1. Hintergrund
Wellenlöten wird durch geschmolzenes Lot auf die Stifte von Bauteilen aufgebracht und erhitzt.Aufgrund der relativen Bewegung von Wellenkamm und Leiterplatte und der „Klebrigkeit“ des geschmolzenen Lots ist der Wellenlötprozess wesentlich komplexer als das Reflow-Schweißen.Es gibt Anforderungen an den Stiftabstand, die Stiftverlängerungslänge und die Padgröße des zu verschweißenden Pakets.Es gibt auch Anforderungen an die Layoutrichtung, den Abstand und die Verbindung der Montagelöcher auf der Leiterplattenoberfläche.Kurz gesagt, der Prozess des Wellenlötens ist relativ schlecht und erfordert eine hohe Qualität.Die Schweißausbeute hängt grundsätzlich von der Konstruktion ab.
2. Verpackungsanforderungen
A.Für das Wellenlöten geeignete Montagekomponenten sollten über freiliegende Schweiß- oder Führungsenden verfügen.Paketkörper-Bodenfreiheit (Stand Off) <0,15 mm;Höhe <4mm Grundvoraussetzungen.
Zu den Halterungselementen, die diese Bedingungen erfüllen, gehören:
0603~1206 Chip-Widerstands- und Kapazitätselemente innerhalb des Gehäusegrößenbereichs;
SOP mit Leitungsmittenabstand ≥1,0 mm und Höhe <4 mm;
Chip-Induktor mit einer Höhe ≤4 mm;
Nicht freiliegender Spulen-Chip-Induktor (Typ C, M)
B.Das für das Wellenlöten geeignete kompakte Stiftbefestigungselement ist das Gehäuse mit einem Mindestabstand zwischen benachbarten Stiften von ≥1,75 mm.
[Bemerkungen]Der Mindestabstand der eingelegten Bauteile ist eine akzeptable Voraussetzung für das Wellenlöten.Die Einhaltung der Mindestabstände bedeutet jedoch nicht, dass eine qualitativ hochwertige Schweißung erreicht werden kann.Andere Anforderungen wie Ausrichtungsrichtung, Länge des Austritts aus der Schweißfläche und Pad-Abstand sollten ebenfalls erfüllt werden.
Das Chipmontageelement mit der Gehäusegröße <0603 ist nicht zum Wellenlöten geeignet, da der Spalt zwischen den beiden Enden des Elements zu klein ist und leicht zwischen den beiden Enden der Brücke entstehen kann.
Chipmontageelemente mit einer Gehäusegröße > 1206 sind nicht für das Wellenlöten geeignet, da es sich beim Wellenlöten um eine Ungleichgewichtserwärmung handelt, der Chipwiderstand groß ist und das Kapazitätselement aufgrund der unterschiedlichen Wärmeausdehnung leicht bricht.
3. Übertragungsrichtung
Vor dem Layout der Komponenten auf der Wellenlötfläche sollte zunächst die Transportrichtung der Leiterplatte durch den Ofen bestimmt werden, die als „Prozessreferenz“ für das Layout der eingesetzten Komponenten dient.Daher sollte vor der Anordnung der Bauteile auf der Wellenlötfläche die Übertragungsrichtung festgelegt werden.
A.Generell sollte die Übertragungsrichtung die lange Seite sein.
B.Wenn das Layout über einen dichten Stiftsteckverbinder verfügt (Abstand <2,54 mm), sollte die Layoutrichtung des Steckverbinders der Übertragungsrichtung entsprechen.
C.Auf der Wellenlötfläche wird mit einem Siebdruck oder einem in Kupferfolie geätzten Pfeil die Richtung der Übertragung zur Identifizierung beim Schweißen markiert.
[Bemerkungen]Die Anordnungsrichtung der Komponenten ist beim Wellenlöten sehr wichtig, da beim Wellenlöten ein Zinn-Ein- und Zinn-Aus-Prozess erfolgt.Daher müssen Design und Schweißen in die gleiche Richtung gehen.
Aus diesem Grund wird die Richtung der Wellenlötübertragung markiert.
Wenn Sie die Übertragungsrichtung bestimmen können, beispielsweise durch das Design eines gestohlenen Blechpads, kann die Übertragungsrichtung nicht identifiziert werden.
4. Die Layoutrichtung
Bei der Anordnungsrichtung von Bauteilen handelt es sich hauptsächlich um Chipbauteile und mehrpolige Steckverbinder.
A.Die Längsrichtung des SOP-Gerätepakets sollte parallel zur Übertragungsrichtung des Wellenspitzenschweißens angeordnet sein, und die Längsrichtung der Chipkomponenten sollte senkrecht zur Übertragungsrichtung des Wellenspitzenschweißens verlaufen.
B.Bei mehreren zweipoligen Steckkomponenten sollte die Verbindungsrichtung der Buchsenmitte senkrecht zur Übertragungsrichtung sein, um das Schwebephänomen an einem Ende der Komponente zu reduzieren.
[Bemerkungen]Da der Gehäusekörper des Patchelements eine blockierende Wirkung auf das geschmolzene Lot hat, kann es leicht zu Undichtigkeiten beim Verschweißen der Stifte hinter dem Gehäusekörper (Zielseite) kommen.
Daher haben die allgemeinen Anforderungen an den Verpackungskörper keinen Einfluss auf die Richtung des Flusses des geschmolzenen Lotlayouts.
