DE102018220426A1 - Wave soldering method; Circuit board; Electronics module - Google Patents
Wave soldering method; Circuit board; Electronics module Download PDFInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Wellenlöten eines bedrahteten elektrischen THT-Bauteils (7) mit wenigstens einem Anschlussdraht (8) oder Anschluss-Pin (8) auf eine Leiterplatte (1) mit einer ersten (1a) und zweiten Seite (1b), welche auf der ersten Seite (1a) mit dem THT-Bauteil (7) bestückt wird und welche wenigstens auf der zu lötenden zweiten Seite (1b) zumindest teilweise mit einem Lötstopplack (2) beschichtet ist, umfassend folgende Verfahrensschritte:b) Bestücken der Leiterplatte (1) auf der ersten Seite (1a) mit dem THT-Bauteil (7), wobei deren Anschlussdraht (8) oder Anschluss-Pin (8) durch eine Bohrung (4) in der Leiterplatte (1) gesteckt wird, so dass er auf der zweiten Seite (1b) der Leiterplatte (1) im Bereich einer Lötkontaktfläche (3) herausgeführt ist,c) Absenken der zu verlötenden Lötkontaktflächen (3) der Leiterplatte (1) auf die Oberfläche eines Lotbades derart, dass der zu verlötende Bereich in das Lotbad eintaucht,d) Anheben der Leiterplatte (1) von der Oberfläche des Lotbades, wobei in einem Verfahrensschritt a), welcher vor Schritt b) durchgeführt wird, in welchem der Lötstopplack (2) in einem Bereich auf der zu lötenden zweiten Seite (1b) der Leiterplatte (1) abgetragen wird, welcher beim Absenken der zu verlötenden Lötkontaktflächen (3) gemäß Schritt c) zumindest abschnittsweise in das Lotbad eintauchtThe invention relates to a method for wave soldering a wired electrical THT component (7) with at least one connecting wire (8) or connecting pin (8) onto a printed circuit board (1) with a first (1a) and a second side (1b), which on the first side (1a) is equipped with the THT component (7) and which is at least partially coated with a solder resist (2) at least on the second side (1b) to be soldered, comprising the following method steps: b) loading the printed circuit board ( 1) on the first side (1a) with the THT component (7), the connecting wire (8) or connecting pin (8) of which is inserted through a hole (4) in the printed circuit board (1) so that it is open the second side (1b) of the circuit board (1) is led out in the area of a solder contact area (3), c) lowering the solder contact areas (3) of the circuit board (1) to be soldered onto the surface of a solder bath in such a way that the area to be soldered enters the Immerse solder bath, d) lifting the circuit board (1) from the top r surface of the solder bath, wherein in a process step a), which is carried out before step b), in which the solder resist (2) is removed in an area on the second side (1b) of the printed circuit board (1) to be soldered, which is applied when the immersing the solder contact surfaces (3) to be soldered in step c) at least in sections into the solder bath
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Wellenlöten, eine Leiterplatte und einem Elektronikmodul gemäß den unabhängigen Ansprüchen.The present invention relates to a method for wave soldering, a circuit board and an electronic module according to the independent claims.
