Hey!
Der "Hype" ums bleifreie Löten ist irgendwie überall. Deshalb würde ich
gerne auch meine Erfahrungen damit machen. Allerdings frage ich mich,
was ich dafür brauche und was man da als Lot empfehlen kann.
Momentan nutze ich ganz normales Sn60Pb40 Lot, wobei ich gerne noch
zusätzliches Flussmittel verwende - das NC-559 (Original). Ich löte
momentan mit meiner Station bei 300°C.
Aus meinen frühen Lötversuchen von vor ca. 4 Jahren habe ich hier noch
Sn60Pb38Cu2 liegen. Das hat allerdings meine Lötspitze sehr schnell
gekillt. War aber auch nur so ein billig-Lötkolben.
Nun ja, jetzt ist natürlich die Frage, was ich denn brauche, um bleifrei
zu löten und was ich da für ein Lot verwenden soll. So soll Sn99Cu1 der
totale Schrott sein und z.B. Sn95,8 Ag3,5 Cu0,7 wohl besser sein.
Ich denke auch, dass ich mit der Löttemperatur etwas hochgehen muss.
Aber evtl. kann mir ja der eine oder andere ein paar Tipps geben.
ip 91.0.132.72 schrieb:> Udo Schmitt schrieb:>> Siehe Löten>> Siehe [http://www.mikrocontroller.net/articles/L%C3%B6ten Löten.]
ROFL. Hst du schon mal deine Maus auf das Wort Löten in meinem Beitrag
gefahren? Ich weiss, durch die Farben ist das nicht ganz so deutlich,
für dich hätte ich wahrscheinlich drunter schreiben sollen "DAS IST EIN
LINK!"
Wie man den erstellt? Siehe im Fenster "Antwort schreiben" unter
"Formatierung"
Udo Schmitt schrieb:> Ich weiss, durch die Farben ist das nicht ganz so deutlich,> für dich hätte ich wahrscheinlich drunter schreiben sollen "DAS IST EIN> LINK!"
Eben. Die Farben. Schwarz und dunkelblau....sorry.
Hi,
Thomas T. schrieb:> Der "Hype" ums bleifreie Löten ist irgendwie überall. Deshalb würde ich> gerne auch meine Erfahrungen damit machen. Allerdings frage ich mich,> was ich dafür brauche und was man da als Lot empfehlen kann.
Im verlinkten Artikel steht ja schon das meiste.
Ich selbst verwende - wenn es den Bleifrei sein muss- auch das dort
genannten Amasan BF32-3. Damit in kombination mit einer hochwertigen
Lötstation ist das Arbeiten zumindest "erträglich"
ABER:
Auch wenn dich das Verhalten der Lote im Vergleich zu den Loten der
Bleifreien Frühära deutlich verbessert hat würde ich, gerade als
Hobbyist, Bleifrei nur dann Löten wenn es wirklich unvermeidlich ist.
Die Anforderungen an die Lötstation sind höher und die Standzeiten der
Spitzen kleiner, die Löttemperaturen sind auch höher was gerade bei
Handverlötungen den Stress für die Bauteile erhöht.
Und auch die modernen Lote und Flussmitel kommen nicht an die
Fließeigenschaften des verbleiten Lotes heran. Durch die aggressiveren
Flussmittel in Kombination mit den höheren Temperaturen sind die Dämpfe
die entstehen auch viel aggressiver. MIt Lötdampfabsaugung nicht
gravierend, aber ohne Absaugung merke ich nach einer Stunde Löten schon
ganz genau ob das nun verbleit oder Bleifrei war... (Und ich gebe zu -
Üblicherweise verzichte ich auf die Absaugung... Jeder Lüfter weniger
ist für mich ein Gewinn an Ruhe)
Das die guten bleifreien Lote ein vielfaches der verbleiten kosten kommt
noch dazu, ist aber für den Gelegenheitslöter eher weniger entscheidend.
