Lötzinn haftet nicht

Ich versuche, aus meinem Arduino ein LCD- Schild zu machen, und habe Probleme, das Lot auf die Freetronics- Protoschild- Platine zu bringen. Ich habe es so gut wie möglich gereinigt.

Ich verwende einen anständigen Proxxon-Lötbolzen mit Lot, das in der Vergangenheit für mich gut funktioniert hat. Wie kann ich es zum Kleben bringen?

Es verbindet sich nicht mit der Leiterplatte, sondern nur mit den Drähten.

Hitze! (Ein Wort Antwort)

Ein klassischer Grund, warum Lötzinn nicht an etwas haftet, ist, dass es nicht heiß genug wird. Meine Praktikanten kommen die ganze Zeit mit diesem Problem zu mir .

1. Stellen Sie sicher, dass die Spitze des Bügeleisens schön und glänzend ist. Berühren Sie etwas Lötzinn darauf, und es sollte fast sofort schmelzen.

2. Geben Sie einen schönen kleinen Lötpunkt auf die Spitze des Bügeleisens.

3. Drücken Sie den Lötkolben in das zu lötende Metall.

4. Anfangs ist das Lot nicht besonders scharf, aber wenn das Metall die richtige Temperatur erreicht, wird das Lot plötzlich von ihm angezogen, und Sie werden feststellen, dass es sich leicht bewegt.

5. Nachdem das Pad die Temperatur erreicht hat, können Sie das Lot an einer beliebigen Stelle des Pads berühren und es sollte fast sofort schmelzen. Ich füge oft Lötzinn auf diese Weise hinzu, damit ich weiß, dass ich es einem netten heißen Pad hinzufüge.

Hugo

Fluss! (Ein Wort Antwort)

[Anhang:] Es reicht nicht aus,
das Board mit beispielsweise Alkohol oder Windex zu reinigen. Sie sind hier nicht wirklich besorgt über Fingerfette. Was Sie besorgt sind, ist Oxidation. Lötbindungen an Metall, jedoch nicht an Metalloxiden. Gold oxidiert nicht leicht, aber andere auf Leiterplatten vorkommende Verbindungen wie Kupfer und Nickel lassen sich leicht oxidieren. Ich gehe davon aus, dass Ihr Lot eine Flussmittelkomponente hat, aber hartnäckige Verbindungen benötigen oft etwas mehr Flussmittel als das, was in Ihrem Lot eingebettet ist (normalerweise <5%, wahrscheinlich näher an 2%). Ein Flussmittelstift sollte Bestandteil jedes Lötwerkzeugsatzes sein.

Das ProtoShield- Produkt verwendet ein Vergoldungssystem und behauptet, Merkmale wie "Die PCB-Oberfläche ist für maximale Haltbarkeit vergoldet" und "Vergoldete PCB: Lote sind leicht und sehr korrosionsbeständig." Das ist jedoch nicht die ganze Geschichte. Gold ist großartig, weil es nicht leicht oxidiert, aber es hat das Problem, dass es sich in Lot löst und dann unter Bildung von Verbindungen, hauptsächlich AuSn4, reagiert, die die Lötstelle schwächen.
Gelenkschwäche ist in erster Linie ein Problem bei Prozessen, bei denen das Gold in dicken Schichten aufgetragen wird - "Immersionsgold" -, da mehr Gold zum Auflösen und Bilden dieser intermetallischen Verbindungen vorhanden ist, die das Gelenk schwächen. Dies wäre ein Problem, wenn Sie oberflächenmontierte Steckverbinder verwenden oder etwas, das nicht durch die Platine ging, aber die schiere Masse Ihrer Lötstelle sollte dies weniger problematisch machen. Wenn Sie das Gelenk überarbeiten, stellen Sie sicher, dass es sauber ist, da die Reste Ihr Gelenk beschädigen.
Die Auflösungseigenschaft ist ein Problem bei Plattierungsprozessen, bei denen das Gold in einer sehr, sehr dünnen Schicht - "ENIG" - oder chemisch Nickel-Immersionsgold - vorliegt. Dies bedeutet, dass sich das gesamte Gold in weniger als einer Sekunde auflöst Löten auf die dickere Nickelbeschichtung darunter und Verwenden des Goldes zum Schutz des Nickels wie verzinkter Stahl. Dies wird in großen Produktionssystemen immer beliebter, die nur selten nachbearbeitet werden müssen, und der geringere Flussmittelbedarf beim Plattieren mit Gold erleichtert den Prozess. Das Gold geht verloren, wenn Sie versuchen, es zu überarbeiten. Daher müssen Sie Flussmittel mit Ihrem Lot auf der Nickeloberfläche verwenden (was keine große Sache ist). Ich vermute, das ist dein Problem.

Es wurden bereits einige gute Ratschläge gegeben, sodass ich einige zusätzliche Informationen zur Oberflächenbeschaffenheit der ProtoShields (und aller anderen PCBs, die Freetronics bisher durchgeführt hat) und zu den Gründen für die Entscheidung geben werde. Leider gibt es kein "bestes" PCB-Oberflächenfinish, und alle Oberflächen haben sowohl gute als auch schlechte Punkte. Es ist daher eine Frage der Entscheidung, die auf Kompromissen basiert, die für den beabsichtigten Gebrauch am besten geeignet sind.

