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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Verbindungsprobleme bei gefertigter Platine


Autor: Stefan Noll (nollsen)
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Hi,

ich habe ein kleines Projekt am laufen, für das ich eine Platine 
fertigen lassen habe. Jetzt habe ich mit der Platine das Problem, dass 
einige AVR Verbindungen nicht stabil sind, sondern wohl nur 
Wackelkontakte sind. Ich habe 4 Exemplare fertigen lassen, und jede 
Platine hat irgendwie Wackelkontakte. Bei der einen läuft der Quarz 
nicht los, bei der anderen stürzt öfter der Speicher ab etc. Wenn man 
die Platine biegt, dann entsteht öfters eine Verbindung für kurze Zeit.

Die Lötstellen habe ich unter einem Mikroskop angeschaut, und eigentlich 
sehen die alle Top aus. Der AVR ist allerdings eben in einem QFN Gehäuse 
drauf.

Frage: Gibt es andere Phänomene, die zufällig Pins am AVR deaktivieren? 
Könnte der AVR intern durch eine falsche Lagerung vielleicht keine 
richtigen Verbindungen haben? Wie kann man die Verbindung an einem QFN 
Gehäuse stabilisieren oder wie könnte man herausfinden ob der 
Wackelkontakt wirklich zwischen QFN und Leiterbahn liegt?

Im Anhang ein Mikroskop Bild, wie die QFN Pins verlötet sind.

Hat sonst jemand Anregungen wie man das Problem beheben könnte? Die eine 
Platine habe ich schon auf der Herdplatte versucht nochmals zu erhitzen, 
aber das hat keine effektive Wirkung gezeigt.

Autor: Tommy S. (tommys)
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Direkte Lösungen habe ich gerade keine, aber:

> Könnte der AVR intern durch eine falsche Lagerung vielleicht keine
> richtigen Verbindungen haben?

Einer - vielleicht. Zwei - eher unwahrscheinlich. Drei oder mehr - das 
wäre schon ein extremer Zufall. Ich würde den Chip als Fehlerursache mal 
nicht direkt in Betracht ziehen, da es ja bei 4 Platinen zu Fehlern 
kommt.

Eventuell ein Fehler auf der Platine (sowohl fertigungstechnischer- als 
auch designtechnischer Art)? Haarrisse im Kupfer (würde die 
Fehlerbehebung mit Durchbiegen erklären)?

Viele Grüße,
TommyS

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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Jaja, die CS-Packages: wenn da der Fertigungsprozess (noch) nicht so 
stabil ist, bekommst du schon mal üble Kontakte. Bei mir waren es nur 3 
von 5 Prototypen.

> Im Anhang ein Mikroskop Bild, wie die QFN Pins verlötet sind.
Auf diesem Bild ist nicht wirklich die Qualität der Lötverbindung 
abzuschätzen  :-o

Sind die Durchkontaktierungen wirklich mit soviel Offset gebohrt, oder 
sieht das nur so aus?

Autor: madler (Gast)
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Wie hast Du denn gelötet ? Reflow-Ofen ? Selber mit Heissluft ?
Diese Lotreste auf dem Bild sind hoffentlich auch von Deinen 
Nachlötversuchen oder ?
Ich denke auch nicht dass das an den AVRs liegt, Du hast die ja wohl 
kaum jahrelang auf der Fensterbank liegen lassen oder so ;)
Wenn es ein interner Defekt wäre würdest Du das denke ich auch nicht mit 
biegen verändern können.
Könnte mir eher vorstellen dass die thermale Belastung zu gross war und 
sich deshalb Haarrisse gebildet oder Lot und Pads sich abgetrennt haben.

Um das Problem einzugrenzen könntest Du mal mit einer sehr feinen 
Messspitze zwischen dem Lot direkt am QFN Kontakt und dem anderen Ende 
der Leiterbahn messen. Hab das bei QFN selber noch nicht probiert, bei 
TQFP und PLCC funktioniert das aber gut.

Die Bohrungen sind mir übrigens auch aufgefallen ;)

Autor: Thilo M. (Gast)
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Die Lötstellen auf dem (etwas unscharfen) Bild lassen nichts Gutes 
vermuten, die sind schlicht grottenschlecht.
Was ist das hell schimmernde Zeugs um die lötstellen? Flussmittel?
Eine Reinigung mit Isopropanol ist da wohl nicht erfolgt.

