Forum: Platinen Lötbad benetzt nicht


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von Alexander N. (aon)


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Moin Leute,

ich habe, weil ich bei einer größeren Anzahl PCBs teilweise (entlang 
einer Kante) ungenutzte Durchgangslöcher verschließen muss, ein 
provisorisches Lötbad aus einem Alublock gefräst (10x10x100mm Schlitz). 
Beheizt wird das über Heizpatronen, für die noch eine Regelung mit 
Thermocouple rumlag.

Als Zinn hab ich Sn99Cu1, PCBs sind FR4 und RoHs HAL-verzinnt.
In Tests in einem kleinen Lötpott mit Bleilot hat das hervorragend 
funktioniert, ein wenig Kolophonium-flux auf die Testobjekte 
vorausgesetzt.

In dem Bleifrei-Bad klappt das aber garnicht.
Das Zinn will nicht auf Pads oder in Löcher sondern überzieht lieber das 
ganze PCB mit einer dünnen Zinnschicht, die sich leicht ablösen lässt.
Vorheizen der PCBs hat nicht wirklich was verändert (außer Schmerzen an 
den Fingern), verschiedene Flussmittel haben auch keinen merklichen 
Einfluss.

Kann es sein, dass Alu in das Zinn reinlegiert und soetwas verursacht?
Zu Alu-Zinn Legierungen hab ich auf die Schnelle nichts gefunden.

Oder hat das eine andere Ursache?
Wär doof jetzt einen Edelstahl-Pott zu bauen, der dann wieder nicht 
funktioniert weils an etwas anderem lag.

Danke für zweckdienliche Hinweise :-),
Alex

von Teo D. (teoderix)


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Alexander N. schrieb:
> Oder hat das eine andere Ursache?

Streif mal kurz vor dem eintauchen, die Oxidschicht ab.
Es gibt rotierende Bäder mit Abstreifer... Evtl. ist das bei bleifrei 
von Nöten?!

von Flip B. (frickelfreak)


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dein zinnbad ist so stark oxydiert, dass ein bisschen flussmittel am pcb 
das nicht wieder richten kann. gib mal reichlich flussmittel auf das bad 
und das pcb.

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Alexander N. schrieb:
> Wär doof jetzt einen Edelstahl-Pott zu bauen, der dann wieder nicht
> funktioniert weils an etwas anderem lag.

nimm doch kleine Stücke von frischem Lot
also ohne vorher im Bad gewesen zu sein,
und probiere das mit nem lötkolben aufzutragen.

Alexander N. schrieb:
> ein wenig Kolophonium-flux auf die Testobjekte vorausgesetzt.

ebenso...

von Alexander N. (aon)


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Also die PCBs direkt mit Lötdraht (Sn99Cu1 mit mildem Resin flux, oder 
mit Sn95,5AgCu0,7, mit F-SW34) funktioniert absolut problemlos.


Die oberflächliche Oxidation am Bad wird natürlich vor dem Eintauchen 
abgezogen.

Viel Flux auf dem Board hilft nicht wirklich, wenns zuviel wird dann 
brodelt die Schicht und verhindert erst recht den Kontakt zwischen Zinn 
und Pads.

Werd nachher mal versuchen, einen Teil des Zinns aus dem Bad zu nehmen 
und damit manuell mit FSW34 zu löten.

von Falk B. (falk)


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Vielleicht ist auch die Löttemperatur zu hoch und das Flußmittel 
verdampft zu schnell.

von Alexander N. (aon)


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Update:
Mit dem Lötzinn aus dem Bad kann man manuell nicht nehr löten.
Hab was von den PCBs runtergekratzt und damit probiert.
Auch mit viel zusätzlichem Flux ist das zu vergessen.
Es ist sehr breiig und muss regelrecht in die Pads massiert werden.

Ich schätze damit ist die Idee, ein Lötbad aus einem Alublock zu fräsen 
vom Tisch ...

von Thomas W. (goaty)


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https://ts.kurtzersa.de/electronics-production-equipment/loetlexikon/begriff/aluminium.html

"Leichtmetall das in Verbindung mit Loten starke und zähe Oxide bildet. 
In Lötbädern stellt es eine Verunreinigung dar, die zu erheblichen 
Lötfehlern führen kann."

von Alexander N. (aon)


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@ Thomas W.:

Danke !!!!

Das bestätigt meine Beobachtungen ;-)

von Jens M. (schuchkleisser)


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Mach dein Lötbad mal leer und schau dir die Oberfläche an.
Das müsste dann ja nicht unwesentlich angefressen sein.

