SMT-Bestückung: Vollständiger DIY-Guide für Ihr Büro

In diesem Artikel möchte ich Ihnen ein kleines Geheimnis über SMT-Bestückung verraten: Die Bestückung von SMT-Prototypen ist nicht nur einfach, sondern erfordert auch nur sehr wenig Equipment. SMT steht für Surface Mount Technology und ist eine Technologie für die Oberflächenmontage. Mit lediglich einer einzigen Schablone kann ich problemlos manuell einen SMT-Prototypen herstellen, und zwar für ein Rastermaß von bis zu 0,3 mm und passive Komponenten der Größe 0201 (Imperial).

Winzige Bauteile im Wafer-Maßstab können definitiv etwas komplizierter sein. Die meisten Prototypen, die regelmäßig produziert werden, können jedoch in ein paar Stunden von Hand bestückt werden und liefern Ergebnisse in Produktionsqualität, das gilt auch für auch doppelseitige Leiterplatten. Wenn Sie derzeit SMT-Leiterplatten mit einer Lötstation von Hand bestücken, hören Sie damit am besten sofort auf; verwenden Sie stattdessen einfach eine Schablone!

Die meisten günstigen Leiterplattenhersteller bieten einen ungerahmten Schablonenservice an, der je nach Größe Ihrer Leiterplatte etwa zwischen 5 und 25 $ kostet. Die Schablonen und Leiterplatten, die ich in diesem Artikel verwende, habe ich von JLCPCB bezogen; einige andere Anbieter haben jedoch auch vergleichbare Schablonen.

Wenn Sie Ihre Leiterplatten als Eilauftrag bei einem lokalen Leiterplattenlieferanten bestellt haben, gibt es auf den meisten Kontinenten Unternehmen, die preisgünstige, ungerahmte Kapton-, Acetat- oder Edelstahlschablonen verkaufen. Wenn Sie über einen CO2-Laserschneider verfügen, können Sie alternativ ganz einfach selbst eine Schablone aus einer Acetat-Kopierfolie herstellen. Das würde jedoch den Rahmen dieses Artikels etwas sprengen.

Die Verwendung einer Schablone macht die SMT-Leiterplattenbestückung sehr fehlertolerant sowie erheblich schneller und einfacher gegenüber etwa des Lötens jedes einzelnen Bauteils. Eine Schablone ermöglicht Ihnen zudem die Bestückung mit Bauteilen, die nicht von Hand gelötet werden können; z. B. BGA-Komponenten oder Gehäuse ohne Anschlussflächen (Leadless-Gehäuse), deren freiliegendes Pad in der Mitte nicht mit dem Lötkolben erreichbar ist. Mit einfachen Werkzeugen und erheblich weniger Aufwand können Sie so eine Leiterplatte — die aussieht, als käme sie von einer Bestückungslinie — in weniger Zeit herstellen, als Sie benötigen würden, um ein Angebot für Ihren Bestückungsauftrag einzuholen.

Werkzeuge und Zubehör

Unabhängig davon, wie gut (oder schlecht) Ihr Elektroniklabor ausgestattet ist, benötigen Sie für die Montage Ihrer eigenen Leiterplatten nur sehr wenig Ausrüstung, um fantastische Qualitätsergebnisse zu erzielen. Sie haben wahrscheinlich bereits die notwendigen Materialien vorliegen; falls nicht, sind diese günstig zu beschaffen. Dieses Verfahren eignet sich sowohl für Studienanfänger als auch für professionelle PCB-Designer, die in multinationalen Unternehmen schnell Prototypen entwickeln.

Zusätzlich zu Werkzeugen und Hilfsmitteln sollten Sie einen sehr gut beleuchteten Arbeitsbereich haben. Denn das Arbeiten mit kleinen Bauteilen kann die Augen schnell ermüden, vor allem dann, wenn sie nicht die hochwertigste Beleuchtung habe.

Ich habe zwei speziell für Videoarbeiten geeignete LED-Flächenleuchten über meiner Werkbank montiert. Auch eine hochwertige Lupenlampe kann sehr nützlich sein. Wenn Sie nicht mit kleinen Bauteilen arbeiten und daher die Vergrößerungsfunktion auch nicht benötigen, können Sie einfach die Linse aus der Lampe nehmen. So verhindern Sie zudem, dass die Linse durch Ihren Atem beschlägt!

