Forum: Platinen Platine verzinnen - wie verbrennt mein FR4 nicht?


von Lukas M. (Firma: Infineon) (soldano)


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Hi guys!

Ich habe mich diese Woche mal mit dem Thema Verzinnen beschäftigt. Grund 
dafür ist, das ich mein geätztes Board sehr feine kleine Löcher auf den 
Masseflächen aufweist. Wirklich zu sehen sind diese nur unterm 
Mikroskop, jedoch ist die ganze Massefläche voll davon.
Ich ätze mit der Tonertransfer-Methode und verwende zum Laminieren den 
PAVO HD320 sowie Conrad Papier. Bisher hab ich sehr sehr  gute 
Ergebnisse erzielt und auch die Masseflächen waren schön sauber 
ausgeführt.
Ich denke es liegt bei diesem Layout einfach an dem FR4 Basismaterial, 
welches ich aus China bestellt habe. Ich möchte aber noch das Verzinnen 
ausprobieren bevor ich neues Material bestelle.

Ich habe verschiedene Platinen getestet. Verwende die Lötpaste von 
Felder, sowie einen Heißluftföhn von Steinel. Der Arbeitsabstand ist so 
ca. 15-20cm. Ich erwärme die Platine solange bis das Zinn schmilzt und 
wische dann sofort mit einem Tuch drüber, jedoch bekommt das FR4 dann 
schon leichte Wölbungen und einzelne Pads lösen sich schon von selber. 
Auch ein Versuch auf einer Vorheizplatte bei 200°C scheiterte kläglich.

Hättet ihr vielleicht Tipps wie man solch ein Problem lösen könnte?
Ich habe es mehrmals probiert jedoch war das Ergebnis immer 
gleichbleiben schlecht.

Gruß,
Lukas

von Logger (Gast)


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Lukas M. schrieb:
> Ich erwärme die Platine solange bis das Zinn schmilzt

Dann würde ich es mal mit Lötzinn/-paste mit niedrigerem Schmelzpunkt
versuchen.
200° mit einer Heizplatte sind da auch zu hoch. Mit 150° (Heizplatte)
und dann mit dem Heißluftfön auf Schmelztemperatur bringen müsste 
erfolgversprechender sein.
Wichtig ist halt die Erhitzung so kurz wie möglich zu halten.

Es kann aber auch sein, dass das Basismaterial einfach nichts
taugt.

von Matthias L. (limbachnet)


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Du kannst auch mal probieren, nicht bis zum völligen Aufschmelzen zu 
erhitzen, sondern nur bis die Paste aufhört zu qualmen und in trockenen 
Flocken auf der Platine herumliegt - dann mit einem Papier- oder 
Baumwolltuch in heißem Zustand abreiben.

Zumindest bei der Steinel-Paste erzielt man damit eine dünne 
Zinnschicht, die ungefähr so aussieht wie eine chemisch abgeschiedene. 
Die Lötbarkeit dieser Schicht wird individuell unterschiedlich 
beurteilt, ich finde sie nicht so toll und bin daher von diesem 
Verfahren wieder weg. Aber Versuch macht kluch...

von Der Profi (Gast)


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Aber dafür war das Chinamaterial sicher wesentlich billiger. Und da Geiz 
ja so geil ist, ist die Qualität ja nicht so wichtig. Lebe damit und 
jammer nicht oder kauf dir ordentliches Material.

von Lukas M. (Firma: Infineon) (soldano)


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Danke für die Antworten! Ich denke ich werde mal die Lötpaste tauschen!


@Profi   Du Vollhonk ! Hab ich ja geschrieben das ich die Platine gerne 
noch retten würde bevor ichs in den Müll schmeisse. Und das FR4 von 
Bungard ist genauso verbrannt. Also jammer du nicht mit deiner 
Anti-Geiz-ist-geil Einstellung!



