Die Komponenten werden auf die Leiterplatten gelötet, um eine fertige PCBA zu bilden, die die vorgesehenen Funktionen ausführen kann. Wenn Ihre PCBA für eine zuverlässige Anwendung verwendet wird, sind gute Lötstellen von entscheidender Bedeutung. Ideale und gut ausgeführte Lötstellen sind glatt und glänzend. Beim Lötprozess können jedoch viele Lötfehler auftreten, die zu schlechten Lötstellen führen und letztendlich die elektronische Baugruppe zerstören können. In diesem Blog haben wir 5 häufige Lötfehler zusammengefasst, ihre Hauptursachen und Auswirkungen analysiert und entsprechende Lösungen zu ihrer Vermeidung vorgestellt.
1. Lötbrücken
Mit der zunehmenden Verwendung kleinerer Bauteile treten immer häufiger Lötbrückenfehler auf, die nicht ignoriert oder übersehen werden dürfen.
Wie sieht eine Lötbrücke aus?
Zwei Teile auf der Leiterplatte, die nicht miteinander verbunden sein sollten, wurden versehentlich durch Lötzinn miteinander verbunden. Diese Lötbrücken können manchmal sehr klein sein, was ihre Erkennung erschwert.
Ursachen
- Zu viel Lötzinn wird aufgetragen, das in benachbarte Pins oder Pads fließt.
- Geringer Pin-Abstand.
- Schlechtes PCB-Schablonen design, das zu einer falschen Lötmittelabscheidung führt.
- Falsche Löttechnik, z. B. Überhitzung oder unzureichende Erstarrungszeit.
- Fehlausrichtung der Bauteile.
Auswirkungen
- Wenn dies nicht rechtzeitig erkannt wird, kann es zu Kurzschlüssen oder zum Durchbrennen von Bauteilen kommen.
- In schwerwiegenderen Fällen kann die Platine zerstört werden und ist nicht mehr verwendbar.
Wie kann man Lötbrücken vermeiden?
- Vermeiden Sie es, zu viel Lötzinn aufzutragen, und wenden Sie eine geeignete Technik an.
- Kontrollieren Sie die Temperatur (z. B. durch Optimierung des Reflow-Profils), um eine Überhitzung zu vermeiden, die dazu führt, dass das Lot unkontrolliert fließt.
- Wählen Sie präzise Lötwerkzeuge, z. B. kleinere Spitzen.
- Verwenden Sie eine Entlötpumpe oder einen Entlötlitze, um überschüssiges Lot zu entfernen.
- Achten Sie auf die richtige Länge der THT-Bauteilanschlüsse und vermeiden Sie überschüssiges Lot, um diese zu verbinden.
- Verwenden Sie hochpräzise Bestückungsgeräte, um eine genaue Platzierung der Komponenten sicherzustellen.
2. Tombstoning
Diese Lötfehler treten häufig bei SMT-Komponenten wie Kondensatoren, Induktoren und Widerständen auf.
Warum wird es Tombstoning genannt? Wie sieht es aus?
Die Lötpaste auf den Bauteilpads schmilzt beim Reflow-Löten nicht gleichzeitig. Die durch die Oberflächenspannung erzeugte Kraft zieht das Bauteil in Richtung des Pads, wo das Lot schneller schmilzt. Letztendlich rollt sich ein Ende des Bauteils vom Pad ab und ähnelt einem Grabstein.
Ursachen
- Thermisches Ungleichgewicht zwischen zwei Pads im Reflow-Prozess.
- Uneinheitliche Größe oder Form der Lötpads kann zu ungleichmäßiger oder unzureichender Lötbenetzung führen.
Auswirkungen
- Die Bauteile können nicht korrekt auf das Pad gelötet werden.
- Dies kann zu offenen Stromkreisen führen und die Leistung der Platine beeinträchtigen.
Wie lässt sich Tombstoning verhindern?
- Verwenden Sie symmetrische Pads und stellen Sie sicher, dass die Pads die gleiche Wärme haben.
- Optimieren Sie das Reflow-Profil, um ein gleichmäßiges Heizprofil zu gewährleisten.
