Wellenlöten

Wellenlöten ist ein Lötverfahren, mit dem bedrahtete elektronische Bauteile oder Anschlusselemente nach ihrer Bestückung per Hand oder mittels Bestückungsautomaten auf die Leiterplatte gelötet werden.

Dazu wird die gesamte Baugruppe auf der Lötseite zunächst mit einem Flussmittel benetzt, anschließend vorgeheizt, schließlich über eine Einzel- oder Doppellötwelle geführt und dort mit dem Lot benetzt. Bei bleifreien Loten beträgt die Löttemperatur ca. 260 °C. Nach dem Lötvorgang wird die gesamte Baugruppe gekühlt, um die thermische Belastung der Platine wieder zu reduzieren.

Ihre Vorteile

  • Hohe Prozesseffizienz durch schnelles und wirtschaftliches Lötverfahren, vorrangig für bedrahtete Bauelemente
  • Lötprozess unabhängig von Größe und Dichte der zu verlötenden Komponenten
  • Geringere Temperaturbelastung der Komponenten: Baugruppe wird in der Regel nur einseitig gelötet

Grundlagen

Wellenlötverfahren von Leiterplatten  

Eine Wellenlötanlage im Einsatz

Das Wellenlötverfahren wird hauptsächlich zum Löten von Durchsteckbauteilen (Through-Hole Technology – THT) verwendet, kommt aber auch bei der Montage von oberflächenmontierbaren Bauteilen (Surface Mounting Technology – SMT) auf der Leiterplattenunterseite zum Einsatz.

Sollen ausschließlich THT-Bauelemente verlötet werden, die aufgrund ihrer Bauform höheren mechanischen Belastungen standhalten müssen, ist das Wellenlöten noch immer das Standardverfahren.

Häufig werden zwei Lötwellen (Chip- und Lambda- bzw. Wörthmannwelle) hintereinander eingesetzt, um im gleichen Arbeitsschritt THT-Bauteile auf der Leiterplattenoberseite und SMT-Bauelemente auf der Leiterplattenunterseite sicher zu verlöten. Im Vergleich zum Selektivlöten, bei dem nur ein Teil der Baugruppe verlötet wird, ist das Wellenlöten bei einer größeren Anzahl zu lötender Bauelemente in der Regel schneller und wirtschaftlicher.

Wichtige Prozessparameter beim Wellenlöten sind neben der Löttemperatur die Eintauchtiefe der Leiterplatte, der Durchzugswinkel innerhalb der Wellenlötanlage, die Lötzeit und die Art der Lötwelle.

Ob Komponenten für das Wellenlötverfahren geeignet sind, definieren folgende Normen mit Geltungsbereich für oberflächenmontierbare Bauelemente sowie für Durchsteckkomponenten:

  • DIN EN 61760-1: Oberflächenmontagetechnik – Teil 1: Genormtes Verfahren zur Spezifizierung oberflächenmontierbarer Bauelemente (SMDs)
  • IEC 61760-1: Surface mounting technology – Part 1: Standard method for the specification of surface mounting components (SMDs)

Diese Normen beschreiben so genannte Temperaturprofile für SMT- und THT-Komponenten. Die dort angegebenen Grenzwerte liegen in der Regel höher als die tatsächlichen Temperaturbelastungen in der Praxis. Das für die betreffenden Bauelemente zulässige Temperaturprofil ist abhängig von den Bauformen sämtlicher Bauteile, der Leiterplattendicke und -größe sowie dem verwendeten Lot.

Beispiel 1

Dieses Beispielprofil für eine laminare Welle zeigt die Temperaturgrenzwerte von > +250 °C für drei Sekunden.

Laminare Welle mit Temperaturgrenzwerten

Beispielprofil für Leiterplattenanschluss-Elemente bei Verwendung einer einfachen Lötwelle

Beispiel 2

Bei diesem Grenzwertprofil erreichen die maximalen Temperaturbelastungen in Summe beider Wellen > +250 °C für fünf Sekunden.

Temperaturbelastungen in Summe beider Wellen

Beispielprofil für Leiterplattenanschluss-Elemente bei Verwendung einer Doppelwelle

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Unter folgendem Link finden Sie alle Leiterplattenanschlüsse für das Wellenlöten.

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