Hallo, ich habe mal eine Frage bezueglich Lötstellen. Wir haben ein Aluminimum PCB und darauf befinden sich 2 SMT Widerstaende (0805) die immer wieder Probleme machen wenn sie einen Temperature Shock Test durchlaufen. Der Test umfasst 3000 Zyklen mit -30°C fuer 30 min und dann 80°C fuer 30 min und andere Bauteile machen keine Probleme bzw wird das gerade getestet. Hat jemand vielleicht eine Idee was man machen koennte um herrauszufinden was da los ist? LG
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Farin U. schrieb: > Hat jemand vielleicht eine Idee was man machen koennte um > herrauszufinden was da los ist? Angucken?
Wo sitzen die. Eventuell liegts ja nicht nur in der unterschiedlichen Ausdehnung, sonder an einer Verformung des PCBs.
vielleicht bringt es etwas die Pads großer zu machen so das da mehr Lötzinn draufkommt.
Danke ersteinmal... Die Platine ist recht lang (Laenge 50cm x Hoehe 10cm). Die Widerstaende sitzen laengest in the Mitte der Platine und vielleicht 1.5 cm vom unteren Rand. Andere Widerstaende sitzen jedoch auch dort. Anschauen ist gut aber bei 3000 Zyklen sind das ungefaehr 125 Tage. Vielleich kann ich ein Foto bekommen. LG
Farin U. schrieb: > Vielleich kann ich ein Foto bekommen. Bist wohl nicht wirklich involviert?! :) KA, ob ich wirklich von hier was beitragen kann, aber ich bin dabei! :)))
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Stimmt... user Supplier sitzt in China.
Leider is das mit zwei Detail Aufnahmen nich getan. Ja das is gebrochen... Mehr lässt sich dazu auch nicht sagen. :/ Wenn ich nicht mehr Probleme dahinter vermuten würde, würde ich sagen, dreht die Dinger um 90°. Abgesehen davon, das ich keine Ahnung davon habe WIE dieser "Temperature Shock" im Detail aussieht?
Farin U. schrieb: > Anschauen ist gut aber bei 3000 Zyklen sind das ungefaehr 125 Tage. Das bricht ja wohl kaum genau beim 3000sten Zyklus. Mal nach dem zweiten gemessen? Und nach dem 10ten?
Doch ... die Brueche entstehen so ziehmlich am Ende... um die 2500 Zyklen... leider.
> Der Test umfasst 3000 Zyklen mit -30°C fuer 30 min Was ist den dann fuer eine Anwendung? 3000Zyklen erscheinen mir ziemlich heftig zu sein. > Abgesehen davon, das ich keine Ahnung davon habe WIE dieser "Temperature > Shock" im Detail aussieht? Man hat da ueblicherweise einen Klimaschrank mit einem heissen Kammer und einer kalten Kammer und faehrt den Pruefling von der einen Kammer in die andere sobald er die jeweilige Umgebungstemperatur angenommen hat. Die Idee dahinter ist das man sehr extreme Temperaturgradienten erzeugt und so in Tagen das abbilden kann was in in der freien Natur in Jahren passiert. Das ist ein ueblicher Test in der industriellen Messtechnik. > Das bricht ja wohl kaum genau beim 3000sten Zyklus. > Mal nach dem zweiten gemessen? Und nach dem 10ten? Es ist ueblich das die Geraete bei soetwas laufen und man schreibt natuerlich dauernd die Daten mit. Das ist einer der Gruende warum z.B Multimeter schon immer einen HPIB Anschluss haben. .-) > Doch ... die Brueche entstehen so ziehmlich am Ende... um die 2500 > Zyklen... leider. Wieso leider? Das heißt doch das du nur noch wenig verbessern musst um den Test zu bestehen. Olaf
