Hallo,
habe eine doppelseitige Platine mit 0,6 mm Silberdraht durchkontaktiert,
wie es z.B. hier beschrieben ist:
http://thomaspfeifer.net/durchkontaktierungen_platinen_herstellen.htm
Die Lötstellen sehen zunächst auch gut aus mit schönem Meniskus.
Dann wird der überstehende Draht auf beiden Seiten mit einem
Elektronik-Seitenschneider abgeknipst. Zugegeben schneide ich ziemlich
dicht an der Platine ab, allerdings bleibt m.E. schon noch genug stehen,
um eine Verbindung zwischen Draht und Leiterbahn zu ermöglichen.
Dann kommt bei einigen Durchkontaktierungen etwas unschönes zum
Vorschein:
Der Draht hat zum umgebenden Zinn keine Verbindung, was an einem dunklen
Ring um den Draht zu erkennen ist. Folglich ist die Durchkontaktierung
keine solche.
Beim Versuch mit etwas Zinn nachzulöten, macht es 'plopp' als wenn eine
Luftblase durchbrechen würde. Das Ergebnis scheint zufällig: Mal ist die
Durchkontaktierung OK, mal immer noch nicht.
Hat jemand eine Idee, was die Ursache des Problems sein könnte?
Danke.
Sören
Das Ploppen kann so erklärt werden.
Aber was ist das eigentliche Problem, dass keine Verbindung zustande
kommt?
Übrigens haben alle aufgelöteten Bauteile guten Kontakt mit den
Leiterbahnen. Grundsätzlich funktieoniert die Löterei also. Nur eben
nicht bei den Durchkontaktierungen.
Ich vermute, dass die zwischen Bohrlochwandung und Draht eingeschlossene
Luft sich ausdehnt und ein Druck entsteht, da das Lötzinn erst flüssig
wird, wenn der Druck schon recht hoch ist. Das gibt den Plopp.
Da die Wandung nicht verzinnt ist, das hast Du ja auch geschrieben,
fliesst kein Zinn zwischen Wandung und Draht hinein.
Ich vermute, dass ein gewisser Überschuss an Lötzinn bei der zweiten
Lötstelle nötig ist, damit beim Abkühlen noch genügend da ist, um den
Kontakt zum Draht weiter zu erhalten. Das zusätzliche Lot füllt auch das
Loch ein wenig mehr und verringert bzw. verhindert den Plopp.
Es darf also keinen "schönen Meniskus" geben, sondern eine unschöne
Beule, die sich dann verkleinert.
Sören schrieb:> Der Draht hat zum umgebenden Zinn keine Verbindung, was an einem dunklen> Ring um den Draht zu erkennen ist. Folglich ist die Durchkontaktierung> keine solche.
Kannst du das auch messen? Welchen Widerstand hat diese Lötstelle?
> Zugegeben schneide ich ziemlich dicht an der Platine ab
Das ist schlecht, denn wenn z.B. nur 1mm verbleibt, dann ist da nicht
viel Fläche, die tatsächlich kontaktiert ist...
> Grundsätzlich funktieoniert die Löterei also. Nur eben nicht bei den> Durchkontaktierungen.
Oder eher "nicht mit dem Silberdraht"?
Ballon schrieb:> Es darf also keinen "schönen Meniskus" geben, sondern eine unschöne> Beule, die sich dann verkleinert.
Oft sogar noch eine Lötstelle, die ein Loch hat, weil noch eine Blase
platzt oder ein Loch "hineingesaugt" wird...
Der Silberdraht lässt sich gut löten. Es wurden damit einige
Verbindungen hergestellt, die tadellos sind.
Die Zeichnung zeigt, wie die Lötstelle zunächst aussieht (Meniskus).
Wenn dann entlang der gestrichelten Linie geschnitten wird, ist noch der
orange Teil des Lötzinns vorhanden und sollte die Verbindung herstellen.
Ich werde heute Abend die Durchkontaktierungen entfernen und dann neu
machen. Nur wie?
Ich kann auch nochmal anders fragen:
Was ist die richtige Vorgehensweise, um eine gute Durchkontaktierung mit
Draht herzustellen?
Schönen Dank.
Sören schrieb:> Was ist die richtige Vorgehensweise, um eine gute Durchkontaktierung mit> Draht herzustellen?