Zunächst benötigen Sie etwas Lötpaste. Eine hervorragende Paste für manuelle SMT-Bestückung ist die Loctite/Henkel GC 10 in T4-Mesh. Denn diese Paste kann bei Raumtemperatur gelagert werden und Sie haben mehrere Stunden Zeit, um Ihre manuelle SMT-Montage abzuschließen, während ein Reflow Ihrer Leiterplatte trotzdem noch möglich ist. Hierbei handelt es sich um bleifreies SAC305-Lot, das hervorragende Ergebnisse liefert.

Für den Umgang mit der Lötpaste und die anschließende Reinigung benötigen Sie Nitrilhandschuhe. Dieser Schritt kann ein bisschen schmutzig werden; es ist also viel einfacher, ein Paar Handschuhe wegzuwerfen, als zu versuchen, die klebrige Lötpaste von Ihrem Körper zu entfernen.

Um die Lötpaste zu entfernen, benötigen Sie etwas Isopropanol, auch bekannt als Reinigungs- oder Isopropylalkohol. So können Sie Ihre Schablone mühelos reinigen. Sie benötigen außerdem ein paar Papierhandtücher, mit denen Sie alles anschließend abwischen können.

Um die Paste aufzutragen, benötigen Sie eine Art Rakel. Ich nutze ein kreditkartengroßes Stück Plastik, z. B. eine nicht mehr benötigte Mitgliedskarte. Vermeiden Sie jedoch Metallgegenstände wie Schaber oder Spachteln, da diese Schäden verursachen können. Wenn möglich sollte der Rakel weicher sein als das Schablonenmaterial. Auf diese Weise verhindern Sie, dass Ihr leicht austauschbarer Rakel Ihre wertvolle Schablone beschädigt und nicht umgekehrt.

Um Ihre Leiterplatte präzise zu montieren, benötigen Sie etwas, das sie an ihrem Platz hält und ähnlich dick ist. In diesem Artikel verwende ich einige 3D-gedruckte Einfassungen; Sie können jedoch auch lasergeschnittenes 1/16-Zoll-Acryl oder eine unbestückte Ersatz-PCB verwenden.

Der Vorteil meiner 3D-gedruckten Einfassungen ist, dass ich eine Lippe an der Außenseite hinzugefügt habe, damit das Abdeckband, das ich zum Befestigen der Einfassungen verwende, niedriger ist als die Oberseite der Einfassung. Die Umrandung hält die Leiterplatte nicht nur genau an ihrem Platz, sondern unterstützt auch die Schablone, damit sie sich bei der Arbeit nicht verbiegen oder von der Platine abheben kann.

In diesem Artikel verwende ich für die Montage der Leiterplatte eine lasergeschnittene Acrylplatte, dies dient jedoch in erster Linie meiner Bequemlichkeit. In der Vergangenheit habe ich fast immer alles einfach mit Abdeckband an meinem Schreibtisch befestigt! Jedes Abdeckband ist geeignet, aber ich verwende ein schönes, dünnes 3M-Band mit einer Breite von 1,5 Zoll – das ist breiter als ein typisches Abdeckband und macht das Leben um einiges einfacher.

Sobald Sie die Paste auf Ihre Leiterplatte aufgetragen haben, benötigen Sie als Nächstes eine hochwertige Pinzette, um die Komponenten zu platzieren. Ich verwende die Swanstrom 7-SAH-Pinzette. Sie hat einen großen, gepolsterten Griff, sodass sie auch über einen längeren Zeitraum bequem zu verwenden ist. Sie ist aus hochwertigem Edelstahl gefertigt, der sich nicht so leicht verbiegt, wenn sie beispielsweise zum Abziehen von Abdeckband von SMT-Bauteilen verwendet wird.

Nachdem die SMT-Bauteile auf der Leiterplatte platziert wurden, müssen Sie die Leiterplatte erwärmen, um das Lötmetall zu schmelzen. Dafür benötigen Sie keine teure Spezialausrüstung – ein umgebauter Pizza-/Tischbackofen oder eine elektrische Pfanne funktionieren hier perfekt.

Ich persönlich benutze normalerweise eine billige 858D Heißluft-Rework-Station, was bedeutet, dass ich mich über die Leiterplatte hinweg bewegen und sie dabei aufheizen muss, um das Lötmetall zu schmelzen. Dadurch dauert das Reflow-Löten jeder Leiterplatte etwas länger; es ist jedoch ein kostengünstiges Werkzeug, das ich bereits habe.

