Ein Vergleich von Reflow-Löten und Wellenlöten

Jun 17, 2023

Das Löten ist ein wichtiger Bestandteil des Produktionsprozesses von Leiterplatten (PCB). Hersteller verwenden Löten, um Schaltkreise sicher auf Platinen zu befestigen. In der Leiterplattenindustrie gibt es zwei Hauptformen des Lötens: Reflow-Löten und Wellenlöten.

Für Unternehmen, die in der Leiterplattenindustrie tätig sind, ist es von entscheidender Bedeutung, die effektivste Löttechnik für ihren Leiterplattentyp zu verwenden. Ingenieure müssen eine fundierte Entscheidung darüber treffen, welche Lötmethode für ihre Produktionsanforderungen am nützlichsten ist. Die gewählte Methode wird erhebliche Auswirkungen auf Produktionszeitpläne, Kosten und andere Kernelemente des Leiterplattenherstellungsprozesses haben.

In diesem Artikel werden die wichtigsten Unterschiede zwischen Wellen- und Reflow-Löten untersucht, indem die einzelnen Typen im Folgenden genauer untersucht werden.

Reflow-Löten ist die am weitesten verbreitete Lötmethode in der Leiterplattenindustrie. Sofern Sie keine Durchgangslochelemente löten, ist das Reflow-Löten für viele Hersteller die gebräuchlichste Methode (besonders geeignet für die SMT-Bestückung).

Der Reflow-Lötprozess beginnt mit dem Auftragen von Flussmittel und Lot (auch als Lotpaste bezeichnet) auf die Pads. Die Leiterplatte wird in einen Reflow-Ofen gelegt und heiße Luft schmilzt die Paste, um Lötverbindungen zu bilden. Der Prozess erfolgt durch Anheben der Temperatur auf vorab festgelegte Werte. Das Vorheizen wird implementiert, damit die Leiterplatte während des akuten Lötvorgangs keinen thermischen Schock erfährt.

Um kleine, einzelne Bauteile auf einer Leiterplatte zu löten, sind Heißluftkolben völlig ausreichend.

Das Wellenlöten nutzt eine andere Lötmethode zur Herstellung von Leiterplatten. Dies ist die beste Methode für Ingenieure, die eine große Anzahl von Leiterplatten gleichzeitig löten müssen.

Der Wellenlötprozess beginnt mit dem Auftragen von Flussmittel auf die zu lötenden Bauteile. Das Flussmittel entfernt Oberflächenoxid und reinigt das Metall vor dem Löten, was ein entscheidender Schritt für die Qualitätsarbeit ist.

Anschließend erfolgt, wie beim Reflow-Löten, eine Vorwärmung, um sicherzustellen, dass während des akuten Lötprozesses ein Thermoschock vermieden wird.

Die „Lotwelle“ bewegt sich über die Leiterplatte und beginnt mit dem Löten der verschiedenen Komponenten – in dieser Phase entstehen elektrische Verbindungen. Eine Kühlmethode senkt dann die Temperatur und bindet das Lot dauerhaft an Ort und Stelle.

Die innere Umgebung in einem Wellenlötofen ist entscheidend. Wenn die Temperaturen nicht korrekt eingehalten werden, können kostspielige Probleme entstehen. Auch Besitzer von Wellenlötöfen stehen vor zahlreichen Herausforderungen, wenn sie die Bedingungen während des Lötprozesses nicht effektiv kontrollieren können. Wenn die Temperaturen beispielsweise zu hohe Werte erreichen, kann es zu Rissen oder Leitfähigkeitsproblemen auf Leiterplatten kommen. Wenn der Wellenlötofen nicht heiß genug ist, können Hohlräume auf der Leiterplatte zu Leitfähigkeitsproblemen und Strukturschwächen führen.

Der Hauptunterschied zwischen Wellenlöten und Reflow-Löten liegt im Kernlötprozess.

Beim Reflow-Löten wird Heißluft verwendet, während beim Wellenlöten eine Lotwelle zur Massenproduktion von Leiterplatten verwendet wird. Dies bedeutet, dass die innere Umgebung in einem Wellenlötofen weitaus empfindlicher ist – eine kleine Änderung der Temperatur oder der Bedingungen kann zu katastrophalen Schäden an den Leiterplatten führen.

Diese Unterschiede haben auch erhebliche Auswirkungen auf die Erschwinglichkeit und Effizienz der einzelnen Methoden. Das Wellenlöten ist zwar komplexer und erfordert ununterbrochene Aufmerksamkeit, ist aber tendenziell schneller und kostengünstiger. Wenn Sie keine Zeit haben, ist dies möglicherweise die einzig sinnvolle Option, um viele Leiterplatten gleichzeitig zu löten.

Wenn Sie noch unsicher sind, welche Lötmethode für Ihre Anforderungen am besten geeignet ist, kann ein Vergleich beider Methoden aus der Vogelperspektive hilfreich sein.

Nachfolgend finden Sie einen Vergleich der kritischen Details der einzelnen Lötarten:

Tabelle 1. Reflow vs. Wellenlöten

Komplexer, weil die interne Umgebung viel instabiler ist. Kleine Temperaturschwankungen können die Leiterplatte während der Herstellung zerstören.

Dies erfordert oft mehr Zeit und Geld, insbesondere bei großen Fertigungsprojekten.

Ermöglicht Herstellern die Massenproduktion von Leiterplatten, was den Prozess deutlich kostengünstiger und zeiteffizienter macht.

Seltener, aber häufiger beim Löten von Durchgangslochkomponenten.

Reflow-Löten und Wellenlöten sind effektive Methoden zum Aufbau von Leiterplatten. Während es möglich ist, Leiterplatten manuell zu löten, kann sich die Entscheidung, Reflow- oder Wellenlötmethoden zu vermeiden, auf kommerzieller Ebene als unpraktisch erweisen.

Während Wellenlöten für die THT-Bestückung konzipiert ist und Reflow-Löten für die SMT-Bestückung verwendet wird, benötigt Hardware mit SMD- und DIP-Elementen möglicherweise eine Kombination aus beiden (einen Hybrid). Es ist nicht ungewöhnlich, dass Leiterplatten während des Herstellungsprozesses beispielsweise teilweise wellengelötet und dann reflowgelötet werden.

Wenn Zeit und Budget die wichtigsten Faktoren bei der Entscheidung über die Lötmethode sind, hat das Wellenlöten seine Vorteile. Die Komplexität des Wellenlötens macht es jedoch für Hersteller ohne Erfahrung in der Leiterplattenproduktion zu einer problematischen Wahl.

Reflow-Löten ist eine hervorragende Option für Hersteller, die keine Massenproduktion von Leiterplatten benötigen.

Beide Optionen haben Vor- und Nachteile. Ingenieure sollten das Design der Leiterplatten sowie ihre individuellen Bedürfnisse und ihr Budget sorgfältig abwägen.

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