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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die professionellen Lötbäder haben da
dann doch andere Beschichtungen im Pott

von Alexander N. (aon)


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Überlege gerade, wie ich möglichst rasch zu einer Alternative komme.

Nachdem Edelstahl ja nicht besonders gut Wärme leitet, Kupfer sich aber 
im Bad auch anreichert:
Ich denke ich werde Messing vernickeln.
Allerdings meine ich mich zu erinnern, dass galvanische Ni-Schichten idR 
mit Phosphor dotiert sind.

https://www.all-electronics.de/elektronik-fertigung/bis-tief-in-die-pore.html

Nachdem die Einsatzdauer aber überschaubar sein wird, ist das vielleicht 
auch kein Drama.

von Sascha S. (dec)


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Hallo,

bedenke aber, dass sich auch Nickel recht schnell im Lot löst.
Bei SAC305 und 300°C war das in der Größenordnung von 0,07 mü/s bis sich 
ein Gleichgewicht einstellt oder deine Beschichtung nicht mehr da ist.
Daher halte ich Nickel auch für weniger geeignet.

Grüße

von H. H. (hhinz)


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Es wird reichen den Aluminiumblock mit ordentlicher Schichtdicke 
eloxieren zu lassen.

von Alexander N. (aon)


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Eloxieren würde wohl helfen, kann ich aber selber nicht und würde daher 
viel Verzögerung verursachen...
Nickel Galvanik ist kurzfristig verfügbar..

Das aus Cu zu bauen und das Kupfer im Zinn zu akzenptieren wäre auch 
eine Möglichkeit.
Mit dem höheren Cu-Anteil wird die Legierung nicht-eutektisch.
Nachdem die Qualität der Lötstellen aber eher keine Rolle spielt, ist 
das fast egal ...

Hoher Schmelzpunkt (SN97Cu3 (typisches Fitting-Lot) hat bis zu 310°C ??)
Vielleicht löst sich dann garnicht soviel Cu...

Das ganze Ding wird nur einen Tag gebraucht, dann bin ich damit fertig.

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Alexander N. schrieb:
> Das ganze Ding wird nur einen Tag gebraucht, dann bin ich damit fertig.

Dann machs doch aus Kupfer.

von Sascha S. (dec)


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Alexander N. schrieb:
> Eloxieren würde wohl helfen, kann ich aber selber nicht und würde daher
> viel Verzögerung verursachen...
> Nickel Galvanik ist kurzfristig verfügbar..
>
> Das aus Cu zu bauen und das Kupfer im Zinn zu akzenptieren wäre auch
> eine Möglichkeit.
> Mit dem höheren Cu-Anteil wird die Legierung nicht-eutektisch.
> Nachdem die Qualität der Lötstellen aber eher keine Rolle spielt, ist
> das fast egal ...
>
> Hoher Schmelzpunkt (SN97Cu3 (typisches Fitting-Lot) hat bis zu 310°C ??)
> Vielleicht löst sich dann garnicht soviel Cu...
>
> Das ganze Ding wird nur einen Tag gebraucht, dann bin ich damit fertig.

Kupfer löst sich schneller als Nickel.
Bei SAC305: 0,2 mü/s bei 250°C und 1 mü/s bei 300°C

Grüße

von H. H. (hhinz)


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Alexander N. schrieb:
> Hoher Schmelzpunkt (SN97Cu3 (typisches Fitting-Lot) hat bis zu 310°C ??)
> Vielleicht löst sich dann garnicht soviel Cu...

Einfach einen Blick ins Phasendiagramm werfen.

von H. H. (hhinz)


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Sascha S. schrieb:
> Kupfer löst sich schneller als Nickel.
> Bei SAC305: 0,2 mü/s bei 250°C und 1 mü/s bei 300°C

Bis die Schmelze eben gesättigt ist.

von Sascha S. (dec)


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H. H. schrieb:
> Sascha S. schrieb:
>> Kupfer löst sich schneller als Nickel.
>> Bei SAC305: 0,2 mü/s bei 250°C und 1 mü/s bei 300°C
>
> Bis die Schmelze eben gesättigt ist.

Du meinst, bis die Schmelze einfach bei gegebener Temperatur erstarrt?🤣🤣
Ohne das Phasendiagramm anzusehen, bin ich mir recht sicher, dass Cu-Sn 
in keinem Verhältnis nicht lösbar ist.

