Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Kraftbelastbarkeit von Lötstellen


von Junger Newton (Gast)


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Hallo,

Google ist nicht besonders ergiebig, daher möchte ich meine Frage 
ausweiten:

Hat jemand von euch belastbare Zahlen, mit welcher Kraft man eine 
SMD-Lötstelle belasten darf?

Schön wäre eine Aufstellung nach verlöteter Fläche und aufgebrachten 
Newton in Abhängigkeit von der Kraftwirkungsrichtung...

mfg

von Dummschwaetzer (Gast)


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0N

von Harald W. (wilhelms)


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Junger Newton schrieb:

> Hat jemand von euch belastbare Zahlen, mit welcher Kraft man eine
> SMD-Lötstelle belasten darf?

Grundsätzlich ist eine Dauerbelastung von Lötzinn nicht zulässig,
da Lötzinn auch bei geringer Belastung fliesst (Plastische
Verformung).
Gruss
Harald

von Georg G. (df2au)


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Meist hält die Lötstelle und es reißt das Kupfer vom Basismaterial ab.

Wie Harald schrieb... mach es nicht, auch wenn es in der Industrie 
häufig getan wird.

von oszi40 (Gast)


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>mit welcher Kraft man eine SMD-Lötstelle belasten darf?

Kommt nicht nur auf Fläche an! Löttemperatur, Material usw. spielen auch 
eine Rolle. Nimm das Material Deiner Wünsche und stelle SELBST Versuche 
an.

von Junger Newton (Gast)


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Es geht um die Industrie und um Kostensenkung.

Batteriefederkontakte werden ja sehr gerne auf die Platine aufgelötet 
und spätestens bei einsetzen der Batterie über einen durchaus langen 
Zeitraum mit mechanischer Spannung belastet.

Es muss doch Zahlenmaterial geben, welche Krafteinwirkungen bedenkenlos 
möglich sind...

von oszi40 (Gast)


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>Industrie+Batteriefederkontakte

Umso schlimmer! Murks ist besondere Form der Umweltverschmutzung.

von Junger Newton (Gast)


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Und nun?

gibt es material / Studien zu den möglichen Kräften?

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Du solltest dich in eine Unibibliothek begeben und im IEEExplore 
stöbern. Da kommt dann z.B. hoch:
Kok Ee Tan; Pang, J.H.L., "Fracture behavior of 96.5Sn3.0Ag0.5Cu solder 
joint under mixed-mode tensile and shear loading conditions," 
Electronics Packaging Technology Conference, 2009. EPTC '09. 11th , 
vol., no., pp.296,300, 9-11 Dec. 2009

Alternativ mal die Applikationsingenieure der Lötpastenmischer nerven, 
z.B. von Felder oder Heraeus.

Das Ganze ist aber, milde gesagt, hochkomplex. In der Lötstelle hast du 
als Aufbau:
Trägermaterial LP
Cu des Pads
Ggf. Gold oder anderes Finish
Lötzinn aus der Paste
Zinn aus der Verzinnung des Bauteils
Kupfer vom Leadframe

Dazu kommen noch die Rückstände des Flussmittels oder des 
Clean-Prozesses.

Letztendlich wird an eigenen Versuchen kein Weg vorbeiführen. Aber wenn 
du schon wg. IEEExplore zur Uni fährst, kannst du ja mal bei den 
Materialwissenschaftlern vorbeigehen und dort fragen.

Max

von Ich (Gast)


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Junger Newton schrieb:
> Hat jemand von euch belastbare Zahlen, mit welcher Kraft man eine
> SMD-Lötstelle belasten darf?

Was hast Du vor?

SMD-Lötstellen werden auch mal belastet, Stichwort: Rütteltest.

Dort werden Bauelemente normgerecht durchgeschüttelt und somit auch 
mechanisch belastet.

Vielleicht hilft dir das etwas weiter.

von Patrick C. (pcrom)


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Es ist mir undeutlich was der grund dieser Frage ist.

