Löten ist eine grundlegende Technik in der Elektronikmontage. Es dient dazu, elektrische Bauteile zu verbinden und mechanisch auf einer Leiterplatte zu befestigen. Ein wichtiger Schritt in diesem Prozess ist die sogenannte „Lotbenetzung“. In diesem Artikel erläutern wir die Grundlagen der Lotbenetzung, ihre Bedeutung, die Ursachen für schlechte Benetzung und wie man Benetzungsprobleme vermeidet, um zuverlässige und langlebige Lötverbindungen zu gewährleisten.
Was ist Lötbenetzung?
Lotbenetzung bezeichnet einen Prozess, bei dem Lot schmilzt und sich auf der Oberfläche von Leiterplattenkomponenten verteilt. Das flüssige Lot bewegt sich frei über die lothaltige Oberfläche und bildet beim Abkühlen eine gleichmäßig glänzende, metallurgisch mit der Oberfläche verbundene Oberfläche. Bei guter Benetzung ist das Lot glatt und glänzend. Eine schlechte Benetzung ist jedoch leicht an ihrem rauen, matten und körnigen Aussehen zu erkennen.
Warum ist eine ordnungsgemäße Lötbenetzung wichtig?
Das Erreichen einer ordnungsgemäßen Lotbenetzung ist aus mehreren Gründen von entscheidender Bedeutung:
Elektrische Leitfähigkeit: Eine gute Benetzung trägt zur Verbesserung der elektrischen Leitfähigkeit bei, da sie das Risiko von Signalverlusten und den Widerstand verringern kann.
Mechanische Festigkeit: Durch gute Benetzung entstehen starke und dauerhafte Bindungen, die sowohl thermischen Zyklen als auch mechanischer Belastung standhalten.
Zuverlässigkeit: Richtig benetzte Fugen versagen seltener als Risse, kalte Gelenke oder zeitweilige Verbindungen.
Visuelle Inspektion: Wenn die Lötstelle gut benetzt ist, sieht sie glatt und glänzend aus und der Qualitätsprüfer kann Defekte leicht erkennen.
Wärmemanagement: Eine gute Benetzung bietet zusätzlich eine hervorragende Wärmeableitung, die für temperaturempfindliche Komponenten unerlässlich ist.
3 Lotbenetzungsprobleme, die Sie kennen sollten
Obwohl eine ideale Lotbenetzung das Ziel ist, können während des Lötvorgangs verschiedene Probleme auftreten:
Schlechte Benetzung (Unzureichende Benetzung)
Wenn sich das Lot nicht optimal verteilt, spricht man von mangelnder Benetzung. Die Folge sind höhere Kontaktwinkel, eine ungleichmäßigere Lotverteilung und potenzielle Hohlräume oder Lücken in der Verbindung. Eine schlecht benetzte Verbindung kann anfangs zwar funktionieren, versagt aber mit der Zeit eher.
Nicht benetzendes Löten
Nichtbenetzung ist ein Lötproblem, bei dem das Lot keine Verbindung mit der Metalllegierung einer Leiterplatte eingehen kann. Wenn jedoch die Anschlüsse elektrischer Bauteile sowie die Pads der Leiterplatte nicht haften, befestigen und eine sichere Verbindung herstellen können, bleibt das Leiterplattenmaterial an der Oberfläche frei. Das Lot wirkt gleichzeitig matt oder riesengroß. Darüber hinaus kann durch Nichtbenetzung auch direkte Hohlräume entstehen. Dabei entstehen Löcher in Lötstellen, in denen möglicherweise Lotmaterial fehlt.
Entnetzung
Der Entnetzungsprozess ist ein Prozess, bei dem die Lötpasten die Anschlüsse der Komponenten beschichten und Leiterplattenpads, aber einige Teile bleiben erhalten. Dadurch bleiben dünne Lotschichten auf Metalllegierungen und dicke, unregelmäßige Klumpen zurück. Das Oberflächenmaterial von Leiterplatten ist in der Regel nicht ständig freigelegt. Tritt jedoch eine Entnetzung auf, beeinträchtigt dies in der Regel zunächst die Qualität der Lötverbindung und des Lötfilets.