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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Mit genügend langem Vorheizen wird letztlich auch Keramik gehen.
Also statt Creme Brulee dann Zinn ins Schälchen...
:-]

von H. H. (hhinz)


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Sascha S. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Sascha S. schrieb:
>>> Kupfer löst sich schneller als Nickel.
>>> Bei SAC305: 0,2 mü/s bei 250°C und 1 mü/s bei 300°C
>>
>> Bis die Schmelze eben gesättigt ist.
>
> Du meinst, bis die Schmelze einfach bei gegebener Temperatur
> erstarrt?🤣🤣
> Ohne das Phasendiagramm anzusehen, bin ich mir recht sicher, dass Cu-Sn
> in keinem Verhältnis nicht lösbar ist.

Ich hab schon nachgesehen. Du liegst falsch.

von Jens M. (schuchkleisser)


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Ein Metall nehmen das gut verarbeitbar ist, und das dann mit Ofengummi 
lackieren, Problem gelöst, zumindest kurzfristig.
Das ist flüssiges rötliches Silikon das 300° dauerhaft aushält, aber 
halt als Silikon nicht sonderlich mechanisch fest ist.

Frag mich nicht, wo man sowas bekommt, ich kenn das nur als Ofengummi, 
Flasche ist nicht beschriftet.
Stinkt wie Hölle nach Chemie, ist wenn ausgehärtet aber unlöslich.

von Alexander N. (aon)


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@ Sascha:
Danke für die Zahlen :-)

Das entwickelt sich ja zunehmend zum Rabbit-Hole..
Zumindest lern ich was dabei!

Woraus zu Geier sind denn die Lötbäder normalerweise hergestellt?
Verchromt? Wolfram?

von Jens M. (schuchkleisser)


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Stahl/Edelstahl und dann beschichtet.

von H. H. (hhinz)


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Jens M. schrieb:
> Stahl/Edelstahl und dann beschichtet.

Aluminium, eloxiert.

von Alexander N. (aon)


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Also:
Geometrie: gefräster Schlitz, (10x10x100) mm³

Das Bad hat ein Volumen von V = 10*10^3 mm³ und eine Oberfläche von O = 
3,2*10^3 mm².

Wenn wir 300°C annehmen löst sich auf der ganzen Oberfläche 3,2*10^-3 
mm³/s.
Wenn wir annehmen, dass der Cu Anteil nicht über 3% steigen darf, dann 
sind das 300 mm³.

Ich hab also 10^5 Sekunden Zeit, bis ich den Anteil erreicht habe.
Das sind 26 Stunden.

Wenn man bedenkt, dass durch das Füllen der Pads Material wegkommt, das 
durch frisches Zinn ersetzt werden muss, erscheint das mit reinem Cu im 
Bereich des Möglichen zu sein.

Mit Alu gings schon nach 10 Minuten nicht...

: Bearbeitet durch User
von H. H. (hhinz)


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Alexander N. schrieb:
[Milchmädchenrechnung]
> Ich hab also 10^5 Sekunden Zeit, bis ich den Anteil erreicht habe.
> Das sind 26 Stunden.

Du hast viel mehr Zeit, und mehr als 3% werden das bei 300°C nicht.

von Flip B. (frickelfreak)


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Mein Lötbad ist aus ganz normalem Kuchenblech. Also Weissblech oder 
einfach einen Baustahlblock hohlfräsen. Lötspitzen haben ja auch eine 
Eisenbeschichtung, damit der kupferkern geschützt ist.

von H. H. (hhinz)


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Flip B. schrieb:
> Baustahlblock

Kann man auch machen, später halt trocken lagern.

von Sascha S. (dec)


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H. H. schrieb:
> Sascha S. schrieb:
>> H. H. schrieb:
>>> Sascha S. schrieb:
>>>> Kupfer löst sich schneller als Nickel.
>>>> Bei SAC305: 0,2 mü/s bei 250°C und 1 mü/s bei 300°C
>>>
>>> Bis die Schmelze eben gesättigt ist.
>>
>> Du meinst, bis die Schmelze einfach bei gegebener Temperatur
>> erstarrt?🤣🤣
>> Ohne das Phasendiagramm anzusehen, bin ich mir recht sicher, dass Cu-Sn
>> in keinem Verhältnis nicht lösbar ist.
>
> Ich hab schon nachgesehen. Du liegst falsch.

Hmm,
warum? Bei 300°C bekomme ich ab 5 at% Cu eine Ausscheidung der festen 
eta-Phase mit Schmelze. Damit wird wohl keiner mehr löten wollen. Und 
bei 55 at% erstarrt diese Schmelze vollends komplett und bräuchte 408°C 
zum Schmelzen.
Wo liege ich hier jetzt falsch? Dass das lösen von 55 % Kupfer eher 
theoretischer Natur ist, dem stimme ich zu. Der Effekt ist jedoch wie 
beschrieben.
Grüße

von Alexander N. (aon)


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Eisen !!

