Makellos Leiterplattenlöten ist für die einwandfreie Funktion einer Leiterplatte unerlässlich. Doch selbst erfahrenen Technikern können kleine Fehler unterlaufen, die zu Lötfehlern führen. Ein häufiges Problem sind Lötbrücken, die Kurzschlüsse und andere Probleme verursachen können, die die Leistung der Leiterplatte beeinträchtigen. Die richtige Behebung von Lötbrücken ist entscheidend für die Fertigung hochwertiger, funktionstüchtiger Leiterplatten. In diesem Artikel erfahren Sie, was eine Lötbrücke ist, was sie verursacht, wie man sie verhindert und wie man sie behebt, falls sie auftritt. Lesen Sie weiter und erhalten Sie wichtige Tipps zum Verständnis und zur Vermeidung dieses wichtigen Lötfehlers.
Was ist eine Lötbrücke?
Eine Lötbrücke ist eine unbeabsichtigte elektrische Verbindung zwischen zwei Leiterbahnen auf einer Leiterplatte, die durch überschüssiges Lot entsteht. Wenn zu viel Lot aufgetragen wird, kann sich eine „Brücke“ zwischen benachbarten Leiterbahnen bilden. Padsoder Komponenten, die elektrisch isoliert bleiben sollen. Dies führt zu einem unerwünschten Kurzschluss zwischen den beiden Punkten.
Lötbrücken können sich zwischen den Anschlüssen eines Bauteils, zwischen zwei Leiterbahnen oder zwischen Pads und Leiterbahnen bilden. Das überschüssige Lot staut sich über die Leiterplattenoberfläche und bildet eine Brücke zwischen den leitenden Elementen. Diese Brücke ermöglicht einen Stromfluss zwischen Punkten, wo er nicht hingehört, was zu einem Stromkreisausfall führen kann. Lötbrücken sind oft mikroskopisch klein und optisch schwer zu erkennen. Sie können jedoch eine Reihe von Problemen verursachen, von einfachen Fehlfunktionen bis hin zu schädlichen Kurzschlüssen.
Was verursacht Lötbrücken auf Leiterplatten?
Lötbrücken können sowohl durch Herstellungsprozesse als auch durch Designentscheidungen der Leiterplatte entstehen. Zu den Hauptursachen zählen:
- Übermäßiger Lötpastenauftrag – Zu viel Lötpaste auf den Pads kann beim Reflow zur Brückenbildung führen. Dies kann auf ein falsches Schablonendesign, eine schlechte Schablonenausrichtung oder einen zu hohen Druck zurückzuführen sein.
- Unzureichende Lötstoppmaske zwischen den Pads – Fehlt eine Lötstoppmaske zur elektrischen Isolierung benachbarter Pads, kann sich Lötzinn zwischen ihnen bilden. Eine korrekte Maskendefinition ist erforderlich.
- Zu geringer Abstand zwischen den Pads – Zu geringer Abstand zwischen den Pads erhöht das Risiko einer Brückenbildung. Die Mindestabstandsregeln müssen eingehalten werden.
- Fehlausrichtung – Eine schlechte Ausrichtung von Schablonen oder Komponenten kann dazu führen, dass Lötpaste oder Anschlüsse die Pads überbrücken. Präzise Ausrichtungsprozesse sind erforderlich.
- Rückstände – Flussmittelrückstände oder andere Verunreinigungen auf Leiterplatten oder Schablonen können dazu führen, dass sich Lötbrücken zwischen den Pads bilden. Regelmäßige Reinigung ist unerlässlich.
- Unzureichendes Vorheizen – Niedrige Vorheiztemperaturen können die ordnungsgemäße Verflüssigung der Lötpaste verhindern und die Brückenbildung verstärken. Ausreichende thermische Rampen sind erforderlich.
Maßnahmen zur Vermeidung von Lötbrücken
Glücklicherweise gibt es viele praktikable Methoden, um die Entstehung von Lötbrücken zu verhindern. Sehen wir uns einige der wichtigsten an:
Optimale Anschlusslängen für bedrahtete Bauteile verwenden
Die Leads von Durchgangslochkomponenten Zu lange Leitungen können zu Lötbrücken zwischen benachbarten Pins führen. Um dies zu verhindern, sollten Sie die idealen Leitungslängen für Ihre PCB Dicke, Komponentengröße, Lötmethode usw. Wenden Sie sich für Richtlinien an Ihren PCB-Montageanbieter.