Gruß
Carsten
Carsten Sch. schrieb:> Die Anforderungen an die Lötstation sind höher und die Standzeiten der> Spitzen kleiner,
Das habe ich zwar bei den Lötspitzen in der Firma schon sehen können,
aber privat? So viel lötet man doch nicht, dass ich da irgendeine
Veränderung der Spitzen bemerken würde (und ich löte nun wohl schon
einige Jahre durchweg bleifrei).
Route_66 schrieb:> Außerdem neigt das bleifreie Lot viel stärker zur Whisker-Bildung.> Deshalb ist es in vielen Sicherheitsbereichen verboten.
Ein Ammenmärchen.
Es ist dort vor allem deshalb noch nicht zugelassen, weil die
Zulassungsprozeduren in solchen Bereichen Langzeitauswertungen
benötigen, die es für bleifreie Lote in dem Maße noch nicht gibt.
Neben den Zinn-Whiskern (die vor allem bei ganz reinem Zinn entstehen
können, gab's an Bauteil-Pins auch schon lange vor RoHS) gibt es
durchaus
auch Beschreibungen der NASA, die bleifreien Lötungen eine bessere
Zuverlässigkeit (unter bestimmten Bedingungen) konstatiert haben.
Damit greift die einfache Formel „bleifrei = unzuverlässig“ schon mal
so nicht.
Der Entstehungsprozess von Zinn-Whiskern ist meines Wissens nie
endgültig geklärt worden. Auch wurden sie wohl schon bei bleihaltigen
Lötstellen gesehen.
Jörg Wunsch schrieb:> Der Entstehungsprozess von Zinn-Whiskern ist meines Wissens nie> endgültig geklärt worden. Auch wurden sie wohl schon bei bleihaltigen> Lötstellen gesehen.
Das würde ich nach einer kurzen Recherche allerdings zurücknehmen.
Hinreichend großer Bleizusatz gilt als ein Mittel gegen Zinn-Whisker.
Da aber auch die Kfz-Industrie vor der Forderung steht, komplett auf
Blei zu verzichten, wird auch da fleißig an Alternativen geforscht.
Ob die Dinger einem aber bei privaten Basteleien ein Problem werden,
wage ich trotzdem zu bezweifeln. ;-)
Route_66 schrieb:> Außerdem neigt das bleifreie Lot viel stärker zur Whisker-Bildung.> Deshalb ist es in vielen Sicherheitsbereichen verboten.
Hallo Route_66,
das ist leider nach meinem Kenntnisstand ein Mär.
Whiskerbildung ist bei den heutigen Loten KEIN Thema mehr.
Wenn Du trotzdem konkrete Nachweise in Fofm von Quellen hast bitte ich
um Zitat - sollten aber alle in den letzten etwa 3 Jahren sein da die
früheren auf Lote abstellen die nicht mehr aktuell sind.
rgds
Jörg Wunsch schrieb:> Der Entstehungsprozess von Zinn-Whiskern ist meines Wissens nie> endgültig geklärt worden. Auch wurden sie wohl schon bei bleihaltigen> Lötstellen gesehen.
Ein Effekt der sehr zu Whiskerbildung beitragen sollte war - nach meiner
Erinnerung - die Diffusion von Zinn in die darunter liegenden Schichten
des Aubaus (ich glaube mich an Cu erinnern zu können) und damit eine
Spannung im Kristallgitter der dann die Spannung über den Aufbau des
Whiskers abgebaut hat.
rgds
Jörg Wunsch schrieb:> Hinreichend großer Bleizusatz gilt als ein Mittel gegen Zinn-Whisker.
Ja - aber nicht nur.
In der Literatur denke ich war auch ein geringer Anteil anderer Zusätze
bereits sehr stark whiskerreduzierend - Blei half aber sehr.
Und Du hast Recht: geklärt ist das Thema nicht - aber zumindest
ruhiggestellt.
Und deswegen gibt es zertifizierende Stellen die gerne neben dem
Alphateilchen auch mal den Whisker bemühen ;)
rgds
Thomas T. schrieb:> Allerdings frage ich mich,> was ich dafür brauche und was man da als Lot empfehlen kann.