Punkt1 ist, dass ihr euren Lötprozess, das Padlayout und die Widerstände mal genauer anseht. Macht ihr alles richtig? Wirklichwirklichecht? Weil nur weil alle behaupten, es wäre alles gut, muss das nicht so sein. Also: Lass dir die Daten geben und prüf sie selber. Ich spreche aus Erfahrung ;-) Dann wälzt du Google zu dem Thema. Vielleicht kommt was hoch. Kannst ruhig mal 2h investieren. Klapper die Hersteller ab und sichte Appnotes. Wenn das so trotzalledem nichts wird: Hersteller anschreiben. Im Normalfall über den Distrie, wo die Widerstände beschafft werden. Du verfasst ein Dokument, indem beschrieben ist, wie das Padlayout aussieht, bei welchem Test GENAU die Widerstände brechen, wie der Lötprozess aussieht und so weiter. Das ganze in Englisch Natürlich. Das verpackst du als pdf in eine freundlich formulierte Anfrage an den Distributor. Kennst du den nicht, geht die Anfrage an euren Fertiger, mit der Bitte, den Lieferanten zu kontaktieren. Wenn das eine Serie ist bekommt man in der Regel ziemlich guten Support. Und ja, das ist wirklich so. Ich darf das auch hin und wieder machen. Eines muss ich dazu klipp und klar sagen: Wenn ihr den Hersteller nicht kennt, weil euer Chinese irgendeinen Müll verbaut, aber trotzdem deratige Qualität verlangt: Das wird nichts. Irgenwo muss die Kohle eingespart werden. Im Normalfall ist es hier. China muss aber nichts heißen. Ein guter Chinese verbaut dir auch gute Teile, und wird sich auch um Support kümmern.
soso... schrieb: >Eines muss ich dazu klipp und klar sagen: >Wenn ihr den Hersteller nicht kennt, weil euer Chinese irgendeinen Müll >verbaut, aber trotzdem deratige Qualität verlangt: Das wird nichts. >Irgenwo muss die Kohle eingespart werden. Im Normalfall ist es hier. > Ich versteh deinen Zusammenhang zwischen Bauteilqualität und brechender Lötstelle nicht. Könnt ihr die 0805 gegen 0603 tauschen? Kleinere Bauform --> geringere Längenausdehnung --> geringere Belastung der Lötstelle.
Flächige verlötungen sind schon mal Murks hoch 3! Nimm bleihaltiges Lot! Nimm tht
Der Superlöter schrieb: > Flächige verlötungen sind schon mal Murks hoch 3! [Citation needed] > Nimm bleihaltiges Lot! Schwierig, wenn man sein Produkt auf dem europäischen Markt vertreiben will, der so Sachen wie RoHS vorschreibt. > Nimm tht Bei Aluminium-Platinen möchte man das vermutlich vermeiden, denn Aluminium nimmt man nicht aus Masochismus, sondern weil man Wärme von z.B. LEDs in Outdoorbeleuchtungen ableiten will. Und da sollte die Rückseite glatt sein, um sie ins Gehäuse mit einer guten Wärmekopplung kleben zu können.
Oder die Bauteile dort anbringen wo die Verspannungen geringer sind. Also vermesse das Board auf Verspannungen!
??? ?. schrieb: > Ich versteh deinen Zusammenhang zwischen Bauteilqualität und brechender > Lötstelle nicht. Mein Beitrag bezog sich komplett auf Support, und den wirst du vom Billighersteller einfach nicht bekommen. Aber: Und ich traue mir die Aussage sowieso nicht zu, dass das nichts mit dem Bauteil zu tun haben kann. Du offensichtlich schon, wie kommst du zu dieser Aussage? > Könnt ihr die 0805 gegen 0603 tauschen? Kleinere Bauform --> geringere > Längenausdehnung --> geringere Belastung der Lötstelle. Das mit der kleineren Bauform ist sicher eine Möglichkeit. Aber ohne die Ursache zu kennen herumzubasteln ist die letzte Möglichkeit... In dem Fall könnte man die Widerstände einfach um 90° drehen, was ohnehin aber schon vorgeschlagen wude.