Gruß
Lukas

von Rudi P. (Firma: keine) (rudippunkt)


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von Fabian F. (fabian_f55)


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Ich hab mit verzinnen von Hand Platinen auch so meine Probleme gehabt. 
Ich hab die dann im Pizza-Ofen verzinnt(5 min vorheizen auf 160°C, dann 
voll Stoff bis die Paste schmilzt und raus damit). Ging wunderbar.

Ich hab das selber-ätzen dann aber Eigentlich aufgegeben, nachdem man 
ein PCB mit Lötstopplack und Druck schon für 30-40€ bekommt. Schaut 
besser aus, ist leichter bestückbar und ätzt mir keine Löcher in den 
Garagenboden :-)

von Lukas M. (Firma: Infineon) (soldano)


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Nochmals Danke für die Antworten!

Ich hab das Chemisch Verzinnen eigentlich gleich wieder ausgeblendet, 
weil ich mir dacht der Aufwand ist nicht vertretbar. Nach dem Lesen der 
Anleitung von Octamex ist dies jedoch wiederlegt. Diese Methode werde 
ich auf alle Fälle testen und hab mir gerade das Chemische Zinn 
bestellt.

Das Stimmt schon die Ersparnis bei Homemade wird immer geringer, aber 
gerade bei 1-2 Stück lohnt es sich meiner Ansicht noch. Außerdem hab ich 
so die Möglichkeit Platinen in 0,5h zu fertigen inkl. Bohren und das ist 
für mich der relevanteste Aspekt. Aber sobald mehr als 2 Platinen 
gewünscht sind, lasse ich sie auch fertig und es stimmt, die Qualität 
ist erheblich besser!



LG Lukas

von Kellerchemiker (Gast)


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Schau zu, dass du die diversen Flaschen Säure&Co nicht vergisst. Nachdem 
ich aufgehört hatte Platinen zu Ätzen hatte ich ein paar Jahre Später 
meinem Nachmieter ein paar Fläschchen NaSO und NaOH vererbt, bis der 
mich irgendwann gefragt hat, was wohl in den braunen Flaschen mit dem 
Totenkopf drauf drin sei.
Hatte die beim Umzug natürlich nicht in den Möbeltransporter gepackt, 
und dann im Chaos danach vergessen..

von 0815 (Gast)


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Die 600°-Stufe der Heißluftpistole ist zum Verzinnen von Platinen 
ungeeignet. Hartlötpaste übrigens auch ;-)

von Cyblord -. (cyblord)


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Kellerchemiker schrieb:
> Schau zu, dass du die diversen Flaschen Säure&Co nicht vergisst. Nachdem
> ich aufgehört hatte Platinen zu Ätzen hatte ich ein paar Jahre Später
> meinem Nachmieter ein paar Fläschchen NaSO und NaOH vererbt, bis der
> mich irgendwann gefragt hat, was wohl in den braunen Flaschen mit dem
> Totenkopf drauf drin sei.
> Hatte die beim Umzug natürlich nicht in den Möbeltransporter gepackt,
> und dann im Chaos danach vergessen..

Erschreckende Geschichte.... Schlimm was heutzutage so passiert. Bin 
noch ganz benommen.

von Lukas M. (Firma: Infineon) (soldano)


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@0815 ... Wo bitte steht 600 Grad und wo Hartlötpaste???

von 0815 (Gast)


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Lukas M. schrieb:
> Wo bitte steht 600 Grad und wo Hartlötpaste???

Hier steht das:

Lukas M. schrieb:
> leichte Wölbungen und einzelne Pads lösen sich schon von selber.

Lukas M. schrieb:
> Und das FR4 von
> Bungard ist genauso verbrannt.


Die Delaminationen hätte man noch mit fehlendem Tempern erklären können, 
aber nur durch Abwischen lösende Pads zeigen deutlich, daß da was VÖLLIG 
schief läuft. Dazu muss die Platine echt 400° oder mehr haben...

von Lukas M. (Firma: Infineon) (soldano)


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Ohne uns jetzt zu streiten, aber icich habe gerade nachgemessen und es 
sind exakt 251,3 Grad wenn die Pads anfangen sich abzulösen. Die 
Lötpaste ist übrigens eine für Weichlöten.

