Was ist Wellenlöten? – Grundlagen und Funktion
Wellenlöten oder Wellenbadlöten ist eine bewährte Technik in der Bestückung von Leiterplatten, bei der THT-Bauteile (Through-Hole Technology) durch eine Welle aus flüssigem Lötzinn mit der Platine verbunden werden. Durch die Anwendung von Lötzinn, das in einer wellenförmigen Bewegung aufgetragen wird, können mehrere Bauteile gleichzeitig mit der Platine verbunden werden, was Zeit und Arbeitsaufwand erheblich reduziert.
Wie funktioniert das Wellenlöten?
Das Wellenlöten wird in speziellen Maschinen, den Wellenlötanlagen, durchgeführt. Dabei wird maschinell eine Welle aus geschmolzenem Lötzinn erzeugt, die die Bauteile auf der Leiterplatte miteinander verbindet. Die Leiterplatte wird durch diese Welle hindurchgezogen, sodass das Lötzinn in die Lötstellen fließt und eine feste Verbindung herstellt. Weil bei dieser Methode sehr viele Bauteile gleichzeitig verlötet werden können, gilt das Löten per Welle als Massenlötverfahren.
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Der Ablauf beim Löten über eine Welle?
- Vorbereitung der Platine
Nach dem Bestücken wird die Baugruppe entweder über spezielle Lötrahmen oder durch automatische Zuführsysteme in einem Leiterplattenrack dem Wellenlötprozess zugeführt. - Aufbringen des Lötflussmittels
Das Lötflussmittel wird gleichmäßig mithilfe eines Sprüh- oder Schaumverfahrens auf die zu lötenden Bauteile aufgetragen, um eine optimale Benetzung und Verbindung mit dem Lötzinn zu gewährleisten. - Vorheizen der Lötstellen
Um den chemischen Prozess des Flussmittels zu aktivieren und die zu lötenden Stellen vorzuwärmen, wird die Baugruppe vorgeheizt. - Wellenlöten über dem Lötbad
Die Platine wird über die vom Lötbad erzeugte Welle geführt, wobei die Lötstellen in Kontakt mit dem flüssigen Lötzinn kommen und die Verbindungen hergestellt werden. - Abkühlen und Reinigen
Abschließend wird die Leiterplatte abgekühlt, damit die Lötstellen aushärten können. Gegebenenfalls wird die Lötseite noch abgebürstet, um eventuelle Lötperlen und Verunreinigungen durch das Fluxmittel zu beseitigen.
Verwendete Materialien
- Lötzinn
Eine Legierung aus Zinn und Blei oder Zinn und Silber, die zum Verbinden von Bauteilen dient. Das Lötzinn bildet die eigentliche Lötstelle. - Flussmittel (Fluxmittel)
Chemische Substanzen, die Oxidationen verhindern und das Fließen des Lötzinns unterstützen.
Wellenlöten: Pro und Contra
Vorteile:
Das Wellenlötverfahren ist eine kostengünstige Methode zur Massenproduktion von Elektronik und gewährleistet eine gleichbleibend hohe Qualität der Lötverbindungen:
- Hohe Durchsatzrate: Wellenlöten ermöglicht eine effiziente Verarbeitung großer Stückzahlen.
- Zuverlässige Verbindung: Die Lötverbindung ist stabil und langlebig.
- Automatisierung: Der Prozess lässt sich einfach automatisieren, was die Produktionskosten senkt.
- Geringe Fehlerquote: Wellenlöten reduziert die Fehleranfälligkeit im Vergleich zu anderen Lötverfahren.
Nachteile:
Wellenlöten hat einige Nachteile, die man bei der Wahl des Lötverfahrens beachten sollte. Dazu gehören:
- Hohe Anschaffungs- und Betriebskosten
- Eingeschränkte Flexibilität – Oberflächenmontierte Bauteile (SMD) müssen maskiert oder geklebt werden.
- Risiko von Lötfehlern durch mangelnde Prozesskontrolle
- Hoher Energieverbrauch während des Lötens
Fazit: Bei der Elektronikproduktion in hoher Stückzahl kommt man am Wellenlötverfahren nicht vorbei. Es ist die kostengünstigste Alternative, um schnell und preiswert große Mengen zu verarbeiten.
