Forum: Platinen Platine mehrfach löten


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von Traubensaft .. (increasingcurrant)


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Hi,

mich interessiert, welche Argumente euch einfallen, die gegen das 
mehrfache Löten einer Platine sprechen.

Hintergrund ist, dass ich das erste Funktionsmuster einer Schaltung 
aufbauen muss, bei der ich nicht sicher bin ob sie auf Anhieb 
funktionieren wird. Die verbauten Komponenten sind relativ teuer und 
derzeit bei den Distris nicht mehr verfügbar. Ich möchte daher erst 
einzelne Baugruppen in Betrieb nehmen und wenn deren Funktion 
sichergestellt ist, den Rest der Komponenten auflöten.

Auf der Platine befinden sich
- Schaltwandler & Linearregler
- digitale Logik und ein µC
- analoge Messverstärker
- ElKos
- MOSFETs im D²PAK Gehäuse + Gatetreiber
- einige THT Bauteile:
  - Schraubklemmen
  - Drehencoder
  - Taster

Klar, das thermische Budget der Bauteile wird geschmälert... Da es sich 
hierbei jedoch um ein Funktionsmuster handelt ist eine zweitellige 
Lebensdauer (in Stunden) mehr als ausreichend für mich.

Der Prozess wäre:
- Dampfphasenlöten SMD (Spannunsversorgung, µC, Logik, einige ElKos und 
FETs)
- THT Schraubklemmen und Encoder
- Testen
- Dampfphaseenlöten restliche FETs + Treiber

Kann man das so machen?
vielen Dank für euren Input!

von Marc Horby (Gast)


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Traubensaft .. schrieb:
> welche Argumente euch einfallen, die gegen das
> mehrfache Löten einer Platine sprechen.

Ablösung der Leiterbahn! Ist somit ein Totschlagargument und der Thread 
kann geschlossen werden...

von Alex G. (dragongamer)


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Man bewegt sich damit wohl halt aus den Herstellerspezifikationen...
Wenn du damit leben kannst dass in einem von 10 Fällen oder vieleicht 
einem von 100 Fällen, dieser Prototypen, dieses Verfahren die 
Problemursache ist wenn etwas nicht funktioniert, dann spricht 
wahrscheinlich nichts dagegen :)

Marc Horby schrieb:
> Ablösung der Leiterbahn!
Wann/wodurch kommt sowas vor?
Hab mit dem heizfön auf jeden Fall Leiterplatten mehrfach sehr hoch 
erhitzt und das nicht festgestellt.

von Traubensaft .. (increasingcurrant)


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Marc Horby schrieb:
> Ablösung der Leiterbahn!

Kannst du das ausführen?

Alex G. schrieb:
> in einem von 10 Fällen oder vieleicht
> einem von 100 Fällen

Damit kann ich leben. Zum Debuggen ist das Funktionsuster ja da ;)

von Rufus Τ. F. (rufus) (Moderator) Benutzerseite


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Traubensaft .. schrieb:
> Da es sich hierbei jedoch um ein Funktionsmuster handelt ist eine
> zweitellige Lebensdauer (in Stunden) mehr als ausreichend für mich.

Die Fehlersuche in einer Schaltung, die abgesehen von Schaltungsfehlern 
(ist ja ein Prototyp) auch noch zusätzliche konstruktive Fehler durch 
kaputtgelötete Bauteile haben kann, ist sicherlich eine große Freude.

von Traubensaft .. (increasingcurrant)


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Rufus Τ. F. schrieb:
> Fehler durch kaputtgelötete Bauteile

Darum frage ich hier nach Erfahrungswerten, wie kritisch das Vorhaben 
ist.

IMHO ist nicht zu erwarten, dass die Bauteile nach dem zweimaligen 
Druchlaufen eines zulässigen Reflow-Profils (wie gesagt: Dampfphase) 
gänzlich defekt sind. Aber ich lasse mich gerne eines Besseren belehren, 
wenn jemand mal ein paar Infos zu seinen Aussagen hat.

von georg (Gast)


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Zuallererst musst du das Problem lösen, wie sich die bereits verlöteten 
Bauteile beim erneuten Löten verhalten, wenn die sich ablösen, 
verschieben, aufrichten usw. hast du ein ernstes Problem. Ausserdem 
stellt sich danach die Frage neu ob alles korrekt verlötet ist. Man kann 
Probleme vermeiden, wenn man die Bauteile festklebt, aber das ist 
aufwendig und für Testmuster auch unpraktisch, wenn man ein Bauteil 
auswechseln muss.

Traubensaft .. schrieb:
> Die verbauten Komponenten sind relativ teuer und
> derzeit bei den Distris nicht mehr verfügbar

Da würde ich mit dem Testen garnicht mehr anfangen, sondern das Design 
auf den aktuellen Stand bringen.