Ich habe auch eine Silikon-Kochmatte, um meine ESD-Matte und -Werkbank vor der Hitze zu schützen. Wenn Ihre Leiterplatte einige sehr große Kupfergüsse, dickes Kupfer oder mehrere Masseflächen hat, dann eignet sich eine preiswerte Elektropfanne hervorragend als Vorwärmplatte. Das Heißluft-Rework-Gerät kann verwendet werden, um das Lötmetall auf seine maximale Reflow-Temperatur zu bringen.

1. Schritt: Rahmung der Leiterplatte

Ich beginne meist damit, die Leiterplatte auf meiner Arbeitsfläche einzurahmen. Wir wollen, dass die Einfassung an allen vier Seiten eng anliegt, um die Leiterplatte, auf die Sie die Paste auftragen werden, vollständig an Ort und Stelle zu halten. Sie sollte an allen Seiten eine Stütze haben, die genauso dick ist wie das Brett selbst, damit sie die Schablone problemlos trägt, wenn sie darauf gelegt wird.

Ich verwende Abdeckband, um die Einfassungen festzuhalten, da das Band dünn ist und sich leicht entfernen lässt, wenn ich fertig bin.

Sobald Sie die Einfassung an Ort und Stelle angebracht haben, müssen Sie Ihre SMT-Schablone mit Abdeckband platzieren. Ich forme dazu mit Abdeckband ein Scharnier an der Rückseite der Schablone, welches die Schablone exakt an den Pads ausgerichtet hält.

Die Ausrichtung ist von entscheidender Bedeutung, vor allem dann, wenn Sie mit extrem kleinen Komponenten oder Komponenten mit kleinem Anschlussraster arbeiten. Wenn die Ausrichtung der Schablone auch nur geringfügig falsch ist, kann beispielsweise ein 0201-Pad leicht übersehen werden.

Zum Glück ist die Ausrichtung der Schablone recht unkompliziert: Bewegen Sie sie einfach Stück für Stück weiter, bis jede Öffnung der Schablone ein hell glänzendes Metall zeigt und keine Lötmaske mehr sichtbar ist.

Für die Rückseite Ihrer SMT-Schablone benötigen Sie ebenfalls etwas Stützmaterial. Die Rückseite der Schablone (die mit einem Scharnier versehen ist) muss nämlich genau auf derselben Höhe wie die Leiterplatte sein, auf die Sie die Paste auftragen.

Sobald Ihre SMT-Schablone perfekt ausgerichtet ist, platzieren Sie einen Streifen Abdeckband entlang der gesamten Rückseite, um sie an Ort und Stelle zu halten. Auf diese Weise können Sie die Schablone von der Leiterplatte abheben, ohne Ihre frisch gedruckte Paste zu verschmieren.

2. Schritt: Auftragen der Paste

Wenn Sie schon einmal Siebdruck gemacht haben, sind Sie wahrscheinlich schon ein Experte, wenn es darum geht, Lötpaste aufzutragen – es ist genau der gleiche Prozess. Aber keine Angst, falls Sie es noch nicht getan haben sollten, es ist ganz einfach!

Sammeln Sie zunächst einen großen Tropfen Lötpaste auf Ihrem Rakel. Ich verwende ein kreditkartengroßes Stück Plastik und nutze dabei die schmale Seite, damit der Druck, den ich ausübe, über die gesamte Breite des Rakels gleichmäßig verteilt ist. Die Paste, die Sie mit Ihrem Rakel aufnehmen, sollte dabei die gesamte Breite relativ gleichmäßig abdecken.

Halten Sie die Schablone mit einer Hand fest auf die Einfassung gedrückt, sodass sie perfekt flach und korrekt platziert auf der Leiterplatte aufliegt. Wichtig: Heben oder bewegen Sie diese Hand nicht, bis Sie komplett fertig sind! 

Beginnen Sie mit Ihrem Rakel über der Schablonenöffnung auf der Ihnen gegenüberliegenden Seite der Schablone. Das erste bisschen Paste sollte auf einen ungeschnittenen Teil der Schablone über der Einfassung aufgetragen werden, nicht jedoch auf eine Schablonenöffnung.