Wir hatten diese Probleme mal bei einem Kondensator. Das Ergebnis war die Befestigung eines Steckers in etwa 2 cm Entfernung. Die unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Stecker und FR4 haben zu einer minimalen Verwölbung der LP gesorgt. Das hat irgendwann dazu geführt, dass der Kondensator, der in Verwölbungsrichtung lag, das irgendwann nicht mehr mitgemacht hat.
Farin U. schrieb: > Anschauen ist gut aber bei 3000 Zyklen sind das ungefaehr 125 Tage. > > Vielleich kann ich ein Foto bekommen. Angucken meint hier: Fotos, plus Erklärung. - ungetestet - Übersicht (ganze Platine) - Markierung wo es jemals auftrat (z.b. nur längs/quer zur Platine oder Lötwelle) - einen abgebrochenen Widerstand hochbiegen und Bruch zeugen Und dann kannst Du ja probieren: - kleinere/gr8ßere aufs selbe Pad - Entlastungsbohrungen -
soso... schrieb: > ??? ?. schrieb: >> Ich versteh deinen Zusammenhang zwischen Bauteilqualität und brechender >> Lötstelle nicht. > > Mein Beitrag bezog sich komplett auf Support, und den wirst du vom > Billighersteller einfach nicht bekommen. > > Aber: > Und ich traue mir die Aussage sowieso nicht zu, dass das nichts mit dem > Bauteil zu tun haben kann. Du offensichtlich schon, wie kommst du zu > dieser Aussage? Ganz ausschließen kann ich ein Bauteilproblem natürlich nicht, da gebe ich dir Recht. Allerdings sieht es auf dem Bild für mich so aus, als breche wirklich nur die Lötstelle und nicht etwa die Kontaktflächen am Widerstand selbst.
Die Platine ist recht lang (Laenge 50cm x Hoehe 10cm). Teo D. schrieb: > dreht die Dinger um 90°. Das wäre auch meine schnellste Variante. Vermutlich zeigen die Bauteile in Längsrichtung und werden irgendwann GEBOGEN weil etwas festgeschraubt wurde? Interessant wäre noch, ob sie evtl. durch Eigenerwärmung abreißen, dann würde ich die Werte aufteilen und parallel schalten wegen der Ausfallsicherheit.
Tim schrieb: > Wir hatten diese Probleme mal bei einem Kondensator. Das Ergebnis > war > die Befestigung eines Steckers in etwa 2 cm Entfernung. Die > unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten von Stecker und FR4 haben zu > einer minimalen Verwölbung der LP gesorgt. Das hat irgendwann dazu > geführt, dass der Kondensator, der in Verwölbungsrichtung lag, das > irgendwann nicht mehr mitgemacht hat. Bei Kerkos ist das Problem eigentlich gut dokumentiert. Bei Widerständen hatten wir das aber auch schon. Das waren 2512er-Widerstände neben einem Schraubloch, eigentlich klar, dass das schiefgehen muss. Die sind manchmal einfach gebrochen. Sowas findet man natürlich immer erst in der Serie. Bei Kerkos 2512er hatte ich das schon mitten auf der Platine. 2kV-Typen, in einem DC-Zwischenkreis mit 500V und vielen fetten Elkos. Da halfen Flexterm-Typen. Das gibts übrigens auch für Widerstände: http://www.vishaypg.com/docs/63257/flex.pdf Schaut aber zu teuer aus. Für normale Widerstände wüsste ich nichts, aber man kann ja mal schauen. Ob das das Problem löst, zweifle ich aber an. Ich würde eher in Richtung Padlayout, Lötprozess, Zinn und dergleichen schauen. Da wäre ein Hersteller eben gut, die kenne solche Dinge meist schon, und können weiterhelfen.
