THT-Bestückung: Welle, Selektivlöten oder Pin-in-Paste

Ein typisches Szenario: Ein Technologie-OEM startet mit einer ersten Bestellung von passiven Bauteilen und Steckverbindern und erweitert den Umfang anschließend von der reinen Komponentenlieferung auf PCB und Assembly. Das Produkt braucht nicht nur Teile, sondern eine belastbare THT-Bestückung, PCBA-Montage und später Box Build. Die technische Frage ist weniger "koennen Sie löten?", sondern welche Lötstrategie die Steckverbinder, Relais und gemischte SMT/THT-Baugruppe ohne Nacharbeit in die Serie bringt.

Dieser Leitfaden richtet sich an Hardware-Ingenieure, Einkaeufer und NPI-Teams in der Angebots- oder Lieferantenauswahlphase. Die Rolle dahinter ist Senior Factory Engineering mit mehr als 15 Jahren Erfahrung in PCB Assembly, THT-Prozessfenstern, Lieferantenaudits und Serienanläufen für Industrie- und automotive-nahe Elektronik. Das Ziel ist eine klare Entscheidung: Wann waehlen Sie Wellenlöten, wann Selektivlöten, wann Pin-in-Paste, und wann ist Handlöten nur noch ein Reparaturpfad?

THT-Bestückung ist ein Montageprozess, bei dem Bauteilanschluesse durch metallisierte Bohrungen der Leiterplatte geführt und gelötet werden. Wellenlöten ist ein Massensolderprozess, bei dem die Unterseite der Baugruppe kurz über eine Lotwelle läuft. Selektivlöten ist ein programmierter Miniwellenprozess, der nur definierte Pins oder Steckverbinderbereiche lötet. Pin-in-Paste ist ein Reflow-Verfahren, bei dem Lotpaste in oder um THT-Bohrungen gedruckt wird und der THT-Anschluss im SMT-Ofen mitlötet.

Als neutrale Referenzen für Begriffe und Normkontext eignen sich die Uebersichten zu Wellenlöten, Selektivlöten, IPC in der Elektronikfertigung und ISO-9000-Qualitaetsmanagement. In der Freigabe selbst zaehlen die Projektvorgaben: IPC-A-610 für Akzeptanzkriterien, IPC-J-STD-001 für Lötprozessanforderungen, IPC-7711/7721 für Rework und bei Automotive-Programmen IATF 16949 mit kundenspezifischen Nachweisen.

"Bei THT entscheidet nicht die Maschine allein. Entscheidend ist, ob Pinzahl, Wärmemasse, Bauteilabstand und Unterseiten-Layout zum Prozess passen. Eine 2-Sekunden-Lotwelle loest kein Layoutproblem."

Warum die THT-Methode vor dem Layout entschieden wird

Viele Teams klaeren THT erst nach der SMT-Freigabe. Dann sind Steckverbinderpositionen, Masseflächen, Testpunkte und Gehäuseabstaende bereits fixiert. Das ist teuer, weil Wellenlöten freie Lotzonen braucht, Selektivlöten Nozzle-Zugang benoetigt und Pin-in-Paste genug Lotvolumen im Stencil unterbringen muss.

Der bessere Weg ist der "Lötpfad zuerst"-Check. Für jede THT-Position wird vor dem Angebot gefragt: Wie viele Pins? Welche thermische Masse? Welche Pitch-Abstaende? Liegt SMT auf der Unterseite? Muss ein Steckverbinder mechanisch ausgerichtet werden? Gibt es eine nachgelagerte FCT-Prüfung, die kalte Lötstellen sicher findet?

Wellenlöten: stark bei vielen Pins und freier Unterseite

Wellenlöten ist die wirtschaftlichste Methode, wenn eine Baugruppe viele THT-Anschlüsse hat und die Unterseite wellenfreundlich bleibt. Typische Beispiele sind Netzteile, Industriecontroller mit langen Steckverbinderleisten oder Baugruppen mit Relais, Klemmen und größeren bedrahteten Bauteilen. Die Prozesskette ist klar: Fluxauftrag, Vorheizung, Kontakt mit der Lotwelle, Kühlung und Inspektion.

Die Stärke liegt im Durchsatz. Wenn ein Board 200 THT-Pins hat, lötet die Welle alle geeigneten Pins in einem Durchlauf. Der Nachteil ist die Flächenwirkung: Alles auf der Unterseite sieht Wärme, Flussmittel und Lotnaehe. Dicht platzierte SMD-Bauteile, ungeschuetzte Testpads oder falsch orientierte Steckverbinder koennen Brücken, Lotkugeln oder Schatteneffekte verursachen.