Ziehen Sie den Rakel mit festem Druck zu sich heran; das überschüssige Lötmetall, das Sie auf Ihrem Rakel haben, sollte in die Schablone gedrückt werden. Wenn ein guter Klecks Lötpaste übrig bleibt, wenn Sie fertig sind, ist das völlig in Ordnung. Schablonenöffnungen, die nicht vollständig gefüllt sind, sind jedoch nicht akzeptabel. Falls das passiert, versuchen Sie es erneut und achten Sie darauf, dass sich die Schablone nicht bewegt oder abhebt.

Wenn die Schablonenöffnungen alle korrekt gefüllt sind, fahren Sie mit senkrecht gehaltenem Rakel zum Abschluss noch einmal leicht über die Schablone. Hiermit soll nur die überschüssige Lötpaste entfernt werden. Danach sollten alle Schablonenöffnungen bis zum Rand mit Lötpaste gefüllt sein.

Wenn Sie bei diesem Schritt zu stark drücken, kann es passieren, dass Sie einen Teil der Lötpaste aus der Öffnung ziehen und auf einigen Pads zu wenig Lötpaste zur Verfügung haben. Generell ist es besser, etwas zu viel Lötpaste zu haben als zu wenig.

Sobald die Schablone relativ sauber aussieht (es sollte nicht mehr als dieser eine Abschlussdurchgang nötig sein), legen Sie den schmutzigen Rakel auf einem Papiertuch beiseite. Sie sollten dabei immer noch mit einer Hand Druck auf die Schablone ausüben; erst jetzt können Sie sich langsam bereit machen, die Hand zu bewegen.

Heben Sie dazu die Vorderseite der Schablone gerade nach oben an, während Sie weiterhin Druck auf den Rest der Schablone ausüben. Lassen Sie die Schablone langsam los, während Sie sie so gerade wie möglich anheben; die Schablone sollte sich nicht seitlich bewegen, da dadurch Ihre Lötpaste verschmiert wird.

Sobald die Schablone vollständig von der Leiterplatte abgehoben wurde, können Sie die Lötpaste überprüfen. Sie sollte dabei scharf abgegrenzt sein und auf jedem Pad eine flache Oberfläche aufweisen. Sollten Sie die Paste verschmiert haben (vergessen Sie nicht, die Komponenten mit dem kleinsten Anschlussraster gründlich zu überprüfen), müssen Sie leider nochmal von vorne anfangen.

Hierzu müssen Sie dann die Lötpaste mit einem in Isopropanol getränkten Papiertuch vollständig von der Leiterplatte abwischen und zum Anfang des Prozesses zurückkehren. Ähnlich verhält es sich, wenn es so aussieht, als hätten Sie gut definierte Pads, aber zwischen den Pads sind Schlieren von Lötpaste, weil sich Ihre Schablone beim Auftragen der Paste angehoben hat. Auch in diesem Fall müssen Sie die Leiterplatte gründlich reinigen und es erneut versuchen. 

Sobald Sie die Technik beherrschen, die Paste genau aufzutragen und die Schablone gekonnt anzuheben, wird Ihre Erfolgsquote mit SMT extrem hoch sein; es wird dann glücklicherweise auch nur noch selten vorkommen, dass Sie die Paste von Ihrer Leiterplatte entfernen müssen.

Bevor Sie aber Ihre Leiterplatte mit SMT-Bauteilen bestücken, legen Sie ein Papiertuch auf die Stelle, an der sich Ihre Leiterplatte befand und reinigen Sie Ihre Schablone mit einem in Isopropanol getränkten Papiertuch. Es ist nämlich viel einfacher die Schablone nach und nach zu säubern, als es zu vergessen und später feststellen zu müssen, dass sie mit steinharter Lötpaste bedeckt ist, die sich kaum noch entfernen lässt!

3. Schritt: Bestückung der Leiterplatte

Wenn Sie schon einmal viele Komponenten von Hand auf eine Leiterplatte gelötet haben, werden Sie den nächsten Schritt lieben. Im Vergleich dazu ist er so einfach.

Jetzt müssen wir nämlich nur noch unsere Stückliste durchgehen und die Komponenten auf der Leiterplatte platzieren. Mit einer gebogenen Pinzette ist das viel einfacher, da Sie die Reihenfolge Ihrer Platzierung nicht so genau planen müssen; mit der Pinzette können Sie nämlich relativ leicht über andere SMT-Bauteile hinweg greifen.