Um elektronische Bauelemente auf einer Leiterplatte zu verlöten, ist die sogenannte Durchsteckmontage bekannt. Hierbei werden die dünnen Anschlüsse der Bauelemente von einer Seite der Leiterplatte durch Bohrungen in der Leiterplatte eingesteckt und auf der anderen Seite der Leiterplattte durch Aufbringen von Lot mit dieser verbunden. Dabei wird üblicherweise das Schwallverfahren, auch als Wellenlöten bezeichnet, eingesetzt. Hierbei wird das flüssige Lot in Form eines Schwalls oder einer Welle auf der Rückseite der Leiterplatte aufgebracht. Dadurch werden die zu kontaktierenden Anschlüsse mit Lot benetzt und mit der Leiterplatte benetzt. Problematisch bei diesem Verfahren erweist sich die Entstehung von Lotperlen auf der Leiterplatte. Diese Lotperlen bilden sich abseits der zu kontaktierenden Bereichen auf der Oberfläche der Leiterplatte in Bereichen der Leiterplatte, welche mit einem Lötstopplack versehen ist. Diese Lotperlen können zu Kurzschlüssen oder zur Verringerung von Isolationsstrecken führen.The so-called push-through assembly is known for soldering electronic components to a printed circuit board. Here, the thin connections of the components are inserted from one side of the circuit board through holes in the circuit board and connected to the other side of the circuit board by applying solder to it. The wave method, also referred to as wave soldering, is usually used. The liquid solder is applied in the form of a surge or a wave to the back of the circuit board. As a result, the connections to be contacted are wetted with solder and wetted with the printed circuit board. The problem with this process is the formation of solder pearls on the circuit board. These solder balls form away from the areas to be contacted on the surface of the circuit board in areas of the circuit board which is provided with a solder resist. These solder bumps can lead to short circuits or reduce insulation distances.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Verfahren zum Wellenlöten von Leiterplatten anzugeben, bei welchem die Bildung von Lotperlen reduziert wird. Weitere Aufgaben bestehen in der Angabe einer Leiterplatte und eines Elektronikmoduls.The object of the invention is to provide a method for wave soldering of printed circuit boards, in which the formation of solder balls is reduced. Other tasks include specifying a circuit board and an electronic module.
Diese Aufgaben werden gemäß den Merkmalen der unabhängigen Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand von Unteransprüchen.These objects are achieved according to the features of
Das erfindungsgemäße Verfahren geht aus von einer Leiterplatte mit einer ersten und zweiten Seite, welche auf der ersten Seite mit einem THT-Bauteil bestückt wird und welche wenigstens auf der zu lötenden zweiten Seite zumindest teilweise mit einem Lötstopplack beschichtet ist. Das THT-Bauteil ist hierbei elektrisch bedrahtet und weist wenigstens einen Anschlussdraht oder Anschluss-Pin auf. Die Leiterplatte wird in einem Verfahrensschritt
Die Erfindung zeichnet sich nun durch einen Verfahrensschritt
Unter einem THT-Bauteil wird im Weiteren ein elektrisches Bauteil verstanden, welches mittels der Durchstecktechnik (THT = Through Hole Technology) auf einer Leiterplatte befestigt wird. Hierbei werden die Anschlussdrähte des elektrischen Bauteils durch Bohrungen einer Leiterplatte gesteckt, derart, dass die Anschlussdrähte auf z.B. der Oberseite in eine Bohrung eingebracht und auf der Unterseite der Leiterplatte wieder austreten. Die Fixierung des Bauteils erfolgt mittels bekannter Methoden, z.B. Umbiegen der auf der Unterseite hervortretenden Anschlussdrähten, Kleben etc. Die Bohrungen sind als vollständige Durchgänge zwischen der Ober- und Unterseite der Leiterplatte zu verstehen und können eine metallisierte Innenoberfläche aufweisen.In the following, a THT component is understood to mean an electrical component which is attached to a printed circuit board by means of push-through technology (THT = Through Hole Technology). Here, the connecting wires of the electrical component are inserted through holes in a printed circuit board in such a way that the connecting wires are connected to e.g. inserted into a hole at the top and emerge from the underside of the circuit board. The component is fixed using known methods, e.g. Bending over the connecting wires protruding on the underside, gluing, etc. The holes are to be understood as complete passages between the top and bottom of the printed circuit board and can have a metallized inner surface.