Georg

von Harald W. (wilhelms)


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Traubensaft .. schrieb:

> - Dampfphasenlöten SMD

Viele SMDs, z.B. Elkos, vertragen nur einmal in ihrem Leben
den Stress durch die hohe Temperatur.

Beitrag #5479718 wurde von einem Moderator gelöscht.
Beitrag #5479725 wurde vom Autor gelöscht.
Beitrag #5479731 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Bürovorsteher (Gast)


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Zweimal durch die VP mit LS230 ist überhaupt kein Problem.
Wenn auf einer Lp Rework veranstaltet wird, musst du sogar dreimal 
durch.
Ich sehe den Knackpunkt eher darin, dass du kein zweites Mal drucken 
kannst und das Flussmittel der bisher nicht benutzten Pads bereits 
verdampft ist. Aber vllt bringst du die Paste für den zweiten Durchgang 
ja mit dem Dispenser auf, dann geht es natürlich.

Die Bedenken kommen hier eher von Leuten, die noch nie VP gelötet haben.
Ich bitte um diesbezügliche Hassbekundungen.

von Bürovorsteher (Gast)


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Die Schraubklemmen werden es aller Voraussicht nach nicht überleben, 
also vor dem zweiten Löten entfernen und danach neue drauf.

von Traubensaft .. (increasingcurrant)


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georg schrieb:
> wenn die sich ablösen, verschieben, aufrichten usw.

Zum Verständnis: Dampfphasenlöten hat nichts mit Lot verdampfen zu. Und 
solange ausreichend Lot auf dem Pad bleibt, wie sollen sich da die 
Bauteile ablösen/verschieben/aufstellen?

georg schrieb:
> Da würde ich mit dem Testen garnicht mehr anfangen, sondern das Design
> auf den aktuellen Stand bringen.

Warst du in den letzten zwei Monaten mal bei Farnell/Mouser/Digikey? Die 
Schaltung soll so nie gefertigt werden. Im späteren Design kommen andere 
Halbleiter zum Einsatz.

Harald W. schrieb:
> Viele SMDs, z.B. Elkos, vertragen nur einmal in ihrem Leben
> den Stress durch die hohe Temperatur.

Das wollte ich hören. Trifft die Aussage auf die meisten Standardtypen 
zu? Im Datenblatt finde ich nur Angaben zur Lebensdauer bei 
Betriebstemperatur X... Wie schlimm ist das?

Bürovorsteher schrieb:
> Ich sehe den Knackpunkt eher darin, dass du kein zweites Mal drucken
> kannst und das Flussmittel der bisher nicht benutzten Pads bereits
> verdampft ist.

Ich hbe kein Stencil für die Platine. Das wird so oder so schrecklich 
viel Arbeit.

Bürovorsteher schrieb:
> Die Schraubklemmen werden es aller Voraussicht nach nicht überleben

Schade, aber danke für die Warnung. Vielleicht teste ich es dann auch 
ohne irgendwie.

von Bürovorsteher (Gast)


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> wie sollen sich da die Bauteile ablösen/verschieben/aufstellen?

Wenn es beim ersten Mal ordentlich gelötet war, bleibt 
selbstverständlich alles an Ort und Stelle.

> Trifft die Aussage auf die meisten Standardtypen zu?

Bisher haben bei mir alle SMD-Teile eine zweite Lötung problemlos 
überlebt.
Al-Elkos würde ich danach nicht mehr über den Weg trauen. Dazu kann ich 
nichts sagen, da ich seit 15 Jahren keine mehr verbaue. Tantal ist 
problemlos. Ausprobieren.

Ja, und die Plastikdrehgeber werden nach dem zweiten Löten auch nicht 
mehr gut aussehen.
Wenn irgendwelche THT-Teile für VP-Verarbeitung spezifiziert sind, dann 
steht das explizit im Datenblatt.

> Schade, aber danke für die Warnung.

Du kannst das Teil beim Löten ja lose mit dazulegen (auf einer anderen 
Lp)  und dir danach ansehen. Danach bist du schlauer.

von Nikolaus S. (Firma: Golden Delicious Computers) (hns)


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Dampfphase ist sehr schonend. Da kann man durchaus alles 3-4 mal 
aufschmelzen. Das Problem sind die THT-Teile (Stecker, Klemmen, Potis) 
die keine 240° aushalten. Da kommen schwarze Häufchen geschmolzenes 
Plastik aus der Dampfphase...

von 6a66 (Gast)


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Marc Horby schrieb:
> Ablösung der Leiterbahn!

Humbug. In der normalen SMD-Linie laufen die PCBs auch zweimal durch. 
Solange das nicht gegrillt wird löst da nix ab.
Aber:

Harald W. schrieb:
> Viele SMDs, z.B. Elkos, vertragen nur einmal in ihrem Leben
> den Stress durch die hohe Temperatur.