Ich schlage vor, dass Sie sich eine 3D-Ansicht Ihrer Leiterplatte mit Altium anschauen, bevor Sie loslegen. So können Sie im Vorhinein feststellen, welche Komponenten Ihnen wahrscheinlich in die Quere kommen und entsprechend deren Platzierung gegen Ende planen.

Wenn Sie Bereiche mit hoher Bauteildichte auf Ihrer Leiterplatte haben, platzieren Sie die kritischsten und am schwierigsten zugänglichen Komponenten zuerst in diesen Bereichen. SMT-Komponenten wie Widerstände und Kondensatoren können in diesen Bereichen zuletzt platziert werden, da ihre Ausrichtung weniger kritisch ist.

Wenn Sie Schwierigkeiten haben, an die Pads heranzukommen, können Sie sie einfach so gut wie möglich an der richtigen Stelle ablegen und sie dann anschließend in die richtige Position stupsen.

Platzieren Sie die größten Komponenten wie Induktoren, Aluminiumkondensatoren und oberflächenmontierte Steckverbinder zuletzt, denn diese werden Ihnen bei der Platzierung anderer SMT-Komponenten am ehesten in die Quere kommen.

Die Platzierung der Komponenten ist wichtig, aber nicht extrem entscheidend. Im Allgemeinen ist die Ausrichtung gut genug, solange die Anschlussflächen der Komponente die Lötpaste berühren. Dadurch lassen sich Komponenten ohne Anschlussflächen einfacher montieren, als Sie es sonst erwarten würden.

Solange das Bauteil einigermaßen korrekt über dem Footprint liegt, renkt sich alles von selbst ein, sobald das Lötmetall schmilzt. Sobald jede Komponente platziert ist, drücken Sie sie einmal vorsichtig in die Paste, um sicherzustellen, dass Sie einen guten Kontakt mit dem Flussmittel haben. Dadurch wird es auch schwieriger, Komponenten versehentlich von ihren Pads zu stoßen, wenn Sie in ihrer Nähe arbeiten.

Der so hergestellte gute Kontakt der Komponenten mit dem klebrigen Flussmittel, verringert auch die Wahrscheinlichkeit, dass sie versehentlich von Ihrer Leiterplatte geblasen werden, sollten Sie ihnen mit der Heißluftpistole einmal etwas zu nahe kommen!

Wenn Sie unruhige Hände haben oder zittern, kann es eine echte Herausforderung sein, die kleinsten Bauteile zu platzieren. Wenn ich Schwierigkeiten habe, eine Komponente perfekt auszurichten, benutze ich gerne meine linke Hand, um die Pinzette abzustützen, während ich sie in der rechten Hand halte. Diese zweihändige Benutzung reduziert eventuelles Zittern und ermöglicht mir eine viel feinere Kontrolle. Dies hilft wirklich bei der Platzierung der kleinsten Komponenten mit dem kleinsten Anschlussraster.

4. Schritt: Zeit fürs Abendessen

Wenn alle Komponenten richtig auf Ihrer Leiterplatte platziert sind, ist es Zeit für den wirklich spaßigen Teil: das Kochen Ihrer Leiterplatte.

Wie ich bereits erwähnt habe, verwende ich im Rahmen dieses Artikels nur eine sehr billige Heißluft-Rework-Pistole, um zu zeigen, wie günstig und einfach dieser Prozess sein kann. Mit der Leiterplatte auf meiner Silikon-Kochmatte fange ich also an die Leiterplatte zu erhitzen, wobei die Rework-Station auf 350 ^oC und die maximale Luftzirkulation eingestellt ist.

Halten Sie die Heißluftpistole zunächst in einem angemessenen Abstand von der Leiterplatte und bewegen Sie sie über alle Bereiche der Leiterplatte. Versuchen Sie zunächst nur die Leiterplatte als Ganzes zu erwärmen und Hitze in die größeren Kupferbereiche und -flächen zu bringen.

Wenn Sie große Induktoren oder Transformatoren auf Ihrer Leiterplatte haben, sollten Sie auch diese erhitzen, da viel Wärme in sie hineingepumpt werden muss. Beim Erhitzen Ihrer Leiterplatte werden Sie sehen, dass die Lötpaste mehr und mehr zu glänzen beginnt, je flüssiger das Flussmittel wird. Ihr Ziel an dieser Stelle ist es, die Leiterplatte zwar zu erhitzen, aber nicht so stark, dass das Flussmittel ausgetrieben wird. 