Häufige Ursachen für eine schlechte Lotbenetzung
- Oberflächenverunreinigung: Wenn die Oberfläche einer Leiterplatte durch Schmutz oder Flussmittelrückstände verunreinigt ist, kann das Lot nicht direkt mit der Metalloberfläche in Kontakt kommen. Die Folge ist eine schlechte Benetzung.
- Unzureichendes Flussmittel: Verwendung des LötflussmittelUnzulänglichkeit ist eine der Hauptursachen für schlechte Benetzung beim Löten. Die Verwendung einer ausreichenden Menge Flussmittel kann Oxide entfernen und die Oberfläche benetzen.
- Falsche Löttemperatur: Niedrige Temperaturen führen dazu, dass das Lot nicht richtig fließt. Zu hohe Temperaturen können zu Oxidation oder Zerstörung von Bauteilen führen.
- Inkompatible Materialien: Manche Metalle sind schwieriger zu löten, da ihre Oberflächenspannung nicht die gleiche oder metallurgische ist.
- Schlechte Oberflächenvorbereitung: Raue oder unebene Oberflächen können den Lotfluss und die Benetzung behindern.
- Falsche Löttechnik: Falsche Löttechniken wie unzureichendes Vorwärmen, unsachgemäßes Auftragen des Lötzinns oder falscher Einsatz des Lötkolbenwinkels können ebenfalls zu einer schlechten Benetzung des Lötzinns führen.
- Gealtertes oder oxidiertes Lot: Das Problem entsteht, wenn das Lot alt ist oder nicht richtig gelagert wurde. Auf seiner Oberfläche bildet sich oft eine Art Kruste, sogenannte Oxide, die die Benetzung verhindern.
Wie kann eine schlechte Lotbenetzung verhindert werden?
Beim Löten kommt es auf Details und Kontrolle an. Daher ist eine gute Benetzung wichtig. Hier sind einige wichtige Strategien zur Vermeidung von Benetzungsproblemen:
- Reinigen Sie Ihre Oberflächen
Reinigen Sie zunächst die Oberfläche und die Komponenten der Leiterplatte. Mit einem handelsüblichen Lösungsmitteltuch können Sie Schmutz, Öle und andere Verunreinigungen entfernen.
- Zinnspitzen mit Lötzinn
Das Löten an eine heiße Lötspitze verhindert Oxidation. Halten Sie Ihre Lötspitzen verzinnt, damit das Lötkolben ausgeschaltet und für die richtige Benetzung einsatzbereit bleibt. Sie sparen Zeit und Geld, da Sie nicht ständig neue Lötspitzen kaufen müssen.
- Verwenden Sie hochaktive Lötpaste
In solchen Fällen können hochaktive Lötpasten eine bessere Benetzung gewährleisten und sind auch bei komplizierter Oberflächenbeschaffenheit von Vorteil. Darüber hinaus tragen hochaktive Lötpasten dazu bei, eine schlechte Benetzung beim Reflow zu vermeiden.
- Heizen Sie Ihren Lötkolben vor
Der Lötkolben muss auf die optimale Temperatur vorgeheizt werden. Bei der falschen Temperatur schmilzt das Lot nicht vollständig und es entstehen kalte Lötstellen. Die Haftung ist daher nicht zuverlässig.
Wir kennen zwar viele Lötstrategien, aber eine schlechte Benetzung des Lots ist unvermeidlich. Keine Sorge – wenn das Problem auftritt, können wir es trotzdem beheben. Beginnen Sie von vorne: Warten Sie, bis die Lötstellen abgekühlt sind, entfernen Sie das Flussmittel und erhitzen Sie die Lötstelle erneut.
Schlussfolgern
Die richtige Lötbenetzungstechnik bestimmt die Qualität der Montage und Funktion eines elektronischen Geräts. Besonders wichtig ist es, diesen grundlegenden Prozess zu kennen, wenn man in der Elektronikproduktion arbeitet. Techniker erkennen die Ursachen von Benetzungsproblemen und können bewährte Verfahren anwenden, um die Benetzung ihrer Lötfähigkeiten zu verbessern und so bessere und zuverlässigere Ergebnisse zu erzielen. Dieses Wissen ist unerlässlich für die Herstellung hochwertiger elektronischer Baugruppen, die Industriestandards und Leistungsanforderungen erfüllen.
