Das Wellenlöten ist ein automatisierter Prozess, bei dem Komponenten auf eine Leiterplatte (PWB) gelötet werden, während die Leiterplatte über eine Lötwelle läuft. Luft, die vom Boden eines Behälters mit geschmolzenem Lot nach oben gepumpt wird, erzeugt diese Welle. Im Topf angebrachte Leitbleche helfen auch, das erforderliche Wellenprofil für die zu lötende Platine zu bilden.
Eine Leiterplatte, die mit einem Wellenlötprozess zusammengebaut wird, durchläuft drei grundlegende Phasen. Im ersten Schritt wird die Plattenunterseite gleichmäßig mit einem sogenannten Flussmittel beschichtet. Dies wird typischerweise als Spray oder Schaum aufgetragen. Flussmittel verhindert, dass bei hoher Temperatur Oxidation erzeugt wird und eine ordnungsgemäße Lötung auf die zu lötenden Teile verhindert wird.
Nach dem Flussmittel wird vorgewärmt, um das Flussmittel zu trocknen und als Vorbereitung für das Löten zu aktivieren. Es reduziert auch den thermischen Schock, dem die Platine und die Komponenten ausgesetzt sind, wenn sie die heiße Welle aus geschmolzenem Lot passieren. Die Ableitung flüchtiger Materialien im Flussmittel in dieser Phase verringert die Wahrscheinlichkeit von Spritzern während des Lötens der Platine. Dies verringert die Anzahl der Möglichkeiten für die Entstehung von Lötfehlern im Endprodukt.
Nach dem Vorheizen läuft die Leiterplatte auf einem Förderband über die Welle, so dass Lötzinn auf Leitungen, Anschlüsse und andere Bereiche auf der Unterseite der Platine aufgebracht wird. Kein Lot fließt auf die Oberseite der Platine. Nicht zu lötende Bereiche auf der Platine werden in der Regel vorher mit Lötstopplack beschichtet, um ein Anhaften von Lot zu verhindern.
Viele Fertigungsbetriebe setzen das Wellenlöten ein, da in wenigen Minuten mehrere Tausend Lötstellen hergestellt werden können. Dies trägt dazu bei, dass die Anlage eine viel höhere Produktionsrate erreicht, als dies sonst möglich wäre. Der Wellenlötprozess stellt jedoch in einer Produktionsumgebung einige Herausforderungen. Da die Produktionsrate von Boards hoch ist, besteht auch ein großes Potenzial, aufgrund einer schlechten Prozesskontrolle schnell viel defekte Hardware zu produzieren.
Die durch das Wellenlötverfahren hergestellten Lötverbindungen verbinden nicht nur die Bauteile mit der Platine, sondern bilden auch elektrische Verbindungen zwischen ihnen. Dadurch kann das Endprodukt elektronisch funktionieren. Lötfehler sind nicht nur ein kosmetisches Problem. Sie können auch dazu führen, dass das Board nicht richtig funktioniert oder sogar irreparabel beschädigt wird.
Um Leiterplatten von gleichbleibend hoher Qualität zu produzieren, müssen viele Variablen sorgfältig entworfen und streng kontrolliert werden. Die Geometrie des Wellenprofils muss richtig beibehalten werden, um zu vermeiden, dass zu viel oder zu wenig Lot aufgetragen wird. Die Kontrolle der Vorwärm- und Löttemperaturen ist notwendig, um sicherzustellen, dass die Leiterplatte oder die darauf befindlichen Komponenten nicht beschädigt werden. Die Aufrechterhaltung einer sauberen Fertigungsumgebung trägt dazu bei, die Reinheit des Lots und des Flussmittels sicherzustellen, wodurch das Risiko defekter Hardware verringert wird.