Befolgen Sie die empfohlenen Loch- und Padgrößen
Übergroße Löcher und Pads für bedrahtete Bauteile verringern den Abstand zwischen den Pins und erhöhen so das Risiko von Lötbrücken. Den richtigen Lochdurchmesser und die Padgröße finden Sie in den Datenblättern der Bauteile. Dadurch wird ein ausreichender Abstand zwischen benachbarten lötbaren Flächen gewährleistet.
Design für maximale Reproduzierbarkeit in der Fertigung
Es ist wichtig sicherzustellen, dass sowohl oberflächenmontierte als auch durchkontaktierte Komponenten im Hinblick auf die Fertigungsfreundlichkeit entwickelt werden. Folgen Sie IPC-Richtlinien die Level A als bevorzugten Abstand und die Abmessungen für die Reproduzierbarkeit definieren. Vermeiden Sie unnötig kleine Komponenten oder Lücken, sofern nicht erforderlich.
Lötstoppmaske richtig auftragen
Eine Lötstopplackbeschichtung verhindert die Anhaftung von Lot an unerwünschten Stellen. Tragen Sie die Lötstopplackschicht gründlich zwischen allen Bauteilanschlüssen auf. Fehlende Lötstopplackschicht erhöht die Gefahr von Lötbrücken bei der Montage.
Verwenden Sie Fiducials zur präzisen Positionierung von Komponenten
Passermarken auf der Leiterplatte Ermöglicht eine präzise automatisierte Bauteilplatzierung. Beachten Sie die IPC-Richtlinien für die optimale Anzahl und Platzierung von Fiducials. Unzureichende Fiducials erhöhen das Risiko von Fehlausrichtungen und Lötbrücken.
Arbeiten Sie mit einem hochwertigen Montageanbieter zusammen
Ein kompetenter Auftragsfertiger ist entscheidend, da Montagefaktoren die Lötbrückenbildung stark beeinflussen. Wählen Sie einen Anbieter, der bereit ist, die Prozesse detailliert zu besprechen. Erkundigen Sie sich nach Schablonendesign, Prüfprotokollen usw., um zu verstehen, wie sorgfältig er die Lötbrückenvermeidung angeht.
Wie behebt man Lötbrückenprobleme?
Der Umgang mit Lötbrücken stellt sowohl für erfahrene als auch für Hobby-Elektroniker eine Herausforderung dar. Sollte dieses Problem dennoch auftreten, gibt es Möglichkeiten, es zu beheben. Hier ist eine Schritt-für-Schritt-Anleitung:
Schritt 1: Stellen Sie die Temperatur Ihres Lötkolbens auf 150 °C ein. Warten Sie, bis der Lötkolben die Temperatur vollständig erreicht hat. Je nach Wattzahl und Ausführung dauert dies in der Regel 20–80 Sekunden.
Schritt 2: Untersuchen Sie die Leiterplatte visuell, um die genaue Position der Lötbrücke zu ermitteln. Möglicherweise benötigen Sie eine Vergrößerung, um kleine Brücken deutlich zu erkennen. Markieren Sie die Stelle gegebenenfalls.
Schritt 3: Platzieren Sie die Lötlitze direkt auf der Lötbrücke. Drücken Sie die heiße Lötkolbenspitze fest auf die Lötlitze. Durch die Hitze schmilzt das Lot, das anschließend in das Kupfergeflecht eindringt. Halten Sie den Druck aufrecht, bis das gesamte überbrückte Lot in die Lötlitze eingezogen ist.
Schritt 4: Erhitzen Sie die zuvor überbrückten Kontaktpunkte einzeln mit dem Lötkolben. Tragen Sie auf jeden Kontaktpunkt eine kleine Menge frisches Lötzinn auf, um eine neue, feste, voneinander getrennte Lötverbindung zu bilden.
Schritt 5: Wischen Sie überschüssiges Lötzinn, das an der Spitze des noch heißen Lötkolbens klebt, vorsichtig mit einem feuchten Schwamm oder Tuch ab. So bleibt die Spitze für spätere Verwendung sauber. Berühren Sie die heiße Spitze nicht.
Schritt 6: Prüfen Sie mit einem Multimeter auf Durchgangsprüfung die Verbindung zwischen den überbrückten Punkten. Platzieren Sie an jedem Punkt eine Messspitze. Ein numerischer Wert zeigt die erfolgreiche Trennung an.
Fazit
Löten kann knifflig sein, aber die Verwendung der richtigen Techniken und Werkzeuge gewährleistet fehlerfreie Ergebnisse. Die Umsetzung wichtiger Maßnahmen zur Vermeidung von Lötbrücken ist für jedes Elektronikprojekt von entscheidender Bedeutung.
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