Düneren Draht nehmen, durchstecken, umbiegen und auf der Leiterbahn
verlöten. Durch den dünnen Draht schmilzt dann nicht die Lötstelle auf
der anderen LP-Seite "so halb" auf und hat keinen thermischen und
mechanischen Stress.
Ich vermute du benutzt mit Flussmittel gefülltes Lot? Ich habe schon oft
erlebt, dass einfach durch die Art, wie man den Lötkolben hält und das
Lot zuführt an manche Stellen schlichtweg kein Flussmittel ran kommt.
Das ist aber nötig um die Oxidschicht auf der Oberfläche aufzulösen.
Da bekommst du dann eine kalte Lötstellen - auch wenn's heiß genug war.
Probier mal das Lot nicht an der Spitze zuzuführen sondern am zu
lötenden Bauteil - in dem Fall dem Draht.
Alternativ vorher Flussmittel draufpinseln oder - so mache ich es oft -
den Draht ein Stück weit vor zu verzinnen.
Wenn Du verzinnten statt versilberten Draht verwenden würdest, würde die
Zinnbenetzung des Drahtes vermutlich etwas weiter an die Platine
heranreichen.
Sören schrieb:> Der Draht hat zum umgebenden Zinn keine Verbindung, was an einem dunklen> Ring um den Draht zu erkennen ist. Folglich ist die Durchkontaktierung> keine solche.
Passiert das auf beiden Seiten der Durchkontaktierung oder nur auf
einer? Falls nur auf der Seite, die du zuletzt gelötet hast, greift auch
hier die Erklärung mit der eingeschlossenen Luft:
Da die Bohrung nach der ersten Lötung einseitig abgedichtet ist, drückt
die sich ausdehnende Luft bei der zweiten Lötung das Lötzinn nach oben.
Dadurch hat die zweite Lötstelle nicht die Form eines massiven Kegels,
sondern die eines Hohlkegels. Wenn du diesen dann von oben her kappst,
kommt der Hohlraum zum Vorschein.
Edit: Hier ist noch ein Bildchen dazu. Die untere Lötstelle ist die, die
zuerst gelötet wurde. Hier schmiegt sich das Zinn über die gesamte Höhe
an den Draht an. Bei der oberen Lötstelle wird des Zinn durch die sich
ausdehnende Luft teilweise weggedrückt.
Edit 2: Evtl. hilft es, wenn du das Lötzinn so aufträgst, dass nicht
sofort das ganze Lötauge benetzt wird, sondern bis kurz vor dem
Wegnehmen der Lötspitze ein kleines Loch bleibt, durch das die Luft
entweichen kann. Erst ganz zum Schluss, wenn das Lötauge, der Draht und
damit auch die Luft in der Bohrung ihre Maximaltemperatur erreicht
haben, wird dieses Loch durch eine leichte Bewegung mit der Lötspitze
verschlossen. Da sich dann die Luft nicht mehr weiter ausdehnt, sollte
die Lötstelle anschließend von gewohnter Qualität sein.
Diese Methode ist vermutlich dann am leichtesten umsetzbar, wenn das
Lötzinn und das Flussmittel nicht zu gut sind. Dann muss man die
Lötspitze sowieso einmal auf dem Lötauge im Kreis drehen, um eine
geschlossene Lötstelle zu erhalten.
Wenn das alles nicht zum Ziel führt, kannst du beim Abzwicken des Drahts
aber auch einfach etwas mehr Lötzinn stehen lassen. Ich zwicke generell
immer nur so viel ab, dass die Lötung selber davon weitgehend unberührt
bleibt. Dadurch werden auch schädliche Scherkräfte zwischen Draht und
Lötzinn vermieden.
Lothar M. schrieb:> Das ist schlecht, denn wenn z.B. nur 1mm verbleibt, dann ist da nicht> viel Fläche, die tatsächlich kontaktiert ist...
Ich fräse die auch oft genug auf ein paar Zehntelmillimeter 'runter.
Dann passt solch eine Eigenbau-Durchkontaktierung problemlos noch
unter ein TQFP drunter.
Anbei mal ein Foto, leider nur mit'm alten Billig-Knips, mit der
Spiegelreflex kann ich nicht durchs Mikroskop fotografieren.
