Reflow Löten (bleifrei) & Kaufberatung

[felixh]

Hi Leute!

hab eben meine allererste Platine gereflowt!

->zoom

An sich bin ich mit dem Ergebniss nicht unzufrieden. ein paar Kurzschlüsse, aber ich denke, das wird noch.
Die FFC-Stecker sind leicht angebrannt, hab beim 2. Versuch die Temperatur etwas niedriger gestellt.
Da waren die FFC-Stecke noch in Ordnung, aber die micromatch in den Ecken sind nicht vollständig aufgeschmolzen.
werde da wohl noch etwas Experimentieren müssen.

Ofen ist ein T962. Benutzbar, aber man muss leidensfähig sein.
Schablonendrucker so ein teil: http://www.ebay.de/itm/152035770349?_tr ... EBIDX%3AIT
(wollte nicht Basteln. leider hat sich dass, was ich für ne ziemlich Patente Lösung gehalten habe, irgendwie als recht wackelig entpuppt)
heisst, ich bekomme diese verdammte paste einfach nicht richtig drauf. Die quillt unter den Öffnungen des Stencils durch, und statt einzelnen punkten hat man dann eine etwas verschmierte Wurst auf den pads.
Die Halterung für die Schablone verrutscht sehr leicht beim Rackeln.
Bei 0.4mm pitch nicht so Lustig.

Kennt da vieleicht jemand, ne gute, bezahlbare Alternative?
Will mir jetzt nicht NOCh ein selbermach-Projekt aufahlsen. hab jetzt wahrlich genug um die Ohren.

Da ich warscheinlich sowieso nochmal nen neuen Stencil bestellen muss:
Ich kann ja die größe der Stencilausschnitte kleiner machen als die pads.
welches verhältniss empfiehlt sich denn da für QFN, FFC und LQFP100?
hat da jemand heisse Tipps für mich, um mir das Experimentieren zu ersparen?
Welche Dicke sollte ich wählen? Der Aktuelle Stencil hat 130um (das hört sich so wenig an...) aber ich denke, die Kurzschlüsse sprechen für sich.
Sicher auch eine folge der Pasten-wurst auf den Pads...

[shaun]

Örgs, da sucht man ja länge Fehler als das Handlöten gedauert hätte.
Keine Kritik an Dir, das dass ein heikles Thema ist ist mir schon klar.
Trotzdem die Frage: warum machst Du das? Weil Du es einfach versuchen musst, oder weil Du etwas aufbauen willst und (Klein)serien selbst bestücken musst?
Für Prototypen würde ich das Reflow-Fass nicht aufmachen, den QFN vielleicht noch reflowen, aber den Rest...?

Sorry dass ich keine Hilfe sein kann, ich würde sowas in Serie bestücken lassen und für die Protos von Hand löten...

[felixh]

Trotzdem die Frage: warum machst Du das? Weil Du es einfach versuchen musst, oder weil Du etwas aufbauen willst und (Klein)serien selbst bestücken musst?
Für Prototypen würde ich das Reflow-Fass nicht aufmachen, den QFN vielleicht noch reflowen, aber den Rest...?

ich brauch ne Serie von 50 Stück.
deswegen.
Bestücker kostet da wohl roundabout 4 kilo euronen.

Die Prototypen ham wer Natürlich von Hand gemacht. Verbleit. Un den QFN hab ich bisher Problemlos mit ner Heissluftstation draufbekommen.
Mein Vater wollte das dann an nen Bestücker geben, die ersten Platinen aber erstmal per Hand machen.
Mein Vorschlag war, dass wir es ja erstmal auf die Tur versuchen könnten

Das Problem ist halt auch Bleifrei. da bekomme ich auch per hand langsam Probleme

Örgs, da sucht man ja länge Fehler als das Handlöten gedauert hätte.

also, verbleit bekomme ich QFN, FFC und LQFP100 ohne probleme schnell und sicher drauf.
Bleifrei seiht das aber schon ganz anders aus.

Ich weiss, dass das so noch nix Taugt. sonst hätte ich diesen Fred hier ja nicht aufgemacht xD

wie gesagt, die Paste quillt aktuell noch unter dem Stencil durch, das ist nichtmehr feierlich.
Der Pastedruck ist total verschmiert.

Ich denke, für die allereste Platine kann ich ganz zufrieden sein.

//EDIT:
Wie gesagt, ich bin halt nie mit der Erwartzungshaltung rangegangen, dass das jetzt auf Anhieb super wird.
Aber wenns uns den Bestücker spart, ists das Experimentieren meiner Meinung nach Wert.