Wellenlöten ist deshalb kein Freifahrtschein für jedes THT-Layout. Bei Fine-Pitch-THT, schweren Kupferlagen, nahen SMD-Komponenten oder selektiv zu schuetzenden Bereichen braucht die Baugruppe Paletten, Masken oder eine andere Methode. Paletten kosten Zeit, müssen gewartet werden und koennen thermische Abschattung erzeugen.

Selektivlöten: die bessere Wahl für gemischte SMT/THT-Layouts

Selektivlöten nutzt eine kleine, programmierte Lotduese. Sie faehrt nur die Pins an, die gelötet werden sollen. Das reduziert Wärmeeintrag auf empfindliche Bereiche und ist stark, wenn die Baugruppe bereits beidseitig SMT-bestückt ist oder wenn nur wenige THT-Steckverbinder auf einem sonst dichten Board sitzen.

Die Methode braucht jedoch Freiraum. Eine 4-mm- oder 6-mm-Nozzle muss an die Pins herankommen, ohne Kunststoffgehäuse, Nachbarbauteile oder hohe Steckverbinder zu beruehren. Wenn der Abstand nicht reicht, steigen Brückenrisiko, unvollständige Benetzung oder thermische Ueberlastung. Der Prozess ist präzise, aber nicht magisch.

Bei mittleren Serien lohnt sich Selektivlöten oft, weil keine große Wellenpalette gebaut werden muss und Programmkorrekturen schnell möglich sind. Bei sehr vielen Pins kann die Taktzeit gegen die Methode sprechen. Dann muss die Kalkulation offen zeigen, ob Maschinenzeit, Inspektionsaufwand und Fehlerkosten zusammenpassen.

"Selektivlöten scheitert selten am Lot, sondern am Zugang. Wenn der Konstrukteur der Nozzle nur 1 mm Luft laesst, wird aus einem stabilen Prozess ein Glücksspiel mit Brücken und kalten Stellen."

Pin-in-Paste: elegant für wenige THT-Pins im SMT-Reflow

Pin-in-Paste, auch Paste-in-Hole genannt, kann THT- und SMT-Schritt zusammenlegen. Die Lotpaste wird über Stencil-Aperturen auf das THT-Pad und teilweise in die Bohrung gedruckt. Danach wird das Bauteil gesetzt und im Reflow-Profil mitgelötet. Für wenige Pins, kleine Steckverbinder oder abgeschirmte Module kann das Taktzeit sparen.

Die Grenze ist das Lotvolumen. Das Loch, die Anschlussgeometrie, Pastenmenge, Stencildicke und Ausgasung müssen zusammenpassen. Ein 1,6-mm-Board mit grossem Connector-Pin braucht deutlich mehr Volumen als ein kleiner Signalpin. Wenn die Paste nicht reicht, entsteht zu wenig vertikale Fuellung. Wenn sie zu grosszuegig gedruckt wird, drohen Lotperlen, Brücken oder verschmutzte Steckbereiche.

Pin-in-Paste verlangt deshalb frühe DFM-Arbeit am Stencil-Design. Fensterpane-Aperturen, Step-Stencils oder lokale Pastenfreigaben koennen helfen. Für schwere Transformatoren, große Klemmen oder Bauteile mit hoher Wärmekapazitaet bleibt ein separater THT-Prozess meist robuster.

Direkter Vergleich: Welche Methode passt zu welchem Board?

Die Tabelle zeigt den wichtigsten Punkt: THT-Auswahl ist keine reine Kostenfrage. Wenn die Baugruppe nur 12 THT-Pins hat, kann Pin-in-Paste trotz Stencil-Aufwand der schlankste Weg sein. Wenn 240 Pins auf einer freien Unterseite liegen, gewinnt meist die Welle. Wenn 36 Pins zwischen beidseitigem SMT sitzen, ist Selektivlöten oft die robusteste Entscheidung.

Freigabekriterien nach IPC: Was wirklich geprüft wird

Für THT reicht ein optisch schoener Lotkegel nicht. IPC-A-610 bewertet Akzeptanzmerkmale wie Benetzung, Lotmenge, Leiterueberstand, Brücken, kalte Lötstellen und Bauteilsitz. IPC-J-STD-001 beschreibt die Prozessanforderungen an gelötete elektrische und elektronische Baugruppen. Beide Standards gehoeren in die Anfrage, damit Lieferant und Kunde nicht erst nach der FAI über Klassen und Grenzwerte sprechen.

Bei Klasse-2-Industrieelektronik reicht oft eine robuste Sichtprüfung plus elektrischer Test. Bei Klasse 3, Automotive-nahem Einsatz oder sicherheitskritischen Baugruppen werden Fuellung, Rework-Historie, Rückverfolgbarkeit und Prozessdaten strenger bewertet. Eine Querschliffprüfung ist nicht für jede Serie noetig, aber bei neuen schweren Pins, dicken Kupferlagen oder unklarer Benetzung kann sie die schnellste Wahrheit liefern.