Unter einer Leiterplatte wird im Weiteren eine starre, flexible oder starrflexible Multilagenleiterplatte oder eine starrflexible Leiterplatte (FR4-Leiterplatte) verstanden. Leiterplatten weisen zum Anschluss von elektrischen Bauelementen auf ihrer Oberfläche metallisierte Kontaktflächen auf. Diese Kontaktflächen sind mit auf der Oberfläche der Leiterplatte und/oder zwischen und/oder in einzelnen Lagen verlaufenden Leiterbahnen verbunden. Zum Schutz vor Kurzschlüssen ist die Leiterplatte üblicherweise mit einem Lötstopplack versehen. Dieser Lötstopplack verhindert, dass beim Lötvorgang Kurzschlüsse in der Leiterplatte durch Lotmaterial entstehen. Üblicherweise sind die Kontaktflächen zum Verlöten von Anschlussdrähten von elektrischen Bauteilen frei von Lötstopplack, so dass ein problemloses Löten an diesen Flächen möglich ist.A circuit board is further understood to mean a rigid, flexible or rigid-flexible multilayer circuit board or a rigidly flexible circuit board (FR4 circuit board). Printed circuit boards have metallized contact surfaces on their surface for connecting electrical components. These contact surfaces are connected to conductor tracks running on the surface of the printed circuit board and / or between and / or in individual layers. To protect against short circuits, the circuit board is usually provided with a solder resist. This solder resist prevents short circuits from occurring in the circuit board due to solder material during the soldering process. The contact surfaces for soldering connecting wires of electrical components are usually free of solder mask, so that problem-free soldering on these surfaces is possible.
Wie bereits oben beschrieben, erweist sich der Lötstopplack beim Wellenlöten als nachteilig, da durch die hohen Löttemperaturen der Lötstopplack aufweicht und es dadurch zur Bildung von Lotperlen auf dem Lötstopplack kommt. Hier setzt die vorliegende Erfindung an. Vor dem Löt- und Bestückungsprozess wird gemäß der Erfindung auf der Oberfläche der Leiterplatte ein Bereich um die zu verlötende Kontaktfläche von Lötstopplack freigespart. Diese Freisparung kann entweder durch ein chemisches oder mechanisches Verfahren erfolgen. Es ist aber auch denkbar, dass beim Aufbringen des Lötstopplacks auf die Leiterplatte diese Bereiche bereits ausgespart werden. Die auszusparenden Bereiche um die zu verlötenden Kontaktflächen sind hierbei derart zu wählen, dass durch das Aussparen keine Leiterbahnen freigelegt werden, welche auf der Oberfläche der Leiterplatte verlaufen. Die Freisparung um die verlötenden Kontaktflächen legt somit lediglich das Basismaterial der Leiterplatte frei.As already described above, the solder mask proves to be disadvantageous in wave soldering, since the solder mask softens due to the high soldering temperatures and this leads to the formation of solder bumps on the solder mask. This is where the present invention comes in. Before the soldering and assembly process, according to the invention, an area on the surface of the circuit board around the contact surface to be soldered is cleared of solder mask. This exemption can take place either by a chemical or mechanical process. However, it is also conceivable that these areas are already left out when the solder resist is applied to the printed circuit board. The areas to be cut out around the contact surfaces to be soldered are to be selected in such a way that the cutouts do not expose any conductor tracks which run on the surface of the printed circuit board. The relief around that soldering contact surfaces thus only exposes the base material of the circuit board.
In einer Ausführungsform der Erfindung kann in einem Verfahrensschritt vor dem Schritt
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Schritte
Mit anderen Worten, es können in einem Verfahrensschritt
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Schritte
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist eine Leiterplatte aufweisend eine erste und eine zweite Seite, wobei die Leiterplatte mehrere Durchbrechungen aufweist zur Einführung von wenigstens einem Anschlussdraht oder Anschluss-Pin eines elektrischen THT-Bauteils. Ferner weist die Leiterplatte auf wenigstens einer Seite zumindest abschnittsweise Lötstopplack auf. Um eine Durchbrechung ist in einem vorgegebenen Bereich auf einer Seite der Leiterplatte kein Lötstopplack vorhanden, so dass ein Basismaterial der Leiterplatte eine Oberfläche der Seite der Leiterplatte bildet.Another aspect of the invention is a printed circuit board having a first and a second side, the printed circuit board having a plurality of openings for the introduction of at least one connecting wire or connecting pin of an electrical THT component. Furthermore, the printed circuit board has solder mask at least in sections on at least one side. Around an opening, there is no solder resist in a predetermined area on one side of the circuit board, so that a base material of the circuit board forms a surface of the side of the circuit board.
