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Forum: Platinen Mit Heißluft löten optimieren


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von Gerald K. (geku)


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Ich bin seit geraumer Zeit von THT auf SMD umgestiegen.
Ich habe den Umstieg nicht bereut, da SMD sehr viele Vorteile bietet:

- wenig Lötzinn, daher auch weniger Rauchentwicklung

- raschere Fertigung, da kein Durchfädeln und Kürzen

- kleineres Volumen bei Lagerung der Bauelemente

- billigere Bauelemente

- kleiner Leiterplatten sparen Kosten

Jetzt habe ich mich an kleine Bauelemente, z.B. im SOT-363 (siehe 2. 
Beilage), heran gewagt.

Diese sind nicht mehr so leicht mit Heißluft zu löten. Ich vermute es 
liegt am Auftragen der Lötpaste oder am Material der PADs.

Sollte ich zum Auftragen der Lötpaste eine Schablone verwenden?

Steigt da der Verbrauch an Lötpaste dadurch nicht sehr stark an?

Welches Material sollten die PADs haben (ENIG, HASL, ...)?

Welche Temperatur sollte die Heißluft habe? Ich erwärme die Lötpaste mit 
350°C bis sie aufschmilzt und silbern wird (Resultat siehe 1. Beilage)

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Schablone ist pinzipiell eine gute Idee. Allerdings verwendest du dann 
keine Spritze mehr (wie ich vermute, dass du es bisher tust), sondern 
Lötzinn aus der Dose. Das wird dann draufgerakelt, und was übrig bleibt, 
kommt wieder in die Dose. Schau mal zum Beispiel hier: 
Youtube-Video "SDG #053 PCB Assembly Process using JLCPCB Paste Stencil - Soldering Techniques #04"

Bleihaltiges Zinn löte ich mit 300°C, das geht prima.

von Olaf (Gast)


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Schablone und Heissluft ist okay wenn du dieselbe Platine mehrmals 
machst.

Aber bei einem Einzelstueck oder einem Prototypen loete ich lieber von 
Hand.

Das hat dann den Vorteil das man eine Platine getrennt nach Baugruppen 
in Betrieb nehmen kann. Also z.B erstmal die Spannungsversorgung, dann 
vielleicht den Mikrocontroller und dann den exotischen Rest. So steht du 
nicht am Ende mit einer Platine da die 3A zieht und fragst dich wo der 
Fehler wohl ist...

Olaf

von René F. (therfd)


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Gerald K. schrieb:
> Sollte ich zum Auftragen der Lötpaste eine Schablone verwenden?

Bietet sich an, geht schneller als mit einem Dispenser oder mit der 
Spritze

> Steigt da der Verbrauch an Lötpaste dadurch nicht sehr stark an?

Kommt darauf an wie gut du bisher die Lötstellen händisch mit Paste 
„beschmierst“, eine perfekte Schablone wird den optimalen 
Lötpastenauftrag gewährleisten. Lötschablonen sind fast eine 
Wissenschaft für sich. Die Schablonen mancher Produkte von uns kosten 
mehrere tausend Euro (teilweise Mikroelektronik mit FBGAs und auf der 
gleichen Platte auch noch Leistungselektronik mit großen Spulen und 
Ähnlichem.

> Welches Material sollten die PADs haben (ENIG, HASL, ...)?

Ich bevorzuge ENIG, chemisch Zinn ist auch eine Alternative, die 
Leiterplatten lassen sich aber nicht so lange lagern wie bei ENIG. Bei 
HASL kann es passieren, das der Zinnauftrag nicht gleichmäßig ist und du 
bei Finepitch Probleme bekommst.

> Welche Temperatur sollte die Heißluft habe? Ich erwärme die Lötpaste mit
> 350°C bis sie aufschmilzt und silbern wird (Resultat siehe 1. Beilage)

Wir lassen unsere Produkte extern bestücken, nur Prototypen bauen wir 
bei uns auf, entweder per Infrarot mit Rework Station und 
eingespeicherten Lötprofil oder vorgeheizt mit IR und von oben mit der 
Heissluftstation, 350°C dürfte dafür ausreichend sein, ich verwende 
390°C, im Endeffekt erreicht das Bauteil sowieso niemals diese 
Temperatur, wenn man merkt das Zinn hat sich verflüssigt hört man 
sowieso auf und macht an anderer Stelle weiter.

von Gerald K. (geku)


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Max G. schrieb:
> Schau mal zum Beispiel hier:
> Youtube-Video "SDG #053 PCB Assembly Process using JLCPCB Paste Stencil
> - Soldering Techniques #04"

Danke für den Link.

Ist, siehe Beilage, da keine Lötpaste zwischen den PADs?
Kann es da nicht zu Kurzschlüssen zwischen den PADs kommen?

Ich hatte unlängst einen Kurzschluss unter einem Stützkondensator. Die 
Lötpaste habe ich mit der Spritze aufgetragen.
Ich konnte den Kurzschluss durch Messung des Spannungsabfalles orten und 
gezielt beseitigen.

Es ist besser zu wenig als zu viel aufzutragen.

von Gerald K. (geku)


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René F. schrieb:
> Bei
> HASL kann es passieren, das der Zinnauftrag nicht gleichmäßig ist und du
> bei Finepitch Probleme bekommst.

So war es auch bei dem SOT-363 Gehäuse. Zum Schluss ist mir dann noch 
bei Auslöten eine Leiterbahn abgerissen.

von Teo D. (teoderix)


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Gerald K. schrieb:
> siehe Beilage

Jo... nee...