3. Kalte Lötstellen
Dies sind häufige, aber gefährliche Lötfehler, die leicht zu Rissen in den Lötstellen und schließlich zu Ausfällen führen können. Wenn das Lot nicht vollständig schmilzt, entstehen kalte Lötstellen.
Wie sehen kalte Lötstellen aus?
Diese Lötstellen sind leicht zu erkennen, da sie rau, matt und unordentlich aussehen. Ihre strukturelle Festigkeit ist schwach.
Ursachen
- Niedrige Temperatur des Lötkolbens, wodurch die erforderlichen Erwärmungsanforderungen nicht erfüllt werden.
- Unzureichende Aufheizzeit des Lötkolbens auf den Lötstellen.
- Unzureichende Reinigung, wodurch Verunreinigungen (wie Staub, Metalloxide und Fett) in die Lötstellen gelangen und ein ordnungsgemäßes Löten behindern.
- Schneller Abkühlungsprozess oder Störungen durch Vibrationsfaktoren.
Auswirkungen
- Dies führt zu einer schlechten elektrischen Leitfähigkeit, die zeitweise oder vollständig ausfallen kann.
- Durch kontinuierliche mechanische Beanspruchung, wie Vibrationen und Bewegungen, kann es zu einer Ermüdung der Lötstelle kommen.
- Während der ersten Verwendung des Produkts kann es zu einem Versagen der Lötstelle kommen.
Wie lassen sich kalte Lötstellen vermeiden?
- Halten Sie die Komponenten während des Abkühlvorgangs stabil, bis das Lot vollständig abgekühlt ist (in der Regel3 bis 5 Sekunden) und gute Lötstellen gebildet hat.
- Reinigen Sie die Teile gründlich, um Verunreinigungen zu entfernen, die die Bildung guter Lötstellen beeinträchtigen könnten.
- Die Temperatur muss in einem moderaten Bereich gehaltenwerden, weder zu hoch noch zu niedrig. Mindestens 15 °C über dem Schmelzpunkt der Lötlegierung und mindestens 45 Sekunden lang gehalten.
4. Lötperlen
Lötkugeln sind ebenfalls häufige Lötfehler, die sich nicht direkt auf die Schaltkreise auswirken. Wenn die Platine in einer Umgebung mit hohen Temperaturen betrieben wird, kann die Lötkugel schmelzen und Kurzschlüsse zwischen Bauteilen und Leiterbahnen verursachen. Sie beeinträchtigen nicht nur die Leistung, sondern auch das Aussehen des Elektronikprodukts.
Wie sehen Lötperlen aus?
Wie der Name schon sagt, handelt es sich um kleine Lötkugeln, die auf der Oberfläche der Leiterplatte (z. B. auf den Pads oder anderen Metallteilen) sitzen. Lötkugeln sind in der Regel hell, glänzend und silberfarben und variieren in ihrer Größe.
Ursachen
- Während des Reflow-Lötens dehnt sich die in der Lötpaste eingeschlossene Feuchtigkeit schnell aus, wodurch die Lötpaste spritzt und Kugeln bildet.
- Wird zu viel Lötpaste aufgetragen, fließt überschüssige Paste über und bildet Lötkugeln.
- Aufgrund eines falschen Reflow-Profils (zu niedrige Temperatur oder unzureichende Vorheizzeit) kann das Lot nicht vollständig schmelzen, was zu Lötkugeln führt. Außerdem kocht die Lötpaste bei zu schnellem Aufheizen heftig, was ebenfalls zu Kugeln führt.
- Verunreinigungen der Leiterplatte, wie Schmutz oder andere Rückstände, können das gleichmäßige Fließen des Lötmittels verhindern und zu Lötkugeln führen.
Auswirkungen
- Verstreute Lötkugeln können benachbarte Pads oder Fine-Pitch-Leiterbahnen überbrücken, was zu zeitweiligen oder dauerhaften Kurzschlüssen führt.
- Sichtbare Lötkugeln sind ein Zeichen für eine schlechte Prozesskontrolle und können zu Inspektionsfehlern führen.