Ich werde es mal mit der Backofenmethode probieren.


Gruß
Lukas

von Magnus M. (magnetus) Benutzerseite


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Lukas M. schrieb:
> Ohne uns jetzt zu streiten, aber icich habe gerade nachgemessen
> und es sind exakt 251,3 Grad wenn die Pads anfangen sich abzulösen.

... WIE_ UND _WOMIT Gemessen?

von 0815 (Gast)


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Magnus M. schrieb:
> ... WIE_ UND _WOMIT Gemessen?

Ist doch egal, stimmt sowieso nicht. Bei 250° kann man die Platine 
geschätzt eine ganze Stunde halten, dann abkühlen, und benutzen. Alles 
Ulk...

von Lukas (Gast)


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@ Magnetus Kennst sowas ? 
http://eu.flukecal.com/de/products/temperature-calibration/digital-thermometer-readouts/1586a-super-daq-temperaturscanner-mit-?quicktabs_product_details=2

Mit 10Ohm Thermistor ergibt das eine Genauigkeit von unter 0,04°C. Das 
müsste auch für dich ausreichend genau sein oder? Wenn du es nicht 
glaubst schick ich das Kalibrier Zertifikat.

@0815 Du toller Hengst! Außer Müll ist noch nicht viel lesenswertes 
gekommen, aber beschreibt ja dein Nickname schon. Da du ja promovierter 
Technischer Physiker bist kannst du gern mal zu mir kommen und den 
Prozess anschauen. Ich zahl dir sogar die Reisekosten!!!

An die wirklichen Empfehlungen :
Ich habe die Methodik von Matthias probiert und siehe da es hat 
tatsächlich geklappt. Die Gleichmäßigkeit ist nocht nich sooo toll aber 
das wird sich nach ein paar mal probieren sicher einpendeln.

Vielen Dank nochmals!

von Michael_ (Gast)


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Wenn du unbedingt verzinnen willst, bitte schön.
Wenn ich mir Platinen anschaue, die ich vor 15 Jahren gemacht habe, 
sehen die aus wie damals.

von Lukas (Gast)


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Was soll ich den sonst machen wenn ich Platine auf einen Coplanar Wave 
Guide ausgelegt und berechnet habe. Die gemessene* Isolation ist sowas 
von im Arsch aufgrund der winzigen Löchern. Das habe ich schon besser 
hingekriegt bzgl. den ISO werten. Ich habe nur 2 PCBs geätzt und wollte 
die nicht entsorgen bzw. nochmals neu machen.











* 
http://www.keysight.com/en/pd-1654283-pn-N5244A/pna-x-microwave-network-analyzer?nid=-536902643.898623&cc=AT&lc=ger

von Lukas (Gast)


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EDIT:

Die erste Platine ist nun erfolgreich verzinnt und die ISO werte sind 
schon viel besser. Insertion und Return Loss passen auch.
Hat sich also doch noch gelohnt die ganze Sache mit dem Verzinnen.

Gruß
Lukas

von 0815 (Gast)


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Lukas schrieb:
> kannst du gern mal zu mir kommen und den
> Prozess anschauen.

Besser nicht. Wenn es schon solche Probleme nur beim Verzinnen gibt, 
wäre der Gedankenaustausch doch etwas sehr einseitig. Gerade bezüglich 
des Transfers. Wenn ich "Löcher" lese, die gestopft werden sollen, dann 
ist sofort klar, daß sowohl beim Transfer, als auch beim Ätzen einiges 
nicht stimmt. Entweder sieht man sowas schon vorm Ätzen und kann 
retuschieren, oder (besser) die Ursache finden. Oder der Transfer war 
relativ gut, aber es wurde nicht nacherhitzt, und/oder man ätzt ewig in 
der Schale.
Deine tollen Messgeräte helfen Dir da auch nicht weiter, es ist 
Erfahrung und Wissen nötig.

von Lukas M. (Firma: Infineon) (soldano)


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Also ich mache meine Platine seit ca. 5 Jahren selber. Am Anfang mit 
Bügeleisen und dann mit Laminator. Löcher hab ich davor noch keine 
gehabt. Auch der Transfer hat sauber gewirkt und geätzt wurde ca. 5 min. 
Erst nach dem Ätzen und entfernen des Toners wurden die Löcher sichtbar. 
Da es eben low-cost Basismaterial ist liegt die Vermutung nahe und es 
hat mit anderem Material problemlos geklappt.