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Hi Farin, dein delta T sind 110K, Länge 500 mm. Nach meinem Tabellenbuch komme ich damit auf 110K x 500 mmm x 0,0000238 /K = 1,3 mm. Wenn die PCB nur außen eingespannt ist (wovon ich aber mal nicht ausgehe, nur als Beispiel), dann eulert die so 3,5 mm. Eventuell reicht es die Fixpunkte flexibel zu machen, z.B. Einspannpunkt in irgendeiner Federform freifräsen. Um 90° drehen würde ich auf jeden Fall machen. Man kann auch darüber nachdenken den gesamten Bereich um die Widerstände freizufräsen und nur über Stege parallel zur kurzen Seite der PCB dranzuhängen.
Olaf schrieb: > Man hat da ueblicherweise einen Klimaschrank mit einem heissen Kammer > und einer kalten Kammer und faehrt den Pruefling von der einen Kammer in > die andere Diesen Luxus hatte ich nie. Da hatte es halt nur eine Kammer, die das geforderte Profil durchlief. Daher ja die Frage, was man hier unter Schock genau zu verstehen hat. Es macht halt einen gewaltigen Unterschied, ob sich das PCB relativ gleichmäßig erwärmen kann oder wirklich geschockt wird. Daher wird es auch nicht leicht, das aus weiter ferne zu beurteilen....
Klar ist Folgendes: Das Temperaturdelta ist krass und das Lötzinn / die Lötstellen hat/haben eine andere Ausdehnung als das Kupfer bzw. die Leiterplatte. Es kann bei Leiterplatten die stark unterschiedliche Anteile von Kupfer auf den verschiedenen Layern haben, also z.B. auf TOP nur ein paar Lötpads und Leiterbahnen (z.B. 5% der Fläche mit Kupfer bedeckt) aber auf Bottom bzw. einer entfernten Lage eine durchgängige Massefläche (= z.B. 95% Kupfer) bei ausreichend starken Temperaturänderungen einen sog. Bimetalleffekt geben. Die beiden Seiten der LP dehnen sich unterschiedlich stark aus so dass sich die LP wölbt. Das passiert durchaus auch im Lötofen. Daher wollen Hersteller auch manchmal, dass "leere" Layer mit "potentiallosem" Kupfer ausgefüllt werden oder aber die Massefläche aufrastern / meshen. Heißt ja nicht, dass man das dann deshalb zwangsläufig so macht... Es ist bekannt, dass große Bauformen diese starken Temperaturänderungen schlechter wegstecken. R0805 hätte ich da zwar noch nicht vermutet, aber bei dem Delta... Weniger ist daher mehr und wurde auch schon erwähnt: Wenn möglich Bauform verkleinern oder 90° zur Hauptausdehnungs-/ Biegerichtung platzieren. Wenn beides nicht möglich ist, würde ich prüfen, ob sich der Footprint bzw. die Lötpads der betroffenen Bauteile gezielt verkleinern lassen würden. Wir haben für unsere Fertigung sehr viele Footprints individuell angepasst.
Wir haben auch sehr viele Aluleiterplatten im Portfolio unserer Firma. Wir lassen das mit spez. dafür geeignetem Lötzinn löten. Genau Bezeichnung müßte ich erst recherchieren. Dieses Zinn ist für diese Art Anwendung ausgelegt, natürlich mit dem Nachteil daß es teurer ist. Das sollte dir dein Fertiger auch anbieten können.
> Diesen Luxus hatte ich nie. Ist ja auch teuer. Ich glaub so um die 50kEuro. > Da hatte es halt nur eine Kammer, die das > geforderte Profil durchlief. Das ist ein ganz anderer Test. Der hohe Temperaturgradient ist hier die Belastung. Wenn er jetzt 2500Zyklen kann dann wird er bei mit einem langsameren Gradienten vermutlich auch 3000 koennen. BTW: Ich schaetze mal ein typisches Konsumerprodukt vom Aldigrabbeltisch wird 10x schaffen. So gesehen finde ich 2500 schon ganz gut. Olaf
Danke fuer die vielen Antworten. Werde einige der Informationen und Vorschlaege zu unserem Supplier senden. Werde mich da aber auch ein wenig mehr einlesen. Viele Gruesse und nachmals Danke
Ich denke sowas kann auch bei normalen Cu-PCBs im HALT Test auftreten. Vielleicht ist das auch ne gute Richtung um weiter zu suchen..