- Lötperlen lassen die Leiterplatte unordentlich und unprofessionell aussehen.
Wie lassen sich Lötperlen vermeiden?
- Lagern Sie die Lötpaste ordnungsgemäß bei 2–10 ° Lassen Sie sie vor der Verwendung vier bis sechs Stunden lang in einer normalen Umgebung stehen, damit sie eine Temperatur von 20–25 °C (Umgebungstemperatur) erreicht. Damit soll verhindert werden, dass sich Kondenswasser auf der Oberfläche der Lötpaste bildet.
- Es wird empfohlen, die SMT-Schablone zu verwenden, um den Verbrauch der Lötpaste zu kontrollieren. Für verschiedene Designs (Feinrasterkomponenten) können Sie die ideale Dicke der Schablone wählen.
- Setzen Sie das Reflow-Profil zurück und optimieren Sie es. Stellen Sie sicher, dass die Spitzentemperatur höher ist als der Schmelzpunkt des Lötzinns. Verlängern Sie die Vorheizzeit auf 60 bis 120 Sekunden und halten Sie die Temperatur bei 150–180 °C, um Feuchtigkeit zu entfernen und einen gleichmäßigen Lötfluss zu fördern.
- Reinigen Sie die Leiterplatte vor dem Löten vollständig, um zu verhindern, dass Verunreinigungen den Fluss der Lötpaste beeinträchtigen.
5. Abgehobene Pads
Abgehobene Pads sind zwar häufige Lötfehler, die behoben werden können, aber Vorbeugen ist immer besser als Heilen.
Wie sehen angehobene Pads aus?
PCB-Pads sind Metallteile, die Komponenten mit den Leiterplatten verbinden. Wenn Lötpads mechanischer oder thermischer Belastung ausgesetzt sind, können sie sich von der Oberfläche der Leiterplatte lösen.
Ursachen
- Die Haftung von Kupferfolie nimmt mit steigender Oberflächentemperatur ab. Überhitzung während des Lötens, insbesondere beim Wellenlöten oder Reflow-Löten, kann dazu führen, dass sich Lötpads leichter ablösen.
- Wenn sich Lötpads unter Bauteilen befinden, liegen sie in einem toten Winkel. Techniker haben Schwierigkeiten, die Lötstellen zu sehen. Wenn sie versuchen, ein Bauteil zu bewegen, während das Lot noch geschmolzen ist, können sich die Pads aufgrund mechanischer Belastung ablösen.
- Ein schlechtes Pad-Design, wie z. B. falsche Größe, Form und Position, führt ebenfalls dazu, dass sich die Pads während des Montageprozesses ablösen.
Auswirkungen
- Die elektrische Verbindung zwischen dem Bauteil und der Leiterplatte wird unterbrochen.
- Wenn sich anhebende Pads mit benachbarten Bauteilen oder Leiterbahnen berühren, kann es zu Kurzschlüssen kommen. Dies ist besonders wichtig bei kompakten Leiterplatten mit hoher Dichte und einem Leiterbahnabstand von nur 0,1 mm.
Wie lassen sich angehobene Pads verhindern?
- Verwenden Sie temperaturgeregelte Lötkolben, um eine Überhitzung zu vermeiden.
- Wählen Sie hochtemperaturbeständige Klebstoffe.
- Wenden Sie die richtige Löttechnik an und befolgen Sie die korrekten Verfahren, um ein Verrutschen der Bauteile zu vermeiden.
- Optimieren Sie das Pad-Design, damit es den mechanischen und thermischen Belastungen während des Montageprozesses standhält.
Schlusswort
Das Verständnis und die Vermeidung häufiger Lötfehler tragen zur Verbesserung der Lötqualität, zur Verringerung des Reparaturbedarfs und zur Gewährleistung einer zuverlässigeren Leistung der Leiterplatte bei. Durch die Analyse der Ursachen und Auswirkungen dieser Lötfehler können entsprechende vorbeugende Maßnahmen ergriffen werden. Wenn bereits Fehler aufgetreten sind, können diese schnell identifiziert und behoben werden.