Jawohl, aber das heißt dann nur die Elko-Seite als Nr. zwei zu machen. 
Für einen Demonstrator evtl. entbehrlich.

Bürovorsteher schrieb:
> Al-Elkos würde ich danach nicht mehr über den Weg trauen. Dazu kann ich
> nichts sagen, da ich seit 15 Jahren keine mehr verbaue.

Datenblatt konsultieren. Speziell Leading-Edge Typen (kleine 
Durchmesser, niedrige Bauhöhen) lassen nur einen Durchgang oder 
reduzierte Temperatur zu, die Normaltypen wenn sie nicht auf dem 
Hinterhof gebaut werden sicher mehr

Für die Platine solltes Du ohnehin die Begutachtung durch die Fertigung 
einholen denn THT nach SMD muss ja irgendwie über Selektiv oder Welle 
oder Manuell gemacht werden. Da muss es ja schon ein Konzept geben. Wenn 
das nur ein Demonstrator wird denn eben SMD, THT manuell und danach 
nochmal SMD.

rgds

von Alex W. (Gast)


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Also pauschal kann man so keine Angaben machen!

Zu erst kommt natürlich der LP-Hersteller. Wenn dieser angibt dass man 
bei Lötprofil X nur maximal Y Durchgänge löten darf, so ist das schon 
mal die obere Grenze.

Dann kommen die Bauteile. Einige sind kritisch, andere weniger. HP-LEDs 
z.B. sind sehr empfindlich was zu lange oder zu hohe Temperatur angeht. 
Einige LEDs wie die die Cree dürfen z.B. gar nicht mit bestimmten Galden 
gelötet werden. Die Linse trübt sonst ein. Da ist also schon das erste 
Löten zu viel.

Es spielt keine Rolle ob es sich um einen Opamp oder uC handelt. Der 
Hersteller gibt an wie lange gelötet werden darf. Dadurch veringert sich 
die maximale Lötzeit und Lötungen, sollten die unter den der 
LP-Hersteller liegen. Wichtiger ist eher wie lange die LP herumlag bevor 
diese nachgelötet wird.

Auch alte Bauteile ohne Feuchtigkeitsreduktion und Indikator sind 
gefährdet. Wassereinlagerung können beim Löten zum Popcorn-Effekt führen 
und somit auch die Leiterbahn beschädigen.

Wir haten einen LP-Hersteller bei dem nach dem Wellenlöten man 
keinesfalls nachlöten durfte, weil sich sonst die Leiterbahnen ablösten. 
Grausam. Reparatur bzw Nacharbeit war mit Lötkolben so kaum möglich.

von georg (Gast)


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Alex W. schrieb:
> Wir haten einen LP-Hersteller bei dem nach dem Wellenlöten man
> keinesfalls nachlöten durfte, weil sich sonst die Leiterbahnen ablösten.

Ich frage mich wie man sowas überhaupt hinkriegt: der Hersteller bezieht 
ja üblicherweise bereits mit Cu von z.B. 17 µ beschichtetes 
Basismaterial, die Ablösefestigkeit liegt also garnicht in seiner Hand, 
sondern beim Hersteller des Basismaterials. Da muss man schon nach 
Material von unterirdischer Qualität suchen um solche Ergebnisse zu 
erzielen.

Egal wie, es gibt ja eine einfache Lösung.

Georg

von Michael K. (Gast)


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Traubensaft .. schrieb:
> mich interessiert, welche Argumente euch einfallen, die gegen das
> mehrfache Löten einer Platine sprechen.

Die Frage ist m.E. obsolet.
Aus purer Freude macht das niemand.
Wenn man die PCB das 10te mal löten muss, dann lötet man die das 10te 
mal.
Was wäre denn die Alternative?

Lösen sich Leiterbahnen ab, flicken und den Hersteller wechseln.
Delaminierung ist mir in den letzten Jahren nur bei einem großen 
deutschen Hersteller mehrfach aufgefallen.

Kaputtgelötete Bauteile kommen mir sehr selten unter, trotz teilweise 
gruseliger Lötorgien auf den Prototypen.

Es gibt auch keinen Grund die ganze PCB wieder und wieder in den Ofen zu 
legen. Mit Heißluft SMD Rework Station und Lötkolben bekomme ich alles 
runter und wieder drauf.

von Löten (Gast)


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Michael K. schrieb:
> Es gibt auch keinen Grund die ganze PCB wieder und wieder in den Ofen zu
> legen. Mit Heißluft SMD Rework Station und Lötkolben bekomme ich alles
> runter und wieder drauf.