Unsere Leiterplatten haben eine "ENIG" -Oberfläche, wie @reemrevnivek vermutet hat. Das ist "Chemisch Nickel Immersion Gold" und besteht aus einer darunter liegenden Nickelschicht mit einer dünnen Goldschicht über der Oberseite. Die Goldschicht ist sehr dünn und dient nicht als Hauptstruktur für die Leiterbahn, sondern dient lediglich als Schutzbeschichtung für das Nickel, um ein Anlaufen vor dem Löten zu verhindern. Gold ist extrem korrosionsbeständig, daher hat ENIG mehrere Vorteile: Es kann mit bloßen Fingern ohne Anlaufen berührt werden, ist sehr haltbar und die Pads / Spuren sind sehr flach und kantig (wichtig für SMD mit feiner Teilung). Ein Nachteil ist, dass es ein bisschen mehr Lötzinn braucht, um eine Verbindung fertig zu stellen, da die Oberfläche noch nicht vorverzinnt ist und es keine gibt.

Die häufigste Oberflächenbeschaffenheit auf Leiterplatten wird als "HASL" oder "Hot Air Solder Leveling" bezeichnet. HASL-Platten werden in geschmolzenes Lot getaucht und anschließend mit Heißluftmessern vom Überschuss befreit, um eine möglichst dünne Lotschicht zu hinterlassen. Das Lot selbst schützt dann die darunter liegende Leiterbahn vor Korrosion und macht das Löten extrem einfach, da das gesamte Pad vorverzinnt ist. Es ist im Allgemeinen das billigste verfügbare Finish und eine großartige Wahl für Allzweck-Boards. Ein Nachteil von HASL ist, dass selbst wenn das Heißluftmesser so viel Überschuss wie möglich entfernt hat, der Meniskus des Lötmittels weiterhin dazu führt, dass die Kanten der Pads leicht gerundet sind. Dies führt dazu, dass oberflächenmontierte Teile nicht ganz so flach sitzen wie auf einem ENIG-Board.

Man würde also erwarten, dass für ein Board wie ein Prototyping-Shield die naheliegende Lösung HASL ist. Aber da ist ein Fang. Wir versuchen, uns so weit wie möglich an die RoHS-Konformität zu halten, was bedeuten würde, dass wir kein reguläres HASL verwenden könnten: Es müsste bleifreies HASL sein. Bleifreies Lot hat eine höhere Schmelztemperatur als normales Lot. Wenn wir uns also für bleifreies HASL entscheiden, ist dies für Kunden ohne bleifreie Ausrüstung ein Problem. Wir würden wahrscheinlich viele Beschwerden von Kunden bekommen, die normales Lötzinn und Lötkolben verwenden und Probleme haben, das bleifreie Lötzinn heiß genug zu machen.

Ein anderes mögliches Finish ist "Immersionssilber", und es liefert ein erstaunlich gutes Finish, hat aber eine schreckliche Haltbarkeit. Für Platten, die unmittelbar nach der Herstellung maschinell montiert werden sollen, ist Silber eine hervorragende Option. Das Problem ist, dass es schnell anläuft und durch Berührungen beeinträchtigt wird. Daher ist es nicht gut für Boards, die zur Verteilung an Bastler für (potenziell) lange Lagerung und Handmontage vorgesehen sind.

Letztendlich haben wir uns für ENIG entschieden, weil es eine lange Haltbarkeit, Anlaufbeständigkeit, RoHS-Konformität und ein einfaches Löten im Vergleich zu anderen Oberflächen bietet. Meine persönlichen Erfahrungen damit waren exzellent und ich habe bisher keine besonderen Probleme festgestellt, aber ich bin natürlich kein Experte für die Leiterplattenherstellung und bin sehr glücklich, Ratschläge für bessere Vorgehensweisen zu erhalten.

In den letzten 6 Monaten wurden etwas mehr als 2000 ENIG-fertige Leiterplatten hergestellt, von denen etwas mehr als 1000 mit Bestückungsautomaten bestückt wurden, etwa 600 als Platinen an Kunden versandt wurden und einige Hundert der übrigen wurden von mir persönlich mittels Reflow-Löten in einem Ofen oder mit einem Lötkolben handmontiert. Von all diesen Boards habe ich zum ersten Mal Probleme beim Löten mit ihnen gehört. Es ist also möglich, dass Sie gerade das Pech hatten, ein Board mit einer fehlerhaften Oberfläche zu erhalten. Wenn etwas mit dem Veredelungsprozess unseres Leiterplattenherstellers nicht stimmt, würde ich es sehr begrüßen, wenn Sie weiterhin Probleme mit dieser Platine haben und sie mir zusenden könnten, damit ich sie überprüfen kann es. Ich übernehme das Porto und natürlich Ich sende Ihnen kostenlos Ersatz. Sie können mich persönlich unter [email protected] kontaktieren, um die Vorkehrungen zu treffen.

Handlöten. Beheizte Oberflächen müssen sauber sein, um die Oberflächenspannung zu verringern.

Die Spitzen sollten täglich mit Lötzinn und Schwamm gereinigt werden. Halten Sie die Spitze fest.

Oxidierte Oberflächen müssen gereinigt (abrasiv) und mit Flussmittel behandelt werden.

Wenn eine große Massefläche mit einer Lötstelle, einem Kühlkörper oder einer Abschirmung verbunden ist, wird mehr Wärme benötigt, um den Schmelzpunkt zu erreichen.

Das Auftragen von kleinem Lot auf die Spitze, um die Oberfläche flüssig zu machen, verringert den Wärmewiderstand und beschleunigt die Erwärmung der Komponenten. Anschließend können Sie bei Bedarf schnell mehr Lot auftragen.

Allzweckeisen sind 15-25 W.

Schilde oder große Bodenebenen benötigen mehr Kraft oder Masse zum Abkippen, um die Oberfläche schneller aufzuheizen.