Ein weiterer Aspekt der Erfindung ist ein Elektronikmodul mit einer Leiterplatte gemäß Anspruch 5, wobei die Leiterplatte mit ein oder mehreren elektrischen THT-Bauteilen bestückt ist und mit einem Verfahren gemäß einem der vorangehenden Ansprüche 1 bis 4 bearbeitet wurde.Another aspect of the invention is an electronic module with a printed circuit board according to
Die Erfindung wird anhand der folgenden Figuren näher erläutert. Es zeigen:
-
1 in Draufsicht eine schematische Darstellung einer Leiterplatte gemäß der Erfindung, -
2 in Seitenansicht eine schematische Darstellung eines Elektronikmoduls gemäß der Erfindung, -
3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
-
1 in plan view a schematic representation of a circuit board according to the invention, -
2nd in side view a schematic representation of an electronic module according to the invention, -
3rd a schematic representation of the method according to the invention.
Die Leiterplatte
In einem Verfahrensschritt
Anschließend wird zur Fertigstellung des Lötverfahrens die Leiterplatte von der Oberfläche des Lotbads angehoben.Then the circuit board is raised from the surface of the solder bath to complete the soldering process.
Die Erfindung wurde anhand der Zeichnungen und der Beschreibung umfassend beschrieben und erklärt. Die Beschreibung und Erklärung sind als Beispiel und nicht einschränkend zu verstehen. Die Erfindung ist nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt. Andere Ausführungsformen oder Variationen ergeben sich für den Fachmann bei der Verwendung der vorliegenden Erfindung sowie bei einer genauen Analyse der Zeichnungen, der Offenbarung und der nachfolgenden Patentansprüche.The invention has been described and explained comprehensively with reference to the drawings and the description. The description and explanation are to be understood as examples and not restrictive. The invention is not limited to the disclosed embodiments. Other embodiments or variations will occur to those skilled in the art using the present invention, as well as upon a detailed analysis of the drawings, the disclosure, and the following claims.
In den Patentansprüchen schließen die Wörter „umfassen“ und „mit“ nicht das Vorhandensein weiterer Elemente oder Schritte aus. Der undefinierte Artikel „ein“ oder „eine“ schließt nicht das Vorhandensein einer Mehrzahl aus.In the claims, the words "comprise" and "with" do not exclude the presence of further elements or steps. The undefined article "a" or "an" does not exclude the existence of a plurality.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 11
- LeiterplatteCircuit board
- 1a1a
- erste Seitefirst page
- 1b1b
- zweite Seitesecond page
- 22nd
- LotstopplackSolder mask
- 33rd
- KontaktflächeContact area
- 44th
- DurchbrechungBreakthrough
- 55
- Bereich ohne LotstopplackArea without solder mask
- 66
- ElektronikmodulElectronics module
- 77
- Elektrisches THT-BauteilElectrical THT component
- 88th
- AnschlusspinConnector pin
- 99
- LotLot
- aa
- VerfahrensschrittProcedural step
- bb
- VerfahrensschrittProcedural step
- b1b1
- VerfahrensschrittProcedural step
- cc
- VerfahrensschrittProcedural step
- dd
- VerfahrensschrittProcedural step
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018220426.8A DE102018220426A1 (en) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | Wave soldering method; Circuit board; Electronics module |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102018220426.8A DE102018220426A1 (en) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | Wave soldering method; Circuit board; Electronics module |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102018220426A1 true DE102018220426A1 (en) | 2020-05-28 |
Family
ID=70545943
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102018220426.8A Pending DE102018220426A1 (en) | 2018-11-28 | 2018-11-28 | Wave soldering method; Circuit board; Electronics module |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102018220426A1 (en) |
-
2018
- 2018-11-28 DE DE102018220426.8A patent/DE102018220426A1/en active Pending
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Legal Events
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