Farin U. schrieb: > Ach ja, die Wiederstaende sind nicht in Laengstrichtung geloetet... Es gibt ja auch kein Foto oder Zeichnung der Platine, geschweige der Befestigung.
OK... hier sind zwei Bildchen... PCB_1 zeigt einen Ausschnitt des PCB, PCB_2 das gesamt PCB. Die Platine ist einseitig und aus Aluminium. LG
Farin U. schrieb: > OK... hier sind zwei Bildchen... Was mir sofort negativ auffällt: Die Problembauteile (und andere) wurden mindestens einseitig einfach in Flächen gelegt anstatt mit Leiterbahnen bzw. mit Thermals (Wärmefallen) angeschlossen. Das wird leider oft so gemacht, ist aber häufig aus mehreren Gründen unschön bis falsch: 1. Bei SMD-Rs und SMD-Cs ist die Lötstopplackaussparung (Resist) i.d.R. in den Boarddaten 1:1 mit dem Kupferpad. Damit aber der Lack nicht das Kupferpad durch den Prozessversatz beim Fertigen teilweise bedeckt, weitet der Hersteller den Resist auf um seinen Versatz auszugleichen. Liegt nun das Pad in einer umgebenden Kupferfläche, wird das Pad um den Betrag der Aufweitung größer. Somit wird auch das Verhältnis zur Menge des Lötzinns zum Pad anders. Je kleiner das Bauteil, je stärker wirkt sich dieser Effekt aus und die Lötstelle könnte zu mager werden. 2. Thermische Betrachtung: Klar zieht eine vollflächige Anbindung die Wärme am besten / schnellsten vom Bauteil weg. Aber das passiert auch beim Löten, was eher schlecht ist. Außerdem: Bei der asymmetrischen Anbindung (unterschiedlich angebundene Pads) wirkt sich das auch noch unterschiedlich auf die beiden Bauteilseiten aus. U.U. gibt es da Temperaturunterschiede. Tipp: Lötet mal mit dem Lötkolben z.B. einen C0805 auf Pads die voll in einer fetten Fläche liegen. => Aha-Effekt
Sind die Platinen beim Test eingebaut? Wo befestigt? Als Schnellschuss würde ich unter die unteren Pads Mal je ein 5mm Loch bohren. Oder gar mit kleinerem Bohrer perforieren.
Have a look at the resistor material. For ceramics there are very different thermal expansion values. They are in the range of .1...10 x10^-6 https://global.kyocera.com/prdct/fc/list/tokusei/bouchou/index.html Aluminum has 23 x10^-6 https://www.amesweb.info/Materials/Thermal_Expansion_Coefficient_of_Aluminum.aspx 110 degrees gives 0,25% expansion, that creates serious stress. Copper has 17 x10^-6 FR4 has about 13 x10^-6 https://en.wikipedia.org/wiki/FR-4 Try to find an optimal match.
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Bearbeitet durch User
Ist euer Klimatest so ein System, bei dem die Platine zwischen zwei Kammern von -30 auf +80°C ohne Übergangsphase wechselt? Wenn ja, und wenn das QA-technisch ok ist, sollte man evtl. überlegen einen realistischeren Zeitraum für den therm. Übergang zu finden. Ich denke mal, daß der Riß v.a. beim Abkühlen auftritt. Bei 2mm*(80-(-30))K*23ppm/K = 5um fürs Alu ist die Ausdehnung/Schrumpfung für sich zwar nicht sehr groß, fehlende Zeit zur Anpassung bedeutet aber auch, daß das Zinn wahrscheinlich relativ spröde ist und nicht richtig "fließt".
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