[Dr. Snuggles]

Hallo,
bei verbrannten Bauteile musst du im Datenblatt schauen, was die abkönnen. Dann die Temperatur ggf. sogar erhöhen und kürzer drinnlassen. Desweiteren kannst du auch abdecken oder -kleben, wenn nicht bereits so geliefert.

Wenn es dir die Paste unter das Sieb drückt: Kannst du die Dicke der Platine einstellen, sodass das Sieb auch parallel auf der Platine liegt und auch so abgehoben werden kann?

Für das Pastensieb nehme ich für alles 150µ. Generell lasse ich um 10% umlaufend verkleinern. Finepitchsachen, Exposed Pads usw. werden noch extra nachgearbeitet -> Ausbruchsgitter, Padverkleinerung nicht proportional usw. Wenn du die Platine selber layoutest, solltest du dich mit Designrules für Leiterplatten beschäftigen.

Auch die Paste ist eine Wissenschaft für sich. Fängt bei Hersteller an, geht über Korngröße und Verarbeitungstemperatur und hört bei Lagerdauer noch nicht auf. Hier bleibt dir nur das Testen, was unter deinen Veraussetzungen im Zusammenspiel die besten Ergebnisse bringt.
Einfach eine Paste nehmen und dann fehlerfrei löten funktioniert eigenlich ganz selten.


Gruß
Doc

[felixh]

Auch die Paste ist eine Wissenschaft für sich. Fängt bei Hersteller an, geht über Korngröße und Verarbeitungstemperatur und hört bei Lagerdauer noch nicht auf. Hier bleibt dir nur das Testen, was unter deinen Veraussetzungen im Zusammenspiel die besten Ergebnisse bringt.
Einfach eine Paste nehmen und dann fehlerfrei löten funktioniert eigenlich ganz selten.

Die paste. hab ich total vergessen, stimmt.

Lotlegierung: 95,5% Sn; 3,8% Ag; 0,7% Cu
Lead free, Halide free, 96 SC (SAC alloy)
SVHC: No SVHC (15-Jun-2015)
Schmelztemperatur: 217° C
Flussmittel auf Kolophonium Basis

Hab noch von anderen Herstellern 2 andere Tuben mit der selben Legierung bestellt. Die liegen aber noch bei der Post

Für das Pastensieb nehme ich für alles 150µ. Generell lasse ich um 10% umlaufend verkleinern. Finepitchsachen, Exposed Pads usw. werden noch extra nachgearbeitet -> Ausbruchsgitter, Padverkleinerung nicht proportional usw. Wenn du die Platine selber layoutest, solltest du dich mit Designrules für Leiterplatten beschäftigen.

Tu ich. Aber was meinst du mit Designrules für die LP? Diese ganzen "best practices" guides?
DRC hab ich natürlich gemacht.
Oder hab ich da irgendwo offensichtlich blödsinn geroutet

bei verbrannten Bauteile musst du im Datenblatt schauen, was die abkönnen. Dann die Temperatur ggf. sogar erhöhen und kürzer drinnlassen. Desweiteren kannst du auch abdecken oder -kleben, wenn nicht bereits so geliefert.

Laut DaBla 260° für 10 sekunden.
Die Idee mit Abkleben ist mir heute morgen auch gerade gekommen. Hab eben schon nach Alu-tape gesucht

Wenn es dir die Paste unter das Sieb drückt: Kannst du die Dicke der Platine einstellen, sodass das Sieb auch parallel auf der Platine liegt und auch so abgehoben werden kann?

kann man. hab ich auch gemacht.
aber irgendwie bekomme ich das nicht so richtig sauber hin.

[nonever]

Moin,
also wenn es nur um die Leiterplatte da auf dem Bild geht -> da wäre ich per Hand wohl schneller als mit Reflow, allerdings sind die Ergebnisse mit Reflow einfach schöner und bei mehr Bauteilen (Ich bestücke Regelmäßig Prototypen mit einigen 100 Bauteilen und extremer Packungsdichte) ist es ohne Reflow einfach ein Kampf.

Folgende Erfahrungen habe ich dabei gemacht -> Ich nehme überall 150µ stencil und lasse die Pads so wie sie sind ohne Verkleinerung. Passt bis auf seehr wenige Ausnahmen bei uns immer. Der Pastendrucker sollte schon sehr stabil sein und wenn möglich auch mit Mikrometerschrauben in allen Achsen justierbar sein. Dann viel Zeit zum Ausrichten nehmen, bis man wirklich zufrieden ist. Die Lötpaste stelle ich kurz vor dem Bestücken noch in den Gefrierschrank (Zieltemperatur knapp über 0°C) dann passt die Konsitenz einfach am Besten. (Wir benutzen http://www.almit.de/products/product.php?pid=2870 Paste, die ist einfach toll ) Wenn das Drucken nicht geklappt hat -> nochmal alles weg und neu machen, sonst wird das nix.