Nichtsdestotrotz sind beide Platinen jetzt geätzt und funktionieren. Ich 
muss jedoch heute noch 2 weiteren PCBs ätzen und zwar mit ähnlich großer 
Massefläche. Da verwende ioh aber Bungard. Mal sehen ob das Problem hier 
auch wieder auftritt, dann muss ich wirklich meinen Prozess optimieren.



Gruß
Lukas

von bernte (Gast)


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heizverzinnen ganz einfach.

weichlötpaste aus dem baumarkt besorgen
am besten eine die nicht so zäh ist wie rosol3
kann ruhig eine von den günstigeren sein (no name baumarkt)

nach dem ätzen die platine nochmal schon mit küchenpapier und aceton 
reiniger

dann mit einer alten bankkarte oder sonstwas spachtelähnlichem einen 
dünnen film der lötpaste auf die kupferseite der platine auftragen

dann mit der heißluftpistole das ganze schön gleichmäßig erhitzen
immer schön hin und her bewegen bis die paste ein trocken graues 
aussehen bekommt also nicht solange bis man irgenwas schmelzen sieht

dann kurz abkühlen lassen und mit reichleich wasser die platine reinigen
das gröbste mit einem feuchten küchtetuch entferne, den rest under 
fließendem wasser mit einem alten küchenschwamm oder zahbürste entfernen

nach dem trocknen die platine bei bedarf mit rauhem paier aufpolieren 
(zeitungpapier oder sowas in der richtung)

fertig

http://www.schatzsucher.org/forum/download/file.php?id=6879

von bernte (Gast)


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von Matthias L. (limbachnet)


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"Du hast keine Berechtigung, diesen Dateianhang herunterzuladen."

von 0815 (Gast)


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Lukas M. schrieb:
> Erst nach dem Ätzen und entfernen des Toners wurden die Löcher sichtbar.
> Da es eben low-cost Basismaterial ist liegt die Vermutung nahe und es
> hat mit anderem Material problemlos geklappt.

Es gibt kein Basismaterial, mit dem der Transfer nicht klappen würde. 
Denkbar ist allenfalls, daß es durch das abweichende Material Änderungen 
am Prozess gibt. Beispielsweise kann das Material unsauberer sein, 
besser oder schlechter die Wärme leiten oder speichern. Ansonsten ist 
eine Kupferschicht eine Kupferschicht. Und Löcher im Toner sieht man bei 
ausreichendem Licht bis auf geschätzt 1/100mm Größe. Alles was man nicht 
sieht, ätzt das Kupfer auch nicht durch, sondern es entsteht nur das 
bekannte angefressene Muster. Solche Probleme entstehen bei gestrichenem 
Papier als Medium aber nie, weil die Dextrinschicht eventuell vorhandene 
Löcher automatisch schließt. Dieser Effekt ist bei richtigem Prozess 
sehr stark, man könnte ein Layout sogar in hellgrau ausdrucken, und 
dennoch eine perfekte Platine erhalten. Bedingung dafür ist ein recht 
schwaches Ätzmittel, und dafür hohe Agitation. Starke Säuren lösen die 
Dextrinschicht gleich wieder ab. Aber selbst so geht es ohne Löcher, 
selbst mit einem miesen Drucker. Ggf. nach dem Transfer die Platine 
nochmal nacherhitzen, z.B. auf volle 200°. Das verschließt Löcher, und 
verbindet darüberhinaus den Toner EXTREM fest mit der Platine.

von wolleg (Gast)


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Nur mal so: Welche Vorteile ergeben sich durch das Verzinnen?

von bernte (Gast)


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wolleg schrieb:
> Nur mal so: Welche Vorteile ergeben sich durch das Verzinnen?

erhaltung bzw auch verbesserung der lötfähigkeit, gutes aussehen, 
erhöhung der schichtdicke

von Sven B. (scummos)


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Du hast einen NWA für > 100.000 Euro und ätzt deine Platinen selber mit 
Tonertransfer ?!