Mann, ich fühl mich blöd.

von H. H. (hhinz)


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Sascha S. schrieb:
> Wo liege ich hier jetzt falsch?

Es diffundiert ja auch Zinn ins Kupfer. Und es ergibt sich dann ein 
Gleichgewicht.

von Sascha S. (dec)


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Alexander N. schrieb:
> Eisen !!
>
> Mann, ich fühl mich blöd.

Ist sicher keine schlechte Wahl, denn die Diffusionsbarriere in 
Lötspitze. Wird auch aus Eisen gemacht.

Grüße

von H. H. (hhinz)


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Alexander N. schrieb:
> Eisen !!
>
> Mann, ich fühl mich blöd.

Ach wo, die Wärmeleitfähigkeit ist halt so viel schlechter, dass man das 
eher nicht in Betracht zieht. Dürfte bei deiner Anwendung aber 
unwesentlich sein.

von Sascha S. (dec)


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H. H. schrieb:
> Sascha S. schrieb:
>> Wo liege ich hier jetzt falsch?
>
> Es diffundiert ja auch Zinn ins Kupfer. Und es ergibt sich dann ein
> Gleichgewicht.

Die Diffusionskoeffizienzen bei 300°C sind aber so niedrig (vor allem im 
Vergleich zu Schmelzen), dass dieser Fall eher theoretischer Natur ist.
Vor allem ist hier ja auch ein Gradient im Material zu erwarten 
(Grenzfläche sättigt sich) während bei der Schmelze dies nicht zu 
erwarten ist.

Grüße

von H. H. (hhinz)


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Sascha S. schrieb:
> H. H. schrieb:
>> Sascha S. schrieb:
>>> Wo liege ich hier jetzt falsch?
>>
>> Es diffundiert ja auch Zinn ins Kupfer. Und es ergibt sich dann ein
>> Gleichgewicht.
>
> Die Diffusionskoeffizienzen bei 300°C sind aber so niedrig (vor allem im
> Vergleich zu Schmelzen), dass dieser Fall eher theoretischer Natur ist.

Gerade deshalb ja nicht.

von Jens M. (schuchkleisser)


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H. H. schrieb:
> Aluminium, eloxiert.

Seho und Ersa sind weder als auf-dem-Tisch noch als Maschinentiegel aus 
Alu.
Es ist ein bissel magnetisch, daher vermute ich einen Edelstahl.

von Christian M. (christian_m280)


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Jens M. schrieb:
> Frag mich nicht, wo man sowas bekommt, ich kenn das nur als Ofengummi

Hab hier welches aus Baumarkt, Abteilung Ofenbau, das geht bis 1500°C. 
Auch rot.

Gruss Chregu

von Jens M. (schuchkleisser)


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Christian M. schrieb:
> Hab hier welches aus Baumarkt, Abteilung Ofenbau, das geht bis 1500°C.
> Auch rot.

Als Pinselbare Flüssigkeit?
Und das ist dann Gummi?

Weil, Silikon ist bei 1500°C schon lange Sand, oder nicht?
Aber evtl. ist das was ähnliches, ein Schutzlack quasi.

von H. H. (hhinz)


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Jens M. schrieb:
> Silikon ist bei 1500°C schon lange Sand,

Und Stahl flüssig...

von Lu (oszi45)


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Warum kein Eisen? Schließlich braucht nur das Aufheizen etwas länger 
oder mehr Leistung. Behelfslösung wäre evtl. Büchsenblech in den 
vorhandenen Alu-Block gut einsetzen, um den Flächen-Kontakt zum Alu zu 
verhindern?

von Christian M. (christian_m280)


Angehängte Dateien:

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Jens M. schrieb:
> Als Pinselbare Flüssigkeit?
> Und das ist dann Gummi?

Hab noch mal geschaut, ist halt auch so Paste aus der Tube...

Gruss Chregu

von Jens M. (schuchkleisser)


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Tut mir leid, ich spreche kein Mond.
Außer Negru, deute ich als "Schwarz".
Dürfte das sein: 
https://www.soudal.de/diy/produkte/dichtstoffe/spezialitaten/kamin-ofen

Aber ich denke das wird man wohl auch als dünne Schicht verarbeiten 
können, für eine einmalige Sache. Kostet keine 10€ bei A...

von ●DesIntegrator ●. (Firma: FULL PALATINSK) (desinfector) Benutzerseite


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1500°C-IG HÖÁLLO

-Aber Hallo.

von Alexander N. (aon)


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Hallo Leute,

vielen Dank für Eure Ideen und die Hilfsbereitschaft!

Das Bad besteht jetzt aus ST37 und funktioniert den ersten Tests nach 
hervorragend!

Danke,
Alex

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