Die Überbrückung von mehrpoligen Steckverbindern erfolgt hauptsächlich am entzinnten Ende/an der Seite des Stifts.Die Ausrichtung der Steckerstifte in Übertragungsrichtung reduziert die Anzahl der Entzinnungsstifte und letztendlich die Anzahl der Brücken.Und dann wird die Brücke durch das Design der gestohlenen Blechunterlage vollständig beseitigt.
5. Abstandsanforderungen
Bei Patch-Komponenten bezieht sich der Pad-Abstand auf den Abstand zwischen den maximalen Überhangmerkmalen (einschließlich Pads) benachbarter Pakete;Bei steckbaren Komponenten bezieht sich der Pad-Abstand auf den Abstand zwischen den Pads.
Bei SMT-Komponenten wird der Pad-Abstand nicht nur unter dem Brückenaspekt betrachtet, sondern berücksichtigt auch die Blockierungswirkung des Gehäusekörpers, die zu Schweißleckagen führen kann.
A.Der Padabstand von Steckbauteilen sollte generell ≥1,00mm betragen.Bei Fine-Pitch-Steckverbindern ist eine geringfügige Reduzierung zulässig, das Minimum sollte jedoch nicht weniger als 0,60 mm betragen.
B.Der Abstand zwischen dem Pad der Steckkomponenten und dem Pad der Wellenlöt-Patch-Komponenten sollte ≥1,25 mm betragen.
6. Besondere Anforderungen an das Pad-Design
A.Um Schweißleckagen zu reduzieren, wird empfohlen, Pads für 0805/0603-, SOT-, SOP- und Tantalkondensatoren gemäß den folgenden Anforderungen zu entwerfen.
Befolgen Sie für 0805/0603-Komponenten das empfohlene Design von IPC-7351 (Pad um 0,2 mm erweitert und Breite um 30 % reduziert).
Bei SOT- und Tantal-Kondensatoren sollten die Pads 0,3 mm nach außen verlängert sein als bei normalem Design.
B.Bei der metallisierten Lochplatte hängt die Stärke der Lötverbindung hauptsächlich von der Lochverbindung ab, die Breite des Pad-Rings ≥0,25 mm.
C.Bei nichtmetallischen Löchern (einzelne Platte) hängt die Stärke der Lötverbindung von der Größe des Pads ab. Im Allgemeinen sollte der Durchmesser des Pads mehr als das 2,5-fache der Öffnung betragen.
D.Bei SOP-Verpackungen sollte am Ende des Bestimmungsstifts ein Blech-Diebstahlschutz vorgesehen werden.Wenn der SOP-Abstand relativ groß ist, kann das Design der Blech-Diebstahlunterlage auch größer sein.
e.für den mehrpoligen Steckverbinder sollte am Zinnende des Zinnpads vorgesehen sein.
7. Leitungslänge
a.Die Leitungslänge hat einen großen Einfluss auf die Ausbildung der Brückenverbindung, je kleiner der Pinabstand, desto größer der Einfluss.
Wenn der Stiftabstand 2 bis 2,54 mm beträgt, sollte die Leitungslänge auf 0,8 bis 1,3 mm eingestellt werden
Wenn der Stiftabstand weniger als 2 mm beträgt, sollte die Leitungslänge auf 0,5 bis 1,0 mm eingestellt werden
B.Die Auszugslänge der Leitung kann nur unter der Bedingung eine Rolle spielen, dass die Anordnungsrichtung der Komponenten den Anforderungen des Wellenlötens entspricht, andernfalls ist der Effekt der Eliminierung von Brücken nicht offensichtlich.
[Bemerkungen]Der Einfluss der Leitungslänge auf die Brückenverbindung ist komplexer, im Allgemeinen >2,5 mm oder <1,0 mm, der Einfluss auf die Brückenverbindung ist relativ gering, aber zwischen 1,0 und 2,5 m ist der Einfluss relativ groß.Das heißt, es ist am wahrscheinlichsten, dass es zu einem Überbrückungsphänomen kommt, wenn es nicht zu lang oder zu kurz ist.
8. Das Auftragen von Schweißfarbe
A.Wir sehen oft, dass einige Anschlusspad-Grafiken mit Tintengrafiken gedruckt sind. Es wird allgemein angenommen, dass ein solches Design das Brückenbildungsphänomen verringert.Der Mechanismus kann darin bestehen, dass die Oberfläche der Tintenschicht rau ist, leicht mehr Flussmittel absorbiert, das Flussmittel bei hoher Temperatur geschmolzenes Lot verflüchtigt und sich Isolationsblasen bilden, um das Auftreten von Brückenbildung zu reduzieren.
B.Wenn der Abstand zwischen den Pin-Pads weniger als 1,0 mm beträgt, können Sie außerhalb des Pads eine lötblockierende Tintenschicht entwerfen, um die Wahrscheinlichkeit einer Brückenbildung zu verringern. Dies dient hauptsächlich dazu, das dichte Pad in der Mitte der Brücke zwischen den Lötstellen und der Hauptlötstelle zu beseitigen Eliminierung der dichten Pad-Gruppe am Ende der Brückenlötstellen, deren unterschiedliche Funktionen sie erfüllen.Da der Stiftabstand daher relativ klein ist, sollten dichte Pads, Löttinte und Stahl-Lötpads zusammen verwendet werden.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 29. November 2021