Der Unterschied zwischen Selektivlöten und Wellenlöten – Vorteile und Unterschiede
Und was die automatische THT-Bestückung für LEDs einer Airbus-Bordküche damit zu tun hat
Als EMS-Fertiger (Electronic Manufacturing Service) setzen wir in der THT- und in der SMD-Bestückung unterschiedliche Lötverfahren ein. Neben dem ursprünglichen zeitaufwendigen Handlöten arbeiten wir mit automatisierten Wellenlötanlagen und Selektivlötanlagen. In diesem Artikel erfahren Sie, was der Unterschied zwischen den beiden Lötverfahren ist und welche Vorteile sich daraus für unsere Kunden ergeben – mit einem Beispiel unseres Kunden Airbus.
Was ist Selektivlöten?
Selektivlöten ersetzt in der Baugruppenfertigung – vereinfacht gesagt – das Löten mit der Hand. Es ist ein automatisiertes 3D-Lötverfahren, das über eine Software gesteuert wird. Dabei werden X-, Y- und Z-Koordinaten auf der Platine festgelegt. Die Koordinaten kennzeichnen, an welchen Stellen auf der Leiterplatte das heiße Lötzinn abgesetzt wird, um ganz bestimmte Bauteile zu löten. Eine kegelförmige Düse fährt von unten an die Platine heran und setzt punktuell den Lötpunkt. Der Prozess des Selektivlötens wird als Video aufgezeichnet.
Diese Vorteile hat Selektivlöten
Die meisten SMD-Platinen sind beidseitig mit Bauteilen bestückt. Wenn zusätzlich THT-Teile so komplex angeordnet sind, dass man sie nicht anderweitig löten kann, kommt das Selektivlötverfahren zum Einsatz. Hier können wir die Lötpunkte selektiv über X-, Y- und Z-Koordinaten auswählen, ohne dass weitere Bauteile beeinträchtigt werden.
Bei A+B Electronic sind die Prozesse so optimiert, dass Serienproduktionen deutlich effizienter durch die Fertigung laufen und damit schneller beim Kunden sind. Der Selektivlötprozess spielt hier eine wichtige Rolle. Denn gerade wenn nur wenige Bauteile auf einer Platine gelötet werden müssen, ist diese Technologie die wirtschaftlichste. Im Gegensatz zum Löten per Hand erzeugt das selektive Löten ein sauberes und einheitliches Lötbild und steigert damit die Qualität jeder einzelnen Platine.
Diese Selektivlötanlagen sind bei A+B Electronic im Einsatz
- ERSA Versaflow 4/55 (2 Einzeltiegel) bleifrei
- ERSA Versaflow 3/45 (2 Einzeltiegel) bleifrei
- ERSA Versaflow 40/50 (1 Einzeltiegel) bleifrei
Mit unseren Selektivlötanlagen können wir für jede Leiterplatte individuelle Programme erstellen und flexibel auf Kundenwünsche reagieren.
Was ist Wellenlöten oder Wellenbadlöten?
Wellenlöten ist ein ganzheitliches automatisiertes Lötverfahren, bei dem ein Förderband eine THT-bestückte Platine durch ein Lotbad führt. Durch eine wortwörtliche Welle aus Lötzinn wird die gesamte Unterseite der Platine samt der durchkontaktierten Bauteile benetzt. Wellenlöten funktioniert also nur auf einer Seite der Platine und über die gesamte Fläche.
Nachdem die Platine ganzheitlich mit Flussmittel benetzt wurde, wird diese über mehrere Vorheizungen erhitzt, damit sich das Lötzinn mit allen durchgesteckten Drähten verbindet. Es folgt ein kontrollierter Abkühlprozess, bei dem das Lötzinn verhärtet. Anschließend fährt die Platine auf einem Förderband zurück an den Bestückungsplatz.
