Selektivlöten

Was ist Selektivlöten?

Beim Selektivlöten handelt es sich um ein automatisches Lötverfahren in der Elektronikfertigung, in der die Selektivlötanlage durch XYZ-Koordinaten jede einzelne Lötstelle der Leiterplatte feingranular ansteuern kann. Das Selektivlöten wird oft für THT-Bauteile verwendet und ermöglicht im Vergleich zum Wellenlöten ein gezieltes „selektives“ Aufbringen von Lot und Flussmittel auf die Leiterplatte, ohne die anderen elektronischen Bauteile zu beeinträchtigen.

Zusammenfassung

Selektivlöten ist ein Lötverfahren aus der Elektronikfertigung
Wird verwendet, um Flussmittel & Lot nur auf einzelne Lötpunkte aufzutragen
Prozessablauf: 1. Flussmittel auftragen, 2. Vorwärmen (optional), 3. Der Lötvorgang
Vorteile: Selektivlöten ist äußerst präzise, flexibel, minimierte Wärmeauswirkungen, Material- und Energieeinsparend:
Selektivlötanlagen beschleunigen den Prozess durch Automatisierung und programmiergestützte Löt-Koordinationen
Selektivlöten ist für kleine komplexe Bauteile geeignet, Wellenlöten für die Massenproduktion von wärme resilienten Bauteilen

Wann wird Selektivlöten genutzt?

Viele der heutigen SMD-Leiterplatten sind doppelseitig mit Bauteilen bestückt. Ist der Wellenlotprozess nun aufgrund der komplexen Anordnung von den THT-Bauteilen zu schwer oder unmöglich, wird auf das Selektivlötverfahren zurückgegriffen. Über Selektivlötanlagen können die einzelnen Lötpunkte höchst präzise ausgewählt und mit Lötpaste benetzt werden, ohne umliegende Baugruppen zu implizieren.

Prozessablauf von Selektivlöten

Das Selektivlöten ist ein präzises und effizientes Verfahren, das in der Elektronikfertigung eingesetzt wird, um Baugruppen mit hoher Genauigkeit und Zuverlässigkeit zu verbinden. Es unterscheidet sich von herkömmlichen Lötmethoden durch seine Fähigkeit, gezielt bestimmte Lötstellen zu erwärmen, während benachbarte Bereiche gekühlt bleiben.

1. Auftragen des Flussmittels: Der erste Schritt beim Selektivlöten ist das Fluxen, bei dem ein Flussmittel auf die zu verbindenden Lötstellen der Leiterplatte aufgetragen wird. Für eine optimale Dosierung geschieht dieser Schritt durch einen Drop-Jet-Fluxer welcher die zu lötenden Bereiche besprüht. Das Flussmittel hilft dabei, Oxidschichten auf den Oberflächen zu entfernen und die Benetzung des Lots zu verbessern, um eine optimale Lötqualität zu erhalten.

2. Vorwärmen (optional): Nach dem Fluxen folgt das Vorwärmen, dass jedoch nur bei Bedarf und abhängig von Bauteil durchgeführt wird. Dieser Schritt dient dazu, die Temperatur der Lötstellen langsam zu erhöhen, um thermische Schocks zu vermeiden und sicherzustellen, dass das Lot gleichmäßig schmilzt.

Praxistipp: Da eine starke Wärmezufuhr gleichzeitig thermische Belastung für gewisse Bauteile bedeutet, sollten Sie wenn möglich, das Selektivlöten starten, ohne vorzuwärmen. Tasten Sie sich langsam heran, Stellen mit geringer Wärmeempfindlichkeit zu löten, um die Leiterplatten gleichmäßig, aber nicht zu stark „vorzuwärmen“.

3. Lötvorgang: Anschließend erfolgt das eigentliche Löten mit der „Miniwelle“. Das Lot wird auf die erforderliche Temperatur erhitzt und gezielt auf die vorher gefluxten und gegebenenfalls vorgewärmten Lötstellen aufgetragen. Die Miniwelle ermöglicht es, die Lötstellen präzise zu erwärmen, während umliegende Bereiche gekühlt bleiben, was besonders wichtig ist, um umliegende temperaturempfindliche Bauteile zu schützen.