Sobald Ihre gesamte Paste schön glänzend aussieht, ist es an der Zeit, die Heißluftpistole näher heranzubringen; Sie sollten diese aber trotzdem etwa 1,5 bis 2 Zoll (35 bis 50 mm) entfernt halten. Kommen Sie nicht zu nah heran; die Heißluftpistole ist viel heißer eingestellt als nötig und könnte Ihre SMT-Bauteile oder die Leiterplatte beschädigen. Sie könnten so auch einige kleine Teile von ihren Pads blasen, bevor das Lötmetall geschmolzen ist!

Beginnen Sie also am besten damit, die Pistole in kleinen Kreisen über Ihren ersten Bauteilsatz zu bewegen. Sie versuchen, die Komponenten und ihre Pads an den Schmelzpunkt des Lötmetalls zu bringen und große Kupferflächen zu erhitzen, damit die mit diesen Bereichen verbundenen Pins gleichzeitig Reflow-gelötet werden. Ich verwende auf keiner meiner Leiterplatten eine Wärmefalle und habe mit dieser Low-Tech-Methode absolut kein Problem mit dem gleichmäßigen Reflow der Leiterplatten.

Ich liebe es, zuzusehen, wie die Lötpaste schmilzt und anfängt zu glänzen und wie sich die Bauteile auf ihren Footprints zentrieren. Sobald das Lötmetall auf allen Pads in diesem Bereich vollständig geschmolzen ist, erhitzen Sie den Bereich für weitere 2 bis 3 Sekunden, bevor Sie mit der Heißluftpistole langsam zu anderen benachbarten Bereiche übergehen.

Sie sollten dabei nicht zu hastig vorgehen, sonst kühlt Ihr Lötmetall zu schnell ab. Umgekehrt sollte die Hitzequelle jedoch auch nicht zu lange an einer Stelle verweilen, da das Lötmetall sonst zu stark oxidiert.

Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob das Lötmetall unter einem Bauteil ohne Anschlussflächen geschmolzen ist, nehmen Sie einfach Ihre Pinzette und stupsen Sie es vorsichtig an. Ein Bauteil, das auf geschmolzenem Lötmetall ruht, treibt zur Seite und kehrt dann aufgrund der Oberflächenspannung aber wieder an seine Position zurück, wenn das Lötmetall geschmolzen ist. Ein Bauteil, das sich auf ungeschmolzener Paste befindet, lässt sich jedoch nicht so leicht zur Seite bewegen und zentriert sich auch nicht wieder, wenn Sie die Pinzette wegbewegen.

Wenn eine SMT-Komponente nicht gut genug ausgerichtet war und während des Reflow-Lötens einen seltsamen Winkel eingenommen hat, können Sie die Komponente einfach mithilfe Ihrer Pinzette zurück an den Punkt bewegen, an dem sie mit der richtigen Ausrichtung „einrastet“.

Wenn das Lötmetall geschmolzen ist, haben Sie viel Freiheit, die Komponenten zu bewegen, indem Sie sie mit Ihrer Pinzette anstupsen. Die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lötmetalls sorgt dafür, dass sich die Bauteile direkt über dem Footprint positionieren, wenn Sie sie zuvor richtig ausgerichtet haben. Sie stellt außerdem im Allgemeinen sicher, dass Sie keine überbrückten Pins bekommen.

Sollten Sie sichtbar überbrückte Pins vorliegen haben, können Sie das später mit etwas Flussmittel und einem Lötkolben reparieren. Sie können alternativ auch die Komponenten von der Leiterplatte anheben, während das Lötmetall geschmolzen ist, und sie dann wieder an ihren vorgesehenen Platz fallen lassen. Überbrückte Pins sind meist ein Zeichen dafür, dass zu viel Lötpaste auf der Leiterplatte war.

Wenn Sie Probleme beheben, versuchen Sie auch dann die Hitze nicht zu lange auf einen Bereich einwirken zu lassen. Denn das kann sonst dafür sorgen, dass das Lötmetall zu stark oxidiert, was wiederum zu einer minderwertigen Verbindung führen kann.