Das Loch so bohren, dass der Draht so eben nicht durch passt (ist
meistens schon so bei 0,8er Silberdraht und 0,8er Bohrung), danach den
Draht so dünn ziehen, dass er mit "etwas Kraft" eingeschoben werden
kann. So ist da dann auch nicht mehr so viel Luft und er fällt beim
Löten nicht auf der anderen Seite raus ;)
Jörg W. schrieb:> Ich fräse die auch oft genug auf ein paar Zehntelmillimeter 'runter.
Probier´ mal solch einen Billigst-Seitenschneider ohne Facette. Der
schneidet ähnlich plan wie im Bild zu sehen. Geht viel schneller, aber
man muss natürlich genau schauen, in welcher Höhe man ansetzt. Sonst
bleibt schnell gar nichts mehr übrig...
Uwe S. schrieb:> Geht viel schneller, aber man muss natürlich genau schauen, in welcher> Höhe man ansetzt.
Da ist mir die Fräserei sicherer. Außerdem muss ich dann nicht noch
extra einen Billig-Seitenschneider kaufen. ;-) Bin ja froh, zwei,
drei ordentliche zu haben.
Ich bin vom Verlöten der Drähte auf beiden Seiten abgekommen: Wenn man
irgendwo in der Nähe was anderes lötet besteht immer die Gefahr daß die
Durchkontaktierung unbemerkt aufschmilzt.
Die hier vorgestellte Methode mit Nieten des Drahtes mag zwar nen Tick
aufwendiger sein, man spart sich aber hinterher viel Ärger bei der
Fehlersuche:
Beitrag "[S] Kupferdraht 0,28mm und 0,3mm; kleine Menge"
Und flach genug um Dukos unter ICs zu platzieren ist das auch.
Erst mal vielen Dank für alle Tips.
Jetzt habe ich die alten Durchkontaktierungen entfernt und neu gemacht.
Die Bohrungen haben 0,6 mm, der Silberdraht auch.
Diesmal habe ich versucht, Lötzinn direkt an den Draht zu geben, damit
das Flussmittel auch dort ankommt.
Außerdem wurde der Draht nicht so kurz abgeschnitten. Er steht jetzt 1,5
- 2,0 mm über und nicht wie zuvor ~ 0,5 mm.
Ergebnis:
Alle Durchkontaktierungen haben eine gute Verbindung.
Was mir daran nicht gefällt:
Zuvor waren die Durchkontaktierungen nur noch kleine Erhebungen, jetzt
steht richtig was über.
Warum Seitenschneider ohne Facette? Meines Wissens verhindert die, dass
an der Schnittfläche unerwünschte Kräfte auftreten und so eine kalte
Lötstelle entsteht (siehe auch Wikipedia-Artikel "Wate").
Was ich immer noch nicht verstehe:
Wo liegt das Problem beim kurzen Abschneiden bzw. wie unterscheidet sich
das vom Abfräsen? Das Foto oben sieht ähnlich aus, wie meine kurz
abgeschnittenen und fehlerhaften Durchkontatkierungen, wenn auch nicht
so deutlich: In der Mitte der Lötstelle sind irgendwelche
Ungleichmäßigkeiten zu erkennen.
Sören schrieb:> In der Mitte der Lötstelle sind irgendwelche Ungleichmäßigkeiten zu> erkennen.
Der Kupferdraht. :)
Ja, manchmal sind auch kleine Lunker drin. Andererseits sieht man
beim Abfräsen auch sofort, ob die Lötstelle OK ist, und kann sie
ggf. nochmal löten (und neu fräsen).
Normalerweise fräse ich auch nur die Stellen, die dann tatsächlich
unter SMD-ICs liegen sollen. Weiß gar nicht, warum ich hier die
anderen auch abgefräst habe, vielleicht aus Eitelkeit, weil ich
die abgefrästen Durchkontaktierungen schick finde. ;-) Aber so
gab's zumindest überhaupt etwas, was ich mal fotografieren konnte.
Unterschied zwischen Fräsen und Seitenschneider ist, dass beim
Fräsen nur vergleichsweise geringe Kräfte auf die Lötstelle einwirken.
Ich hatte die gleiche Stelle dann nochmal mit der Knipse meines Sohns
fotografiert. Ein bisschen besser ist es geworden, aber leider immer
noch nicht so schön zu erkennen wie „in natura“.
Ich benutze Kupferdraht dafür, der sich gerade so durchs Loch ziehen
läßt und biege einen winzigen 90° Haken, bevor ich durchs Loch stecke.
Dann kommt etwas in Alkohol gelöstes Kolophonium drauf und die Seite mit
dem Haken wird gelötet.