Eine Lötstation, etwa 360Grad, irgendein Lot.
Wenn Du Industriell einsetzen willst wirst Du Dich eher um Lotpasten,
deren Viksosität, Korngröße und Flussmittelanteil, etc kümmern müssen.
Im Privatbereich: Just Do it.
rgds
6A66 schrieb:> Und deswegen gibt es zertifizierende Stellen die gerne neben dem> Alphateilchen auch mal den Whisker bemühen ;)
Ah ja, die Alphateilchen. :-) Dabei kamen die Dinger nur direkt aus
der Keramik zu Zeiten teurer Keramikgehäuse, und als Abhilfe genügte
eine 50 µm dicke PET-Folie …
Jörg Wunsch schrieb:> Ah ja, die Alphateilchen. :-) Dabei kamen die Dinger nur direkt aus> der Keramik zu Zeiten teurer Keramikgehäuse, und als Abhilfe genügte> eine 50 µm dicke PET-Folie …
Na ja, die Theorie sagt: das Teilchen kommt aus dem MoldCompound - und
zwar aus der dem Silizium nähesten Schicht damit es tatsächlich noch das
Silizium erreicht ohne im Plastik zu sterben.
Auch Doktorarbeiten wollen angewendet werden :)
Und Porfilieren kann man sich damit auch ;)
Und dafür wird das UserManual des Geräts dann etwas dürftig übersetzt
und der Kunde macht was falsch - da ist dann sicher VIEL ungefährlicher.
rgds
Zum bleifreien Löten brauchst du vor allem viel Ignoranz. Du mußt ganz
fest ignorieren daß hier so viele laut schreien daß das bleifreie Zinn
besch..... ist und früher sowieso alles besser war.
Nimm
1. eine Lötzinn-Legierung mit Kupfer und Silberanteil
2. einen Lötkolben mit Temperaturregelung und breiter "Spitze" in
Schraubendreherform - als gutes Teil für kleines Geld empfehle ich den
Ersa TIP260 - KEINE Möchtegern-Lötstation
3. ein paar Brocken Kolophonium in ein wenig Spiritus gelöst
Gib einen kleinen Tropfen Kolophoniumlösung auf die zu lötende Stelle,
heize mit der Lötspitze gut an, gib ein wenig Zinn darauf und earte bis
es verlaufen ist
Frue dich daß es so leicht geht
A-Freak schrieb:> 1. eine Lötzinn-Legierung mit Kupfer und Silberanteil
Amasan BF32-3 wurde schon genannt. Hat sich in einer früheren
Vergleichsuntersuchung, die Chris D. mit einem Kollegen mal durchgeführt
hat, als das handlötfreundlichste bleifreie Lot erwiesen.
> 3. ein paar Brocken Kolophonium in ein wenig Spiritus gelöst
Flussmittelstift ist weniger Herumgeklebe. Für ganz hartnäckige Fälle
habe ich noch 'ne Tube Conrad-Löthonig rumliegen. Das Zeug würde ich
aber bei Lötstellen, die lange halten sollen, lieber abwaschen.
(Kolphonium auch.) Bei Flussmittelstiften gibt es "no clean"-Varianten,
die man zumindest für den Innenraumgebrauch drauf lassen kann.
Quelle:
Apfeld, R.; Grommes, W.
Zinnwhisker auf Leiterplatten - Konsequenzen für Sicherheitsbauteile im
Maschinenbau
9 S., 5 Lit., 1 Tab., 3 Abb. Hrsg.: Deutsche Gesetzliche
Unfallversicherung (DGUV), Berlin 2013 (Sprache:D)
und
Bildung von Kurzschlüssen durch Whisker auf Leiterplatten sowie bei
elektrischen Sicherungen,
IFA-Projekt 5104. www.dguv.de/ifa, Webcode d95939
Diese Erkenntnisse und die vorgeschlagenen Maßnahmen waren in manchen
kritischen Bereichen nicht ausreichend. Es wurden (vorsorglich) Verbote
ausgesprochen, bis weitere Forschungsergebnisse vorliegen. Das war keine
offizielle gesetzliche Regelung, sondern geschah aus Verantwortung für
die Qualität des eigenen Produkts.
