Reflow-Mount-Löttechnik?

Reflow-Löten ist die am besten geeignete Methode für kommerzielles Löten. Auch wenn es mehr Zeit in Anspruch nehmen kann, ist Reflow-Löten vorzuziehen, da es die besten Renditen im Einzelhandel erzielt.

2.2:Welche Werkzeuge und Verbrauchsmaterialien sind für das Oberflächenlöten erforderlich?

Es gibt zehn notwendige Werkzeuge für das Oberflächenlöten. Diese sind:

1. 1X.Digitaler oder analoger Lötkolben.

2. (Printed Circuit Board) Pads verfügbar.

3. SMD-Komponenten (Surface Mount Device), die zu verfügbaren Pads passen.

4. Entlötlitze.

5. Lot (Kolophoniumkern akzeptabel, wasserlöslich empfohlen)

6. Flussmittel mit Applikator.

7. Pinzette.

8. Franzbranntwein (Kolophoniumkernlot)

9. Wasser (lösliches Wasserlot)

10. Antistatisches Tuch.

Diese zehn Werkzeuge und Verbrauchsmaterialien bilden die Grundvoraussetzungen für das Löten von Halterungen. Sie sind (lokal) leicht verfügbar, aber Sie können einen online bestellen, wenn Sie keinen vertrauenswürdigen lokalen Anbieter finden. Es wäre jedoch hilfreich, wenn Sie beim Online-Kauf darauf achten, nur bei vertrauenswürdigen Anbietern zu kaufen.

Im verbleibenden Abschnitt werden wir uns einige der Vorteile des Oberflächenlötens ansehen und einige Tipps lernen, um es effektiver zu machen.

3. Vorteile des oberflächenmontierten Lötens

Das Oberflächenlöten ist aus mehreren Gründen berühmt. Hier sind einige Vorteile, die Sie aus dem Löten auf der Oberfläche ziehen können:

1. Zuerst ，Es ist billiger: Löten auf der Oberfläche fördert reduzierte Platinenkosten, Materialhandhabung und einen kontrollierten Herstellungsprozess.

2. Zweitens hat es eine höhere Komponentendichte und eine ähnliche Verbindungsdichte.

Diese Fähigkeit ist bei der Oberflächenmontage möglich, da die Löcher den Routing-Raum der inneren oder schwarzen Seite nicht blockieren.

3.Es hat weniger Spuren im Routing .

Dadurch wird die Platine kleiner und die Anzahl der Bohrlöcher deutlich reduziert. Eine kleinere Platine mit weniger Bohrlöchern kostet natürlich weniger.

4. Es ist einfacher und schneller bei der automatisierten Montage.

Auch wenn der Prozess des Lötens von Halterungen oft zeitaufwändig ist, können einige Bestückungsautomaten mehr als 136.000 Bauteile pro Stunde bestücken.

5. Es senkt die Anschaffungskosten entscheidend und die Einrichtungszeit für Produktionen.

Geringfügige Fehler bei der Bauteilplatzierung werden automatisch korrigiert, da die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lötmittels die Bauteile in Ausrichtung mit dem Lotpaket zieht.

6. Das Oberflächenmontage-Löten hat eine bessere mechanische Leistung unter Erschütterungs- und Vibrationsbedingungen.

7. Es gibt einen geringeren Widerstand und eine geringere Induktivität an der Verbindung.

Weniger unerwünschte RT-Signaleffekte und -effekte sowie eine bessere und besser vorhersagbare Hochfrequenzleistung.

8. Viele oberflächenmontierte Lötteile kosten weniger als die entsprechenden durchkontaktierten Teile.

9. Es hat eine bessere elektromagnetische Kompatibilitätsleistung (geringere Strahlungsemissionen) aufgrund der kleineren Strahlungsschleifenfläche (aufgrund des kleineren Gehäuses) und der kürzeren Leitungsinduktivität.

Nachdem wir uns die Gründe angesehen haben, die dazu geführt haben, dass oberflächenmontierte Lötmittel in die Höhe geschossen sind, ist es an der Zeit, uns zu fragen, ob wir es ausprobieren müssen, indem wir unsere Bedürfnisse und das, was wir haben, berücksichtigen.

4. Wie und wann sollte ich oberflächenmontiertes Löten in Betracht ziehen?

Surface Mount Soldering ist einfach und unkompliziert. Es lehnt sich stark an das traditionelle Löten an, obwohl es effizienter ist als herkömmliche Ansätze. SMDs können mit herkömmlichen Lötgeräten für Bastler verwendet und gleichermaßen gelötet werden.

Andererseits kann es in wenigen Ausnahmen erforderlich sein, dass Sie oberflächenmontierte Teile mit Standard-Lötgeräten verwenden. Aber auch in solchen Fällen benötigen Sie keine Vorkenntnisse im SMD-Löten; Grundkenntnisse im Löten würden sehr viel bringen.

Einige Oberflächenhalterungen korrigieren oder verbessern bestehende Schaltungen oder Prototypen, wenn traditionelle Ansätze mit Oberflächenhalterungen gekoppelt werden. In einem solchen Fall gibt es keine empfohlenen Vorgehensweisen, sondern nur Ergebnisse. Hier genießen Sie sicherlich die Freiheit der Kreativität. Wenn die Lötpistole irritiert, können Sie die Arbeit mit einem gehackten Toaster auf den Platinen beenden.