Dann zwicke ich den Draht auf der anderen Seite knapp über der Platine
ab, nochmal etwas Kolophonium drauf und löten.
Das hat bisher immer einwandfrei funktioniert.
Ist es aber nicht so, dass beim Fräsen die ganze Platine vibriert? Ich
nehme mal an, dass das mit einer Proxxon und Stirnfräser gehen würde.
Das "Vernieten" eines Drahts habe ich mir auch schon angesehen, aber
ehrlich gesagt nicht ganz verstanden.
Was ich auch gerne mal probieren würde sind Hohlnieten:
durchstecken
vernieten, z.B. mit Körner
beidseitig verlöten
leider habe ich die nur in Packungsgrößen von 1000 Stück gefunden.
Kennt jemand einen Lieferant, der z.B. 100 Stück anbietet?
Sören schrieb:> Ist es aber nicht so, dass beim Fräsen die ganze Platine vibriert?
Minimal.
> Ich> nehme mal an, dass das mit einer Proxxon und Stirnfräser gehen würde.
Ja.
> Was ich auch gerne mal probieren würde sind Hohlnieten:
Hatte ich mal, haben mir nicht gefallen. Zu groß, sowohl im
Durchmesser als auch in der Dicke.
Jörg W. schrieb:> Anbei mal ein Foto, leider nur mit'm alten Billig-Knips, mit der> Spiegelreflex kann ich nicht durchs Mikroskop fotografieren.
Für solche Fälle habe ich einen Satz Makroringe. Damit gelingen solche
Fotos auch. Nachteilig ist nur dass sie viel Licht benötigen und der
Autofokus nicht mehr funktioniert.
Georg W. schrieb:> Für solche Fälle habe ich einen Satz Makroringe.
Sowas habe ich bislang nur für meine alte (Analog-)Praktika.
Müssten wir uns wohl für die DSLR mal zulegen.
Du musst die Durchkontaktierung beider Seiten, als zwei unabhängige
Sachen betrachten.
Normalerweise, bei "echt" durchkontaktierten Platinen, reicht’s aus, auf
einer Seite zu arbeiten. Der Grund hierfür ist relativ einfach: Die
Durchkontaktierung wirkt auch als relativ guter Wärmeleiter, so dass
"unten" sehr viel von der Hitze des Lötkolbens ankommt. Lötzinn und
Flussmittel krabbeln auf der Durchkontaktierung ebenfalls recht gut
durch die Platine. Der Kapillareffekt hilft ebenfalls noch kräftig.
Bei einfachen Bohrungen sieht das Ganze schon anders aus: Da die
Durchkontaktierung (Metall) fehlt, bewirkt die Platine eine prima
Wärmeisolation zwischen den zwei Seiten. Zwar leitet der Draht die Wärme
auch nach unten, aber ohne den Kapillareffekt zweier ähnlich heißer
Flächen, bleibt das Ganze auf die Seite, auf der Du lötest, beschränkt.
Etwas Flussmittel läuft natürlich auch in den Spalt, aber in diesem
Falle ist das Kontraproduktiv, da es als "flüssiger" Stopfen, auf dem
Weg nach unten, wirkt.
Ich verwende für Durchkontaktierungen die abgeschnittenen
Anschlussdrähte von Bauelementen, meist von Wiederständen. Die Platine
platziere ich über einem Holzbrett, so dass zwischen Platine und Brett 1
bis 1,5 mm frei bleiben. Von oben stecke ich die Drähte in die Löcher,
unten schauen sie jetzt durch den Abstand zum Brett 1 bis 1,5 mm raus,
oben werden sie in der gleichen Länge abgeschnitten. Dann werden sie
oben verlötet. Dann drehe ich die Platine um, platziere sie wieder in
entsprechendem Abstand über dem Brett und verlöte auf der anderen Seite.
Durch das Brett können die Drähte dabei nicht rausfallen, wenn das Zinn
auf der anderen Seite nochmal schmilzt.
In der Lehre hat man uns erzählt durch das Abschneiden der Drähte nach
dem Verlöten entstünden nachträglich kalte Lötstellen. Ob das wahr ist,
weis ich nicht, aber seit dem schneide ich immer erst ab und verlöte
dann. Auch bei Bauelementen. Da die Bauelementeanschlüsse verzinnt sind
und ich auch selbst hergestellte Platinen vorverzinne, benötige ich kaum
zusätzliches Flussmittel. Probleme mit Blasen habe ich deshalb nicht,
die Lötstellen sind schön konkav.