Ich würde mich anschließen bzw. etwas anders vorgehen. Mein Ansatz wäre 
zu überlegen, welche Schnittstellen zwischen den einzelnen Baugruppen 
bestehen und wie man durch Weglassen "einzelner" Bauteile möglichst 
einfach diese Schnittstellen deaktiviert. Vorzugsweise dafür Bauelemente 
nehmen, die einfach zu löten und entlöten sind (z.B. TO220, SMD 
Widerstände etc.). Ansonsten würde ich die schwierig zu lötenden 
Bauelemente alle bestücken lassen (BGA,TQFP,OFN,D2PAK...).

Gruß Löten

von Marek N. (bruderm)


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So mache ich das auch meistens: Platine komplett bestücken lassen und 
die relevanten Funktionsgruppen durch Entfernen von 0 Ohm-Widerständen 
in der Versorgung deaktiviern. Ein- und Ausgänge sind meistens eh durch 
irgendwelche Schutzimpedanzen entkoppelt.

von Löterich (Gast)


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Traubensaft .. schrieb:

> Der Prozess wäre:
> - Dampfphasenlöten SMD (Spannunsversorgung, µC, Logik, einige ElKos und
> FETs)
> - THT Schraubklemmen und Encoder
> - Testen
> - Dampfphaseenlöten restliche FETs + Treiber


vor der zweiten Danpfphase muss das Board für ein paar stunden bei 90° 
ausbacken, da sonst die aufgenommene Feuchtigkeit per Siedeverzug für 
Beschädigung sorgen kann. Delaminierung ist bei Mehrlagenplatinen auch 
noch ein Problem, aber in der regel garantiert der PCB-Hersteller 5 
Zyklen.

Da nn wäre noch zu checken ob der Encoder und die Plastik der 
Schraubklemmen die Dampfphase abkann. Eventuell müssen die deshalb 
wieder ab.

von Traubensaft .. (increasingcurrant)


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Löterich schrieb:
> bei 90° ausbacken

Guter Tipp! Zieht die Platine/die Bauteile nach dem ersten Löten mehr 
Feuchtigkeit als sie schon so bei Raumtemperatur hatten?

von Bürovorsteher (Gast)


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> vor der zweiten Danpfphase muss das Board für ein paar stunden bei 90°
> ausbacken

Man kann es auch übertreiben.

von Theor (Gast)


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Ich werfe da mal ein Relevanzargument in den Raum: Einen Prototypen mit 
den genannten Teilstrukturen würde ich in Schritten aufbauen.
Funktionieren die Teilstrukturen überhaupt? Liegt das am Layout, den 
Bauteilen oder der Dimensionierung?
Da sie aber voneinander abhängen, ginge ich schrittweise, entlang der 
Abhängigkeitskette vor. Nie aber - vor allem aktive Bauelemente - der 
Stromversorgung, der Logik etc. auf einen Schlag.
Wenn in diesem Fall etwas nicht funktioniert, fängt man an in einem 
großen (oder jedenfalls vergleichsweise grösseren) Möglichkeitsbereich 
zu suchen, woran es liegt und hat evtl. auch den Fall, dass zirkulare 
Abhängigkeiten vorhanden sind - und zwar Unbeabsichtigte und 
Beabsichtigte, die aber nicht wie gewollt funktionieren.

Daraus folgt aber, dass die Bauteile in mehreren Schritten aufgelötet 
werden. Zwar schliesst das ein maschinelles Löten nicht aus, aber ich 
halte es für wenig praktikabel, jeden zweiten Tag mit einer Handvoll 
Bauteile in der Fertigung aufzutauchen, weil man sich das Handlöten 
ersparen will. (Mal BGA und sowas aussen vor gelassen). Die thermische 
Belastung wird dann aber ein sehr relevanter Punkt.
Man muss ja ohnehin dauern irgendwo löten, aufkratzen, Fädeldraht 
verlegen, Layout ändern, etc. Warum den Prototypen also nicht am Platz 
aufbauen?

Kurz: Für mich würde sich die Frage gar nicht stellen.

von Löterich (Gast)


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Bürovorsteher schrieb:
>> vor der zweiten Danpfphase muss das Board für ein paar stunden bei 90°
>> ausbacken
>
> Man kann es auch übertreiben.

Ja, da aber der TO nicht konkret wurde wie lange sein Testen dauert und 
aus eigenen Erfahrungen gerade bei Erstinbetriebnahme eines Designs es 
schon mal ein paar Tage dauern kann, bis das board los powered und nicht 
bekannt ist in welchen Küstennahen Feuchtkeller das Labor eingepfercht 
wurde, hab ich ihn mal das ausbacken empfohlen.

Es gibt zwar Angaben wieviel Stunden/Tage man zwischen zwei Dampfphasen 
man ohne ausbacken auskommt, aber die hab ich grad nicht parat.

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