4.1:Bei Verwendung der Ofenmethode:

Bei der Ofenmethode wird Lötpaste auf alle Pads aufgetragen (einschließlich Paste und Lötmittel, um die Teile an Ort und Stelle zu halten). Alle Kissen werden dann in einer ofenähnlichen Maschine zum Erhitzen angeordnet (ein gehackter Toasterofen). Nach dem Erhitzen werden die Komponenten an Bord montiert, um die Schaltkreise zu vervollständigen.

Auch wenn es ein hübscher und unkomplizierter Ansatz ist, habe ich (persönlich) diese Methode nie bei der Entwicklung meiner Projekte verwendet, da sie für industrielle Anwendungen nicht effektiv ist. Aber aus Neugier kannst du es dir hier ansehen (https://www.youtube.com/watch?v=OXtqGlka2xI )

4.2:Bei Verwendung des Lötkolbens

Der Lötkolben ist für uns (PCB-Ingenieure) wie der Schraubenschlüssel für die Mechanik. Es ist der beliebteste Ansatz zum Löten und erfordert mehr Gewicht. Anders als beim Ofen gibt es beim Lötkolben zwei leichte Variationen in der Ausführung, die für hervorragende Ergebnisse sorgen. Diese sind:

1. Erstens gilt nur, wenn die Leiterplatte (PCB) mit einem Reflow-Lötfinish hergestellt wird (wobei die Platine bereits dünn mit Lot vom Hersteller der Leiterplatte (PCB) auf den Pads beschichtet ist.)

2. Zweitens haben Sie immer eine gut verzinnte Spitze für Wärmeübertragungen. Die Wahrscheinlichkeit, überschüssiges Lot zu montieren, wird daher eliminiert.

Ein Lötkolben eignet sich hervorragend für die Installation von akzeptablen Teilungsgeräten wie dem TQFP (Thin Quad Flat Package). Manchmal, wenn Ihrer Platine das zusätzliche Lötmittel fehlt, können Sie die traditionellen Lötmethoden verwenden.

4.3:Beim Reinigen und Zusammenbauen von Komponenten beim Oberflächenlöten

Reinigung: Stellen Sie sicher, dass die Lötkolbenspitze beim Zusammenbau sauber ist. Wischen Sie es oft mit einem feuchten Tuch ab und geben Sie dann etwas Lötzinn an sein Ende. Dieser Akt schützt die Informationen vor Verstopfung durch Löten und erleichtert das Anschließen. Wenn die Lötstelle „balling“ ist oder nicht an der Spitze klebt, weist dies darauf hin, dass das Bügeleisen erneut verdünnt und gereinigt werden muss.

Zusammenbau ist ein kritischer Schritt beim Oberflächenlöten. Es erfordert nur einen unangemessen zusammengesetzten Artikel, um ein ganzes Board zu vermasseln.

Glücklicherweise werden die meisten Fehler oft durch Eile beim Zusammenbau verursacht. Zu viel Eile kann vermieden werden. Du musst nicht rennen, Amigo. Gutes Löten erfordert jahrzehntelange Übung beim Konstruieren. Sobald Sie die Techniken perfektioniert haben, werden Sie auf natürliche Weise die Geschwindigkeit beim Ausrichten von Komponenten verbessern.

Obwohl Surface Mount Soldering eine beliebte Methode ist, gibt es andere Methoden, die Sie ausprobieren können. Der vorletzte Abschnitt unserer Ausgabe stellt verschiedene Alternativen zur Surface Mount Soldering-Technik vor.

5. Andere Lötarten

5.1:Through-Hole-Technologie

Auch als Plated Through-Hole Soldering (PTH) bekannt, verwendet es eine kundenspezifische Leiterplatte in einer Oberflächenmontage. Es beinhaltet das Löten von Lochkomponenten durch die auf der Platine hergestellten Löcher.

Während des Lötens fügen Sie mit der Eisenspitze von der gegenüberliegenden Seite maximal Lötzinn in eine Verbindung ein, bis die entsprechende Verrundung erreicht ist. Hier können Sie mehr lesen (https://en.wikipedia.org/wiki/Through-hole_technology).

Die Through-Hole-Technologie wird hauptsächlich im Prototyping bevorzugt.

5.2:Oberflächenmontiertes Handlöten

Durch eine Augenuntersuchung können Sie manchmal eine falsche Verbindung mit Standardlöten bemerken und korrigieren. Obwohl es sich um Oberflächenlöten handelt, ist es wichtig, dass alle Verbindungen beim ersten Durchlauf gut sind. Diese Funktion erfordert die Verwendung von Flussmittel.

Handlöten

Das ist die Verwendung eines Bügeleisens, Lötdochts, Lötmittels und etwas Flussmittel, um die oberflächenmontierten Komponenten auf einer Leiterplatte zu befestigen. Durch Handlöten können Sie eine bessere Lötstelle herstellen.

Beenden wir es!

Wie Sie vielleicht beim Lesen des Artikels bemerkt haben, ist das Oberflächenlöten nicht schwierig. Es ist unkompliziert, wenn Sie den Prozess verstehen, die richtigen Werkzeuge haben und sich die Hände schmutzig machen. Andererseits kann es mühsam sein, wenn man nicht weiß, wo man den Stein ins Rollen bringen soll.

Glücklicherweise müssen Sie sich um den Prozess keine Gedanken machen; kümmern wir uns darum. Als WellPCB haben wir jahrelang in das Löten geforscht und sind sicher, Ihnen ausgereifte Leiterplatten zu einem Schnäppchenpreis zu liefern. Wenden Sie sich hier an uns, und wir werden uns bemühen, Ihre PCB-Träume zu verwirklichen.