Ansonsten braucht es meiner Erfahrung nach deutlich mehr als 200 Grad, 
bis normales FR4 irgendwelche Reaktionen zeigt. Und dann wird das 
erstmal so braun. Bis da mal was Blasen wirft, muss man das schon 
deutlich heißer machen ... also entweder das Material ist Schrott, oder 
die Temperatur höher als du denkst.

: Bearbeitet durch User
von FM S. (smktec)


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Lukas M. schrieb:
>
> Ich habe verschiedene Platinen getestet. Verwende die Lötpaste von
> Felder, sowie einen Heißluftföhn von Steinel. Der Arbeitsabstand ist so
> ca. 15-20cm. Ich erwärme die Platine solange bis das Zinn schmilzt und
> wische dann sofort mit einem Tuch drüber, jedoch bekommt das FR4 dann
> schon leichte Wölbungen und einzelne Pads lösen sich schon von selber.
> Auch ein Versuch auf einer Vorheizplatte bei 200°C scheiterte kläglich.
>
ich verwende schon seit Jahren CFK Fittinglötpaste (jede andere 
funktioniert wahrscheinlich genauso). Wichtig ist, dass die Paste dünn 
aufgetragen und auf mindestens 186°C erhitzt wird (siehe Phasendiagramm 
Cu-Sn). Temperaturen über 227°C ergeben flüssiges Sn auf der 
Oberlfläche, d.h. ungleichmäßig dicke Sn-Schichten. Am besten 
funktioniert es auf einer Heizplatte (Kochplatte) die auf ca. 200°C-210° 
Oberflächentemperatur aufgeheitzt ist. Die Platine mit der Pastenseite 
nach oben drauflegen und einen Temperaturfühler draufsetzen. Man sieht 
wie die Temperatur langsam steigt und die Paste eintrocknet. Wenn ca. 
190°C erreicht sind, kann die Platine entnommen und abgewaschen werden. 
Man erhält eine gleichmäßige glänzende Schicht. Die Aufheizzeit beträgt 
ca. 1-2min. Bei doppelseitigen Platinen kann die zweite Seite genauso 
beschichtet und verzinnt werden. Die eingetrocknete Schicht der ersten 
Seite kann drauf bleiben.
Das Verfahren funktioniert so zuverlässig, dass man nach einigen 
Versuchen lediglich nach der Zeit gehen und auf den Temperaturfühler 
verzichten kann.

von herbert (Gast)


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Ich verzinne Chemisch, das ist das gesündeste für FR4. Dieser 
Hitzestress ist nicht gerade gut für die haftähigkeit der Beschichtung. 
Kann sein, dass später beim reparaturlöten, absaugen von Lötstellen das 
Kupfer vom Basismaterial geht und das schneller als einem lieb sein 
kann.

von Georg (Gast)


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herbert schrieb:
> Hitzestress ist nicht gerade gut für die haftähigkeit der Beschichtung.

Heissluft-Verzinnung hat für Millionen bis Milliarden von Leiterplatten 
gut funktioniert - aber da geht es, bedingt durch die eingesetzten 
Maschinen, um Sekunden bei genau bekannter Temperatur und nicht wie bei 
den beschriebenen Bastlermethoden um Minuten bei undefinierter 
Temperatur. Wenn FR4 verbrennt oder Pads sich ablösen, dann war eben 
definitiv die Temperatur zu hoch oder die Dauer zu lang, wahrscheinlich 
sogar beides.

Georg

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