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Wie lassen sich Lunker beim Verlöten von THT-Bauteilen vermeiden?

Es gibt verschiedene Gründe, warum Lunker beim Verlöten von THT-Bauteilen entstehen.

Ein Grund kann sein, dass der Lötpin incl. Lötpin-Gehäuse-Umgebung die Bohrung, in der er steckt, von oben dicht abschließt und somit verhindert, dass die Luft aus der Lötstelle nach oben entweichen kann. In dem Fall kann es sein, dass der Lochdurchmesser für den Pin zu eng ausgelegt ist und dass dieser bei einem Design-Review angepasst werden muss.

Ein weiterer Grund kann ein Dampfpolster sein, dass durch das Flussmittel entsteht. Dieses Polster erzeugt einen erhöhten Dampfdruck, der sich über die Lötstelle entlüftet. Dadurch entstehen Hohlräume und kraterförmige Fehlstellen in der umlaufenden Lot-Meniskus-Ausprägung.

Ein Dampfdruck kann aber auch in der Leiterplatte entstehen, wenn die Feuchtigkeit in der Leiterplatte sich über den Lötprozess zu einem Dampfpolster ausprägt und sich über die Lötstelle explosionsartig in Form eines Lunkers kraterförmig entspannt. Daher sollten Leiterplatten nach der Herstellung ungefähr 1 bis 2 Stunden bei 80 bis 100°C trocknen.

Eine weitere Ursache von Fadenlunkern sind die unterschiedlichen thermischen Massen der beteiligten Bauteile im Bereich der Lot-Erstarrungszonen während der Abkühlung. In Abhängigkeit von Größe der Fehlstelle, dem Volumen der Lötverbindung und dem Ort des Auftretens resultieren daraus unterschiedliche Einflüsse auf die Lebensdauer.

Grundsätzlich lässt sich aber festhalten, dass ein paar Maßnahmen immer im Auge behalten werden sollten:

  • Die Bauteile sowie die Leiterplatten-Umgebung sollten gereinigt sein.
  • Vor dem Fertigungsprozess muss daher die Sauberkeit der Leiterplatte sowie der Bauteile geprüft werden.
  • Gleiches gilt für die Benetzbarkeit.
  • Des Weiteren sollte auf eine generelle Sauberkeit geachtet werden, beispielsweise durch das Tragen von Handschuhen bei der Handhabung von Leiterplatten und Bauteilen.

Haben Sie zu wenig Flussmittel auf der Lötstelle aber zu viel auf der Baugruppe?

Kontrolle ist alles auch beim Fluxen.

Oftmals liegt der Teufel im Detail, wenn es um das präzise Fluxen geht. Wenn Sie den Flussmittelauftrag einstellen, der das Flussmittel auf die Leiterplatte aufträgt, so können Sie das Ergebnis recht genau kontrollieren, auch wenn das Flussmittel sehr schnell appliziert wird. Neue Smartphones sind in der Lage, in Kombination mit einer Taschenlampe, Videos mit 60fps (Frames per second – in Deutsch:  Bilder pro Sekunde) aufzunehmen. Wenn mit einer Taschenlampe auf den Strahl geleuchtet wird, erkennt man diesen recht deutlich und sieht auch, wo er auftrifft.

Um die Baugruppe nicht zu verschmutzen, kann auch ein Thermopapier oder Butterbrotpapier dazwischen gehalten werden. Dieses Papier zeigt deutlich die Richtung der Flussmittelstrahls auf. Eine kleine Glasscheibe kann ebenfalls genutzt werden.

Im Anschluss können die Positionen optimiert und sollten die Leistungsparameter des Dispensers angepasst werden. Dieses erfolgt über die Software der Maschinen. Dabei ist das Verhältnis aus Geschwindigkeit, Zeit und Leistung des Dispensers wichtig. Der einfachste Weg zur Flux-Kontrolle ist das automatische Modul zur Fluxstrahlkontrolle, dass unter bestimmten Umständen auch in den Eutect-Anlagen nachgerüstet werden kann.