Ich benutze oft pads um mehrere Platinen aufeindander zu montieren 
mittels loetverbinding, kein problem. Natuerlich ist da ein 
durchmetallisiertes Loch starker als ein SMD pad. Und je groszer das SMD 
PAD, desto starker.

Sehr wichtig ist das beim handloeten die Platinen nicht zu warm wird, 
weil dadurch die starke sehr viel zurueck geht.

Und bleifrei Loeten ist starker als verbleit loeten

Was hast du vor ?

von Dampf Backe (Gast)


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Wie schon gesagt, Zinn fliesst. Das ist keine plastische Verformung. 
Plastische Verformung ist nichtreversible Verformung oberhalb der 
Elastizitztaetsschwelle. Waehrend Fliessen wie eine langsame 
Fluessigkeit ist. Dh es stoppt nicht bei einer bestimmten Kraft, sondern 
dauert ueber die Zeit.
Davon speziell betroffen sind geloetete Kabelenden in einer 
Schraubverbindung. Das muss mit einer Aderendhuelse geloest werden.

von 6A66 (Gast)


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Junger Newton schrieb:
> Es geht um die Industrie und um Kostensenkung.
>
> Batteriefederkontakte werden ja sehr gerne auf die Platine aufgelötet
> und spätestens bei einsetzen der Batterie über einen durchaus langen
> Zeitraum mit mechanischer Spannung belastet.
>
> Es muss doch Zahlenmaterial geben, welche Krafteinwirkungen bedenkenlos
> möglich sind...

Hallo Junger Newton,

da gibt es ein einfaches Gesetz (speziell in der "seriösen" Industrie):
Die Lötstelle ist von Kraftschluss freizuhalten (einzige etwaige 
Ausnahme: Druck). Steckverbinder gehören mechanisch fixiert. Alles 
Federkontakte für Batteriehalter gehören ins Gehäuse und mechanisch zum 
Lötkontakt entkoppelt.
Punkt. Ausnahmen bestätigen die Regel.
Was anderes ist natürlich die mechanische Belastung durch Beschleunigung 
des Bauteils auf der Lötstelle (Shock, Vibration, ...).

Man kann auch davon abweichen, ist aber imemr eine Frage des Risikos und 
der Qualität.

rgds

von Kopfschüttel (Gast)


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Junger Newton schrieb:
> Es geht um die Industrie und um Kostensenkung.

Tu uns einen großen Gefallen und arbeite in einem chinesischen 
Unternehmen.

von Georg G. (df2au)


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Junger Newton schrieb:
> Es geht um die Industrie und um Kostensenkung.

Das ewige Dilemma mit Ingenieuren und BWLern... Der Ingenieur hat einen 
unbefristeten Vertrag und wird gern 10 Jahre oder länger in der Firma 
bleiben. Der BWLer muss spätestens nach 4 Jahren wechseln, weil sonst 
die von ihm verursachte braune Masse über brodelt und seinen Ruf 
ruiniert.

Merke: Es gibt einen Unterschied zwischen billig und preiswert. Und 
glaub bitte nicht, dass du deutlich schlauer bist als die Generationen 
vor dir. Du musst nicht jeden Fehler deiner Vorgänger wiederholen.

von samandiriel (Gast)


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Dampf Backe schrieb:
> Wie schon gesagt, Zinn fliesst. Das ist keine plastische
> Verformung.
> Plastische Verformung ist nichtreversible Verformung oberhalb der
> Elastizitztaetsschwelle. Waehrend Fliessen wie eine langsame
> Fluessigkeit ist. Dh es stoppt nicht bei einer bestimmten Kraft, sondern
> dauert ueber die Zeit.
> Davon speziell betroffen sind geloetete Kabelenden in einer
> Schraubverbindung. Das muss mit einer Aderendhuelse geloest werden

ABER fliessen tritt nicht immer auf. Nur unter ganz bestimmten 
umständen. Vor allem ist eine deutliche Temperaturabhängigkeit 
vorhanden. Bei Zimmertemperatur kriecht Zinn nicht.

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