OFF_TOPIC:
Route_66 schrieb:> Bildung von Kurzschlüssen durch Whisker auf Leiterplatten sowie bei> elektrischen Sicherungen,> IFA-Projekt 5104. www.dguv.de/ifa, Webcode d95939
Hallo Route_66,
weißt Du wie man an den Bericht des Projektes kommt?
Würde mich wegen folgender Aussage "Durch Variation dieser Parameter
wurden unterschiedliche Ausführungen von Leiterkarten berücksichtigt.
Anschließend wurde bei erhöhter Umgebungstemperatur die Whiskerbildung
provoziert." interessieren.
Das abschließende Fazit des Berichtes
"Das Projekt zeigte auf, dass der Fehlerausschluss aus DIN EN ISO
13849-2, Tabelle D.5 "Kurzschluss zwischen benachbarten
Leiterbahnen/Kontaktstellen" auf bleifrei gelöteten Leiterplatten nur
noch eingeschränkt möglich ist. Es ist zusätzlich zu D.5 anzunehmen,
dass sich Zinnwhisker von bis zu 1 mm Länge bilden und Kurzschlüsse
verursachen. Kritisch sind hierbei jedoch nur solche Kurzschlüsse, die
redundante Schaltungsgruppen miteinander verbinden. Kurzschlüsse
innerhalb einer der redundanten Schaltungsgruppen haben dieselben
Auswirkungen wie Bauteilfehler, die bereits ohne Whisker angenommen
werden müssen. Zur Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen redundanten
Schaltungsgruppen sind bei der Entwicklung der Leiterplatte entweder
Abstände > 1 mm zwischen den Schaltungsgruppen einzuhalten, oder es ist
eine Schutzschicht aufzubringen."
legt jedoch nicht den Ausschluss der Materialien sondern eine erhöhte
Anforderung an das Layout der entsprechednen Schutzeinrichtungen (hier
redundante Schaltungsteile) nahe und nicht wie von Dir zitiert.
Route_66 schrieb:> Es wurden (vorsorglich) Verbote> ausgesprochen, bis weitere Forschungsergebnisse vorliegen.
rgds
Route_66 schrieb:> Apfeld, R.; Grommes, W.> Zinnwhisker auf Leiterplatten - Konsequenzen für Sicherheitsbauteile im> Maschinenbau
Der zitierte Artikel bezieht sich nach erster Erkenntnis auch nur auf
das DGUV Projekt.
rgds
Ich habe mal einige Monate in einer Whisker-Taskforce verbracht. War
nicht lustig. Im Extremfall kann das auch mal so aussehen:
http://www.leadfreedod.com/tinwhiskers3.html.
Whisker sind ein Spannungsabbauprozess, der in Reinzinn besonders stark
auftritt (das hängt u.a. mit der Kornbildung im Material zusammen).
Anders gesagt: keine mechanischen Spannungen im Material = keine
Whisker.
Es gibt drei mögliche Quellen für mechanische Spannungen:
- Vorbelastung durch mechanische Prozesse, z.B. Biegen von pre-plated
leadframes
- Belastung in der Applikation, z.B. Spannungen nach dem Abkühlen des
Lötprozesses oder auch häufige Temperaturwechsel (davon kann die NASA
ein Lied singen)
- Raumforderungen im Inneren des Zinns, z.B. durch Korrosion
Wenn man es schafft, diese drei Parameter in den Griff zu bekommen, sind
Whisker auch bei Reinzinn kein Problem. Die IC-Verpacker haben beim
Plating gewaltig dazugelernt, und auch die Lötprozesse sind besser
geworden.
Eine Alternative gibt es noch: vor allem japanische Hersteller nehmen
auch ganz gerne NiPdAu statt Reinzinn, das hat kein Whiskerproblem, ist
aber teurer.