Wenn Sie ein Problem finden, was sich nicht in ein paar Sekunden beheben lässt und von dem Sie glauben, dass Sie es später nicht mit einer Lötstation retten können – belassen Sie es vorerst dabei. Wenn Sie mit dem Reflow der Leiterplatte fertig sind, können Sie Gel-Flux auf die Komponenten in dem Bereich auftragen, den Sie erwärmen wollen.

Die anderen Komponenten in der Nähe können Sie mit Kaptonband abkleben und dann diesen Bereich wieder neu aufschmelzen. Das Gel-Flux gibt Ihnen Zeit, Fehler zu korrigieren und dabei alle Oxide vom Lötmetall zu entfernen. Seien Sie aber gewarnt: Es kann sehr unschön sein, mit Gel-Flux zu arbeiten; es braucht nämlich anschließend eine gründliche Reinigung.

Abschließende Arbeiten

Bei dieser speziellen Leiterplatte habe ich vergessen eine bestimmte Komponente zu bestellen, nämlich einen Kondensator. Zum Glück hatte ich von einem anderen SMT-Projekt noch einen Kondensator mit demselben Wert und derselben Nennleistung übrig, den ich dann verwenden konnte. Das einzige Problem hier war, dass das Gehäuse viel kleiner ausfiel.

Bei dieser Leiterplatte musste ich zum Glück nur diesen Kondensator nachträglich anlöten. Es ist natürlich aber viel einfacher, die Bauteile auf die Leiterplatte zu löten, während diese noch von der Reflow-Aktivität warm ist. Nutzen Sie also immer die Restwärme, wenn Sie Teile mit Durchsteckmontage hinzufügen oder Last-Minute-Reparaturen vornehmen müssen.

Doppelseitige Leiterplatten

Um eine doppelseitige Leiterplatte zu löten, folgen Sie einfach genau demselben Verfahren für die gegenüberliegende Seite. Sie müssen entweder die Halterung für Ihre Platine verstärken, um Platz für die Bauteile auf der Unterseite zu schaffen, oder Sie müssen einfach eine Tasche aus einer Basis herausschneiden, wie ich es mit meiner Acrylplatte für diese Leiterplatte gemacht habe.

Versuchen Sie, die Seite mit den unkritischsten und kleinsten Bauteilen zuerst zu löten. So haben Sie in der Regel keine Probleme beim Umdrehen mit abfallenden Bauteilen, da die Oberflächenspannung des geschmolzenen Lötmetalls sie festhält. Es ist einfacher, die komplexeste Seite für den zweiten Durchlauf übrig zu lassen. 

Wenn Sie sehr besorgt sind, dass sich die Komponenten der Unterseite während des zweiten Durchlaufs lösen oder falsch ausgerichtet werden könnten, verwenden Sie einfach eine Zinn-Wismut-Lötpaste auf der zweiten Seite. Denn der Schmelzpunkt dieser Paste ist viel niedriger als der einer SAC305, was bedeutet, dass das Lötmetall auf der Unterseite die Hitze nicht einmal bemerkt bis Sie die SnBi-Paste erfolgreich Reflow-gelötet haben.

Viel Spaß!

Hoffentlich hat dieser Artikel gezeigt, dass das Reflow-Löten einer Leiterplatte mit simplen, kostengünstigen SMT-Laborwerkzeugen relativ einfach ist und trotzdem qualitativ hochwertige Ergebnisse liefert. Viele Leute, die noch nicht selbst versucht haben eine Schablone zu verwenden, äußern ihr Erstaunen darüber, dass ich mit 0201-Komponenten oder Komponenten ohne Anschlussflächen mit sehr kleinem Anschlussraster von Hand arbeiten kann. Aber die Wahrheit ist, dass jeder es kann.

Mit einer einfachen Schablone und einer hochwertigen Paste, werden Sie erstaunt sein, was Sie mit SMT alles erreichen können. Lassen Sie die Lötstation ausgeschaltet, wenn Sie Leiterplatten bestücken; es gibt effizientere Methoden, als jedes Bauteil einzeln zu löten.

Die Designwerkzeuge in Altium Designer® enthalten alles, was Sie benötigen, um mit der neuen SMT Schritt zu halten. Sprechen Sie noch heute mit uns und finden Sie heraus, wie wir Ihr nächstes PCB-Design verbessern können.