Bernd
Jörg W. schrieb:> Georg W. schrieb:>> Für solche Fälle habe ich einen Satz Makroringe.>> Sowas habe ich bislang nur für meine alte (Analog-)Praktika.>> Müssten wir uns wohl für die DSLR mal zulegen.
Wenn Deine DSLR von einem der bekannteren Hersteller ist, dann gibt es
für wenig Geld Adapter für fast alle alten Objektivmodelle. Da kannst Du
Dein altes Lieblingsmakro samt Zwischenringen dranschrauben.
Der Adapter sorgt für eine Auzugsverlängerung (wie ein Zwischenring),
das Objektiv geht danach nicht mehr bis Unendlich. Dafür reicht es
weiter in den Nahbereich, was Dir in diesem Fall ja entgegenkommt.
soul e. schrieb:> Wenn Deine DSLR von einem der bekannteren Hersteller ist, dann gibt es> für wenig Geld Adapter für fast alle alten Objektivmodelle.
Ist 'ne Sony, die alte Praktika-Technik benutzt M42x1. Ich werd'
mich mal umschauen. Manueller Fokus wäre kein Problem für sowas.
soul e. schrieb:> Der Adapter sorgt für eine Auzugsverlängerung (wie ein Zwischenring),> das Objektiv geht danach nicht mehr bis Unendlich.
Das muss noch nicht mal sein, der Abstand von Bilebene zu
Objektivflansch ist bei den Systemen nämlich auch unterschiedlich.
Ich hab' beispielsweise für eine Dia-Abfotografier-Einrichtung ein altes
55mm Yashica-Makroobjektiv mit Contax-Bajonett über einen Adapter an
meine Canon EOS 400D angeschlossen, und da würde sogar eine
"unendlich"-Einstellung funktionieren. Bei Contax liegt die Bildebene
45,5mm tief und bei Canon EOS 44mm - damit kann der Adaptrerflansch
1,5mm stark sein.
Sören schrieb:> Das "Vernieten" eines Drahts habe ich mir auch schon angesehen, aber> ehrlich gesagt nicht ganz verstanden.
Lies Dir nochmal genau den oben von mir verlinkten Thread durch. Da
wirds ziemlich gut erklärt.
> Was ich auch gerne mal probieren würde sind Hohlnieten:
Die gehen natürlich auch, sind aber riesig:
Die kleinsten haben 0,6mm Innendurchmesser, 0,8mm Bohrdurchmesser. Dazu
dann z.B. 0,25mm Restring gibt 1,3mm für das ganze Via.
Bei dem Drahtnieten wie in dem Link oben haben meine Vias nachher insg.
0,9mm und das bei sogar 0,275mm Restring.
Naja, zwischen einer 0,6er Bohrung für einen Draht und einer 0,8er für
den Niet liegen ja nun keine Welten...
Und bei Segor gibt's auch Nieten mit 0,4 innen und 0,6 außen.
Ich finde die Nieten praktisch, weil sie halt nicht aus dem Loch fallen.
Für sicheren Kontakt löte ich sie aber beidseitig dünn an.
Matthias L. schrieb:> Naja, zwischen einer 0,6er Bohrung für einen Draht und einer 0,8er für> den Niet liegen ja nun keine Welten...
Ich habe hier auch noch HM-Bohrer in 0,3 und 0,4 mm da liegen. ;-)
Jörg W. schrieb:> soul e. schrieb:>> Wenn Deine DSLR von einem der bekannteren Hersteller ist, dann gibt es>> für wenig Geld Adapter für fast alle alten Objektivmodelle.>> Ist 'ne Sony, die alte Praktika-Technik benutzt M42x1. Ich werd'> mich mal umschauen. Manueller Fokus wäre kein Problem für sowas.
Danke für den Tipp, sieht ganz gut aus. Ich hab's mal nicht allzu
sehr verkleinert.
Ich habe früher die Durchkontaktierungen auf selbstgeätzten Platinen mit
CPU-Pins gemacht. Einfach mit Heißluftfön einen alten Socket-A Athlon
erhitzt und die Pins gehen gut ab. Eine CPU -> über 400 Stifte! Die
"flache" seite passt perfekt unter TQFP.