Schraub nicht die Pixelanzahl in den Keller, sonder die Kompression nach 
oben (~80%)!

von René F. (therfd)


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Wenn man lange genug erhitzt dürfte das geschmolzene Zinn aufgrund der 
Kapillarwirkung stark genug wieder zusammenfließen, das kein Kurzschluss 
vorhanden ist, entweder zu viel Lot verwendet oder nicht ausreichend 
erhitzt.

Habe kürzlich 10 Platten bestückt mit jeweils 63 Bauteilen und es gab 
insgesamt nur ein Bauteil (Widerstand 0603) mit einem Schluss darunter, 
teilweise lagen die Platinen ne halbe Stunde auf dem Preheater, so das 
die Paste unter einigen Bauteilen zu einer großen Pfütze wurde, beim 
erhitzen mit Heißluft hat sich das flüssige Lot so stark wieder 
zusammengezogen, das es keine Kurzschlüsse mehr gab. Den einen schiebe 
ich darauf, das ich nicht lange genug mit der Heissluftstation erhitzt 
habe.

Gerald K. schrieb:
> Es ist besser zu wenig als zu viel aufzutragen.

Kann ich in dieser Form nicht bestätigen, ein Kurzschluss ist schnell 
gefunden, bei zu wenig Lot hatte ich schon die schlimmsten Effekte (z.B. 
zu langsam umschaltende Transistoren, Platinen die im eingebauten 
Zustand nicht funktioniert haben, außerhalb des Geräts ohne Probleme 
funktionierten)

: Bearbeitet durch User
von Gerald K. (geku)


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Teo D. schrieb:
> Schraub nicht die Pixelanzahl in den Keller, sonder die Kompression nach
> oben (~80%)!

Leider war's ein Screenshot aus einem Video.

Es waren auf der Schablone 9 Felder.

Da aber die PADs am gleichen Potential liegen dürfte es in der Praxis 
kein Problem sein. Vielleicht kann am mit der Schablone keine so großen 
Felder auftragen, daher die Unterteilung.

: Bearbeitet durch User
von Gerald K. (geku)


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René F. schrieb:
> Bei
> HASL kann es passieren, das der Zinnauftrag nicht gleichmäßig ist und du
> bei Finepitch Probleme bekommst.

Sieht man im Foto 
https://www.mikrocontroller.net/attachment/444383/SOT-363.jpg

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Gerald K. schrieb:
> Ist, siehe Beilage, da keine Lötpaste zwischen den PADs?
> Kann es da nicht zu Kurzschlüssen zwischen den PADs kommen?

Da hilft nur üben, üben, üben. Die Paste darf nicht zu warm (und damit 
flüssig) sein, aber auch nicht zu kalt (dann wird sie hart). Überlagerte 
Paste kann auch Probleme bereiten.
Der Stencil muss richtig aufliegen, er muss nach dem Rakeln gründlich 
gereinigt werden (Verdünner hilft), und Anpressdruck, Winkel und 
Geschwindigkeit des Rakels sowie Lotpastenmenge drüber müssen passen. 
Dann schmiert irgendwann auch nichts mehr. Was du auf deinem Bild 
zeigst, ist bei dem Riesenbauteil (TO252?) zwar unkritisch, aber bei 
Finepitch fliegt dir das um die Ohren.

Ich habe hier übrigens problemlos 0402 und 0,4er-Pitch mit HASL gerakelt 
und bestückt. Es muss nicht unbedingt ENIG sein.

von Toby P. (Gast)


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Gerald K. schrieb:
> Es waren auf der Schablone 9 Felder.

Das ist bei großen Flächen (wie hier bei deinem D-PAK) üblich, lässt 
sich leichter rakeln.

von René F. (therfd)


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Max G. schrieb:
> Ich habe hier übrigens problemlos 0402 und 0,4er-Pitch mit HASL gerakelt
> und bestückt. Es muss nicht unbedingt ENIG sein.

Die Planarität ist stark abhängig von den verschiedenen Maschinen, ein 
horizontaler Leveler erzeugt deutlich gleichmäßigere Oberflächen als ein 
vertikaler. Wie gesagt, es kann zu Kurzschlüssen kommen, muss aber 
nicht, die Prozesssicherheit ist bei ENIG und chemischer Verzinnung bei 
Finepitch nur deutlich höher.

Ich habe auch schon mit der Spritze ne Wurst über die Lötstellen gezogen 
und dann nen 0,5mm Pitch QFP darauf platziert und verlötet ohne 
Kurzschluss, ist machbar nur die Reproduzierbarkeit ist nicht gerade 
hoch.

von Axel S. (a-za-z0-9)


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Toby P. schrieb:
> Gerald K. schrieb:
>> Es waren auf der Schablone 9 Felder.
>
> Das ist bei großen Flächen (wie hier bei deinem D-PAK) üblich, lässt
> sich leichter rakeln.

Was (zwar dir, aber) nicht allen klar zu sein scheint ist, daß das 
keine 9 Pads sind, sondern nur ein Pad. Und man kann in der Tat die 
Lötpaste nicht gleichmäßig (genug) auf so ein großes Pad auftragen, 
sondern macht mehrere "Kleckse" Lötpaste nebeneinander auf das große 
Pad.

Wenn die Paste aufschmilzt, füllt sie die Lücken. Und direkt unter dem 
Bauteil wird ja sowieso weniger Paste benötigt als an den Rändern, wo 
die Paste an der Seite rausquellen soll, um nachher diese schönen, 
sanft geschwungenen Flanken zu bilden.

von Gerald K. (geku)


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Axel S. schrieb:
> sondern macht mehrere "Kleckse" Lötpaste nebeneinander auf das große
> Pad.

Vergleichbar mit dem Siebdruck.

https://de.m.wikipedia.org/wiki/Siebdruck

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