Moderne Selektivlötanlagen unterstützten den Prozess und bieten verschiedene Einstellungsmöglichkeiten für die Lötparameter, wie die Höhe und Breite der Lötwelle nach XYZ-Koordinaten sowie eine exakte Temperaturregulierung des Lots, um den Prozess an die spezifischen Anforderungen des Produkts anzupassen.

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Vorteile von Selektivlöten

Genauigkeit: Selektivlöten ermöglicht eine präzise und gezielte Dosierung von Flussmittel sowie Lötung an spezifischen Stellen auf der Leiterplatte. Dies führt auch bei empfindlichen Baugruppen wie z.B. bei Ladeschaltungen zu einer höheren Qualität und Zuverlässigkeit der Lötverbindungen.

Flexibilität: Das Selektivlöten erlaubt es, nur bestimmte Bereiche der Leiterplatte zu löten, was eine große Flexibilität in Bezug auf das Design und die Anordnung von Bauteilen bietet.

Reduzierung von Wärmeeinwirkung: Das Löten mit Hilfe von Selektivlötenanlagen ermöglicht eine gezielte Erwärmung einzelner Bereiche, was die Wärmeeinwirkung auf naheliegende Bauteile minimiert und die Gefahr von Beschädigungen verringert.

Material- und Energieeinsparung: Bei dem selektiven Löten werden nur die erforderlichen Bereiche erhitzt, wodurch Materialien und Energie effizienter genutzt werden können und somit ein wirtschaftlich positiver Effekt entsteht.

Selektivlöten vs. Wellenlöten

Wellenlöten und Selektivlöten unterscheiden sich beim Löten von Leiterplatten in der Menge, Genauigkeit und Sicherheit. Während beim Wellenlöten die gesamte Unterseite der Leiterplatte durch eine Lötwelle geführt wird, werden beim Selektivlöten ganz präzise einzelne Bauteile verlötet. Die nachfolgenden Merkmale stellen einen kurzen Überblick beider Verfahren dar.

Merkmale Selektivlöten

geringe Wärmebelastung
sichere und schnelle Prozessoptimierung
einfache Prozesswiederholbarkeit
hohe Wirtschaftlichkeit dank sparsamer Materialnutzung
präzises Verlöten dank individueller Lötparameter
geeignet für komplexe Bauteile

Merkmale Wellenlöten

Zeitersparnis
geeignet für die Massenproduktion
ermöglicht die gleichmäßige Bestückung von Bauteilen
meist Kostengünstiger ab mittlerer Losgröße

Was ist eine Selektivlötanlage?

Die Selektivlöttechnik basiert auf dem Prinzip der Erwärmung von einzelnen Lötstellen auf einer Leiterplatte. Selektivlötanlagen beschleunigen den Prozess durch Automatisierung und programmiergestützte Löt-Koordinationen. Selektivlötanlagen bestehen typischerweise aus einem Lötkolben oder einer Lötdüse, einer Steuerungseinheit und einem Transportsystem für die Leiterplatte. Durch präzise Temperaturkontrolle und selektive Erwärmung wird die Lötlegierung an den gewünschten Stellen aufgeschmolzen, um Bauteile miteinander zu verbinden.

Fazit

Das Selektivlöten ist ein hochpräzises und effizientes Verfahren in der Elektronikfertigung, das sich durch seine gezielte Anwendung auf bestimmte Lötstellen auszeichnet. Im Vergleich zum herkömmlichen Wellenlöten ermöglicht es eine genau dosierte Dosierung von Lot und Flussmittel, ohne umliegende Bauteile zu beeinträchtigen.

Dies bietet zahlreiche Vorteile, darunter eine erhöhte Genauigkeit, Flexibilität im Design und eine Reduzierung der Wärmeeinwirkung auf sensible Bauteile. Beide Verfahren werden bei der Leiterplattenbestückung verwendet. Jedoch sind die Bauteile als auch die Anwendung und Menge entscheidet darüber, welches der beiden Verfahren am besten geeignet ist.