Max
Route_66 schrieb:> Diese Erkenntnisse und die vorgeschlagenen Maßnahmen waren in manchen> kritischen Bereichen nicht ausreichend.
Hallo Route_66,
habe mir das IFA-Papier
Apfeld, R.; Grommes, W. Zinnwhisker auf Leiterplatten - Konsequenzen
für Sicherheitsbauteile im Maschinenbau, 9 S., 5 Lit., 1 Tab., 3 Abb.
Hrsg.: Deutsche Gesetzliche Unfallversicherung (DGUV), Berlin 2013
(Sprache:D), Kurzfassung
nochmals genauer angesehen.
Dort wird konstatiert:
>3 Konsequenzen für die Leiterplattengestaltung>Es muss unterstellt werden, dass sich Zinnwhisker prinzipiell an allen >Stellen
bilden können, die zinnhaltig und bleifrei sind.
Ich denke diese Prämisse ist so nicht haltbar. Damit wäre grundsätzlich
die Verwendung von bleifreien Loten von vornherein in Frage gestellt.
Dagegen hören sich die Maßnahmen schon mal grundsätlich als durchaus
durchführbar an:
> Leiterbahnen nicht verzinnen (ohne Zinn keine Zinnwhisker), alternativ mit >chemisch Nickel/Gold,chemisch Silber oder Nickel zusätzlich veredeln >(Whiskerbarriere)> SnAgCu-Legierung als Lot verwenden (Whiskerbarriere)> Mechanisch verspannten Einbau der Leiterplatte vermeiden> schwere Bauteile abstützen, um mechanische Verspannungen zu vermeiden> Bauteiltemperatur soll <= 70 °C betragen (Eigenerwärmung berücksichtigen)> relative Luftfeuchte soll ≤80 % betragen
Weiter unten wird dann zum Thema sicherheitsgereichtete Ausfälle
konstatiert:
>Aus den hier beschriebenen Überlegungen ist ein Vorschlag zur Erweiterung >des
Fehlermodells für Leiterplatten entwickelt worden, wie er in die
> Normen [3] und [4] übernommen werden könnte (siehe Tabelle).> Normen: DIN EN 13849 und DIN EN 61800
Für mich stellt sich daher folgendes Fazit dar:
>> Deshalb ist es in vielen Sicherheitsbereichen verboten.
- Dieses Verbot kann ich von offizieller Seite sowie aus der
Normungssicht nicht nachvollziehen. Es mag sein, dass es Firmen gibt die
dies intern verboten haben. Dazu müsste man die Gründe wissen. Z.B. wäre
denkbar dass dort Leiterplatten grundsätzlich ohne ch. Ni/Au sondern
Hal-verzinnt zusammen mit nicht SnAgCu Loten verwendet werden. In sloch
einem Fall wäre ein Verbot durchaus als begründet zu sehen.
- Das Thema Whisker ist vorhanden und ist ernst zu nehmen - ja die
Bilder der Nasa und Anderer kenne ich.
> Außerdem neigt das bleifreie Lot viel stärker zur Whisker-Bildung.
- Diese Aussage halte ich für zu pauschal. Es existieren auch von
offizieller Seite Empfehlungen für bleifreie Lote (siehe Bericht IFA).
- Es gibt Maßnahmen zur Risikominimierung die heute in der Fertigung von
Baugruppen STANDARD sein sollten - zumindest dort wo Sicherheit nötig
ist.
- In Bereichen mit erhöhten Sicherheitsanforderungen wird sich das Thema
vielleicht in der Normung niederschlagen, dies ist aber m.W. noch nicht
geschehen. Die Vermeidung von Kurzschlüssen zwischen zwei unabhängigen
Kanälen durch Abstand von min 1mm bei Bauteilanordnungen halte ich
jedoch für durchaus leicht umsetzbar.
rgds
Ich möchte mal aus dem Thread mit dem "Vergleich Lötzinne: Felder EL
Sn100Ni+ und Amasan BF32-3" zitieren:
Chris D. schrieb:> Wer daran interessiert ist: optisch sind die Lötstellen des Amasan> natürlich eine Augenweide (durch den Silbergehalt): schön glänzend,> wirklich kaum von verbleiten Lötstellen unterscheidbar. Da fällt das> Felder etwas ab.