Der Angebotscheck: Welche Daten der Lieferant vorab braucht

Ein Lieferant kann die richtige THT-Methode nur waehlen, wenn die Daten vollständig sind. Dazu gehoeren Gerber oder ODB++, BOM, CPL, Assembly Drawing, Bohrdaten, Stackup, Bauteilhöhen, Unterseiten-SMT, erwartete Jahresmenge und Zielklasse. Für Steckverbinder braucht der Fertiger Datenblaetter mit Reflow-Eignung, Pinmaterial, Temperaturgrenzen und mechanischen Toleranzen.

In der Praxis fragen wir bei THT-Anfragen immer nach der geplanten Serienmenge und Variantenlogik. Ein einmaliger NPI-Lauf mit 50 Baugruppen darf anders optimiert werden als eine Serie mit 5.000 Baugruppen pro Monat. Wer diese Information versteckt, bekommt oft ein guenstiges Angebot für einen Prozess, der später nicht skaliert.

"Ein gutes THT-Angebot nennt nicht nur einen Preis. Es nennt Methode, IPC-Klasse, Prüfumfang, offene DFM-Punkte und die Stop-Regeln für die ersten 5 Baugruppen."

Entscheidungsrahmen für Einkauf und Engineering

Nutzen Sie drei Schwellen als Startpunkt. Erstens: Liegen mehr als 80 THT-Pins auf einer gut zugaenglichen Unterseite, prüfen Sie Wellenlöten. Zweitens: Liegen weniger als 60 THT-Pins zwischen empfindlichem SMT, prüfen Sie Selektivlöten. Drittens: Sind es weniger als 20 kleine, reflowtaugliche Pins, prüfen Sie Pin-in-Paste.

Diese Zahlen sind keine Normgrenzen. Sie sind ein Einkaufsfilter, damit die richtige technische Diskussion beginnt. Die finale Entscheidung hängt von Wärmemasse, Pad-Design, Nozzle-Freiraum, Bauteiltemperatur, Inspektion und geplanter Stückzahl ab. Für komplexe Baugruppen sollte der Lieferant eine kurze DFM-Rückmeldung vor Materialfreigabe liefern.

FAQ zur THT-Bestückung

Wann ist Wellenlöten besser als Selektivlöten?

Wellenlöten ist meist besser, wenn mehr als 80 bis 120 THT-Pins auf einer freien Unterseite liegen und die Baugruppe nach IPC-A-610 ohne lokale Schutzbereiche geprüft werden kann.

Wann lohnt sich Selektivlöten für eine PCBA?

Selektivlöten lohnt sich, wenn eine gemischte SMT/THT-PCBA empfindliche Unterseitenbereiche hat und die Nozzle mit etwa 4 bis 6 mm Prozesszugang an die Pins kommt.

Ist Pin-in-Paste für Steckverbinder zuverlässig?

Pin-in-Paste ist zuverlässig, wenn der Steckverbinder reflowtauglich ist, das Lotvolumen berechnet wurde und die Freigabe nach IPC-J-STD-001 sowie IPC-A-610 erfolgt.

Welche IPC-Standards gelten für THT-Lötstellen?

IPC-A-610 definiert Akzeptanzmerkmale der Baugruppe, IPC-J-STD-001 beschreibt Prozessanforderungen; bei Rework wird meist IPC-7711/7721 herangezogen.

Wie viele Erstmuster sollte ein THT-Prozess prüfen?

Für risikoreiche THT-Baugruppen prüfen wir typischerweise 3 bis 5 erste Baugruppen, weil ein einzelnes Board keinen stabilen Prozessnachweis liefert.

Kann Handlöten ein Serienprozess sein?

Handlöten kann für wenige Sonderpins funktionieren, wird aber bei 50 oder 100 gleichen Pins schnell zum Wiederholrisiko; IPC-A-610-Prüfung und definierte Schulung bleiben Pflicht.

Fazit: Erst Prozessfenster, dann Preis vergleichen

Die richtige THT-Methode entsteht aus dem Board, nicht aus einer Standardpreisliste. Wellenlöten gewinnt bei vielen freien Pins. Selektivlöten gewinnt bei dichten Mischbaugruppen. Pin-in-Paste gewinnt, wenn wenige reflowtaugliche THT-Pins den separaten Prozessschritt ueberfluessig machen.

Für Einkaufs- und Engineering-Teams ist der nächste Schritt einfach: Schicken Sie Gerber, BOM, CPL, Assembly Drawing, Zielklasse und geplante Stückzahl gemeinsam. Unser Team prüft die Methode für Through-Hole Assembly, Selektivlöten und Turnkey Assembly vor dem Angebot. Für konkrete Projekte koennen Sie uns über Kontakt erreichen.