Falls das ein Prototyp ist, ist die Schaltung korrekt (Pullups o.Ä.), 
ist die Spannungsversorgung OK?

Autor: Stefan Noll (nollsen)
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hi,

also ich habe die platine komplett so fertigen lassen, kann daher nicht 
sagen wie die gelötet wurde oder welcher prozess verwendet wurde. es ist 
allerdings bleifreilot verwendet worden.

die oberen (unscharfen) lötstellen habe ich versucht von hand nochmals 
zu erwärmen, daher sehen die etwas komisch aus. die eingekreisten 
lötstellen sind unbearbeitet, und haben trotzdem keine verbindung.

"syntaktisch" ist die platine korrekt, bis auf ein bauteil konnte ich 
alle bauteile ansteuern und die funktionieren auch.



der punkt mit den haarrissen ist ein ganz interessanter, da die 
leiterbahnen nur 18µ dick sind. ich habe allerdings probiert den 
durchgang zu messen während die platine bewegt wird, und da doch eine 
sichere verbindung.

könnte es sein dass die qfn pins aus dem gehäuse heruasgezogen wurden?

Autor: TommyS (Gast)
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> der punkt mit den haarrissen ist ein ganz interessanter, da die
> leiterbahnen nur 18µ dick sind. ich habe allerdings probiert den
> durchgang zu messen während die platine bewegt wird, und da doch eine
> sichere verbindung.

Ohne Deine Messmethode (die ich im übrigen gar nicht kenne) anzweifeln 
zu wollen: Dein Multimeter reagiert gar nicht schnell genug, um solche 
Haarrisse sicher identifizieren zu können, die Unterbrechungen sind oft 
nur Bruchteile von Sekunden da. Für einen MikroC reicht's aber alle mal, 
um zu versagen...

Grüße,
TommyS

Autor: Oha (Gast)
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18u Leiterbahnen, das waeren dann etwa weniger als 1mil (ein mil) ... 
etas wenig. Ich denk schon 6mil sind grenzwertig.

Autor: TommyS (Gast)
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> 18u Leiterbahnen, das waeren dann etwa weniger als 1mil (ein mil) ...
> etas wenig. Ich denk schon 6mil sind grenzwertig.

Ich glaube, er redet von der Kupfer-Dicke, nicht Breite der 
Leiterbahnen. Falls doch... oje...

Grüße,
TommyS

Autor: Lothar Miller (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite
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> 18u Leiterbahnen...
Wenn das die Breite wäre, dann wären auch die DK-Bohrungen nur 1 mil, 
und auch ein CSP-Pin wäre nur 1 mil breit.....

Wir können also getrost davon ausgehen, das das wirklich die dritte 
Dimension und mithin die Höhe der Leiterbahn ist.

Wieso hast du nicht (wie üblich) 35u Kupfer?

> könnte es sein dass die qfn pins aus dem gehäuse heruasgezogen wurden?
Das würde ich ausschliessen mit nur 18u Kupfer.
Was ist mit den QFN ICs vor dem Löten passiert? Hat die einer in der 
Hand gehabt (Fett...)?

Autor: Karl-heinz H. (silberloewe)
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gehe auch davon das die Dicke 18u sind - ansonsten würde das Photo nicht 
passen.

Mir graut etwas wenn ich die Lötstellen dort sehe, dort wo 
nachgearbeitet wurde. Sieht so aus als ob dort Zinnreste rum kleben. - 
Flußmittel und saubere Lötspitze sollten hier die Zauberworte sein. 
Einfach etwas Flußmittel dort hin und mit der sauberen Lötspitze den 
Schmutz aufnehmen.

Haarrisse kann man eigendlich gut unter Schwarzlicht erkennen.

DK´s können auch immer mal ein Problem darstellen, per Multimeter zwar 
Kontakt aber für das Signal zuschwach. Ozi und Signale mal anschauen, 
sieht ja so aus als ob dort kein Lötstoplack drauf ist.

gruß
Karl-Heinz

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