Ich habe mir nun das BF32-3 besorgt und heute den ersten Versuch
unternommen, etwas zu löten. Aber diese "Augenweide" habe ich leider
nicht erreicht. Denn die Lötstellen waren alles andere als schön
glänzend, sondern eher stumpf matt. Ich habe mal ein Foto angehängt. Mir
ist schon klar, dass bleifreie Lote eher matt erstarren, aber eine
Augenweide ist es eher nicht. Ich hätte eher gesagt, dass es eine kalte
Lötstelle ist.
Ich habe im Übrigen mit 370°C gelötet und auch eine komplett neue
Lötspitze ausprobiert, die bleihaltiges Lot noch nie gesehen hat.
Deshalb wundert es mich schon ein bisschen.
Ähm, sorry, hab vergessen das Bild etwas zu beschreiben. Also die beiden
äußeren Lötstellen ist das BF32-3, die beiden in der Mitte klassisches
Sn60Pb40.
Ach ja, und das Flussmittel des BF32-3 ist ja wohl die Hölle. Hab hier
keine Lötrauchabsaugung, sondern nur eine normale Lüftung. Das Zeugs
konnte ich nicht löten, ohne den Rauch wegpusten zu müssen. Merke jetzt
aber, wie mir die Augen leicht tränen.
OFF_TOPIC
Fpga Kuechle schrieb:> Bestätigt für das Verbot. Ich bin derzeit in einen Avionik-Projekt> tätig, das wieder zurück auf bleihaltig umgestellt wird. Begründung:> Whisker- Bildung die zu Kurzschlüßen führen kann.
Ich bin weiterhin der Meinung, dass das unter Umständen der ABSOLUTEN
Risikominimierung als Maßnahme ein Ausschluss von Leadfree durchaus
denkbar ist - für normalen Consumer sowie Industrial Bereich (mit
Einschränkungen siehe oben nach IEC61508 Proposal) ist Leadfree jedoch
unter dem Aspekt Whisker einsetzbar.
Der zitierte Bericht
Fpga Kuechle schrieb:> http://defenseelectronicsmag.com/technologies/lead-free-designs-deliver-high-reliability-safety-critical-applications
schließt mit der Schlussfolgerung:
RoHS designs have been successful in the commercial and consumer space.
Substantial research has been done on lead-free designs, and more is
being done in the ADHP space, as well. There are additional challenges
compared to lead-based designs but, by following proper design rules,
choosing suitable materials and using proper process procedures can
actually result in improved solutions.
Der Artikel
Fpga Kuechle schrieb:> http://www.aviationtoday.com/av/issue/columns/System-Design-Death-by-Tin-Whiskers_76599.html
ist jedoch weder objektiv noch sachlich korrekt:
U.S. military programs already avoid tin-plated items and lead-free
solder, as does NASA, but the relentless push to impose a single world
standard for component procurement is slowly _making tin-plated IC and
other component items the only available ones_. The eventual outcome of
this policy has serious field failure and QA ramifications for all
electronics manufacturing.
Solche Bereichte gegen die ROHS finden sich öfters und zitieren alte
oder nicht ganz zutreffende Berichte mit NICHT_SAC Loten. Zudem scheinen
sie dem Marktschutz amerikanischer Industrien dienen zu wollen.
Ich habe nur wenige zutreffende Berichte zu SAC Loten neueren Datums
gefunden die - mit geeigenten Maßnahmen - alle ohne oder mit reduziertem
Whiskerwachstum als Ergbnis herauskamen. Coating scheint zusätzlich als
Maßnahme sinnvoll zu sein.
Für den Hobbybereich ein SAC-Lot (SnAgCu-Lot) verwenden und fertig.
rgds