Wörthmannwelle – unser Standardverfahren
Mit dieser Düse entsteht die Lötwelle durch kleine Löcher in einer Lochplatte. Der Vorteil der Wörthmannwelle ist ein besserer Durchstieg bei den Bauteilen. Außerdem bilden sich bei diesem Verfahren weniger Lotbrücken, die Kurzschlüsse verursachen können, was zusätzlich ein Qualitätsmerkmal ist.
Diese Wellenlötanlagen sind bei A+B Electronic im Einsatz
- ERSA Powerflow N² bleifrei
- ERSA N-WAVE 330 bleihaltig
Mit unseren Anlagen können wir unterschiedliche Aufträge abwickeln. Über individuell beschriebene Transponder am Lötrahmen erkennt das System die Anforderungen an die jeweilige Leiterplatte. So kann derselbe Rahmen morgen auf ein anderes Projekt programmiert werden und in drei Wochen erneut die Daten aus dem ersten Projekt verwenden.
Diese Vorteile hat Wellenlöten
Wellenlöten setzen wir ein, wenn eine Vielzahl von THT-Bauteilen verlötet werden muss. Gerade für Serienfertigungen ist das Löten über der Lötwelle ein zeit- und kostensparendes Verfahren.
Prozessoptimierung bringt weiteren Zeitvorteil
Ziel ist es, die Revision der gelöteten Leiterplatten direkt in die Fertigungslinie zu integrieren. Unsere Mitarbeiter*innen, die die Platine aus der Rotation zurückbekommen, können die Revisionsdienstleistung sofort an der Linie umsetzen. Von dort geht die Platine direkt in die Weiterverarbeitung.
Worin besteht konkret der Unterschied zwischen Selektiv- und Wellenlöten?
Der größte Unterschied besteht darin, dass beim Wellenlöten die komplette Unterseite der Leiterplatte, einschließlich aller Komponenten, kontinuierlich mit Lötzinn benetzt wird. Beim Selektivlöten löten wir ausschließlich die Bereiche, welche wir vorher festgelegt haben. Das können Sie sich analog zum selektiven Conformal Coating vorstellen: präzise Auswahl der Einsatzbereiche statt Vollverlackung.
Wellenlöten setzen wir für THT-Serienfertigungen ein. Das Verfahren ist schnell und wirtschaftlich. Aber: Bei beidseitigen, SMD-bestückten Leiterplatten mit THT-Bauteilen ist das Wellenlöten nicht immer durchführbar. In diesen Fällen hat sich das Selektivlöten durchgesetzt. Es erfordert mehr Zeit, dafür ist es präziser und für individuelle Baugruppen ausgelegt.
Die Verfahren unterscheiden sich auch hinsichtlich der Stickstoffzuführung. Beim Wellenlöten fährt die Leiterplatte durch einen Stickstofftunnel. Beim Selektivlöten benetzen wir die Düse, die oben auf dem Tiegel sitzt, mit Stickstoff. Beide Verfahren haben das Ziel, den restlichen Sauerstoffgehalt aus den Lötstellen zu ziehen.
Best practice: Prozessoptimierung für eine automatische THT-Bestückung für LEDs von Airbus-Bordküchen
Als EMS-Fertiger für Airbus haben wir langjährige Erfahrungen mit standardisierten Prozessen und Prozessoptimierungen. Einmal, weil wir selbst zertifiziert sind. Und zum anderen, weil Fertigungsprozesse für Airbus ebenfalls genormt sind. Als wir vor etlichen Jahren den Auftrag erhielten, LEDs für Airbus-Bordküchen zu fertigen, standen die Anforderungen fest und wir fragten uns: Wie können wir diese Anforderungen möglichst effizient umsetzen?
Die Lösung: Wir haben einen Bestückungsautomaten aus der SMD-Fertigung umgebaut, um damit THT LEDs bestücken zu können. Dadurch konnten wir einen standardisierten manuellen Prozess inhouse automatisieren und um ein Vielfaches effizienter machen.