Viel Erfolg beim Projekt, wenn der Ablauf einmal läuft ist Reflow ein Traum und du wirst nie wieder Platinen ohne machen wollen

[Felix_W]

Bei den Lotpasten gibts unterschiedliche Korngrößen und auch wenn die feinere teurer und Standardanwendungen eigentlich unnötig ist, beseitigst du damit schonmal einige Probleme, von denen man bei dem Thema gerade anfangs mehr als genug hat.

Im Gegensatz zur Lagerung, sollte die Paste bei der Verwendung Raumtemperatur haben und gut durchgerührt sein. Ist die Paste zu kalt, gibts Klumpen, ist sie zu warm, wird sie zu dünn und schmierig und drückt sich dann auch leicht unter die Schablone.

Nimm einen scharfkantigen, aber gratfreien Edelstahlrakel (Blechstreifen zwischen zwei Kanthözer schrauben) und drück ordentlich an. Auf der Schablone bleibt kein Pastenfilm zurück, wenn du es richtig machst. Winkel zwischen Rakel und Schablone etwa 60°. Die Pastenwurst sollte unter dem Rakel "rollen" und nicht einfach nur von A nach B geschoben werden.

Die Edelstahlschablonen brauchen erfahrungsgemäß eine sehr hohe Spannung, um sauber aufzuliegen und ich weiß nicht, ob dein Drucker das schafft.

130µm ist für Feinpitch schon relativ dick. Das Problem ist, dass die Paste in der Schablone hängen bleibt, wenn du die Löcher zu schmal (ca <1,5xD) machst, bei größerer Breite aber zu viel Paste auf die Pads bringst, was dann zu Brücken führt. Versuchs mal mit 100µ bei gleicher Lochgröße, das hat dann zudem den Vorteil, dass die Schablone weniger Spannkraft braucht.

Grüße, Felix

[shaun]

Spannend hier Bestückungskosten wären natürlich schon etwas hoch, mit der Menge wird es natürlich erträglicher pro Stück, aber das ist ja meist keine Option. Immerhin nimmst Du Paste mit Silber, ich würde PbF Prototypen nicht mehr ohne löten, und organisches Harz-Flussmittel finde ich auch ganz wichtig.

[felixh]

Spannend hier Bestückungskosten wären natürlich schon etwas hoch, mit der Menge wird es natürlich erträglicher pro Stück, aber das ist ja meist keine Option. Immerhin nimmst Du Paste mit Silber, ich würde PbF Prototypen nicht mehr ohne löten, und organisches Harz-Flussmittel finde ich auch ganz wichtig.

Ja, da hast du recht.
Ich hab zwar mittlerweile einen bezahlbaren bestücker gefunden, aber eigentlich würde ich das auch gerne selber können.
nagt auch an meiner Ehre

Grundsätzlich sehe ich jetzt 3 Optionen:
kleinkram per reflow (bleifrei), und die 3 kritischen teile (LQFP100, QFN48, FFC) verbleit per Hand.
Bestücker bemühen
Weiter Experimentieren.

130µm ist für Feinpitch schon relativ dick. Das Problem ist, dass die Paste in der Schablone hängen bleibt, wenn du die Löcher zu schmal (ca <1,5xD) machst, bei größerer Breite aber zu viel Paste auf die Pads bringst, was dann zu Brücken führt. Versuchs mal mit 100µ bei gleicher Lochgröße, das hat dann zudem den Vorteil, dass die Schablone weniger Spannkraft braucht.

OK. Hier haben sich auch schon leute gemeldet, die nur 150u Stencils verwenden...
Ich bespreche das mal durch, ob ich jetzt nen neuen Stencil bestellen soll oder ob wir das gleich an den Bestücker geben.
ein versuch kostet halt auch gleich Bauteile im Wert von knapp 20€...

Und bei diesem Bleifreien rotz hab ichs bisher nicht geschafft nachzuarbeiten. das Zinn "Schmiert" einfach nur, fliesst nicht richtig. Zusätzliches Flux ist innerhalb einer halben Sekunde verzundert.
Entlötlitze klappt nur mit zusätzlichem Blei... Der Horror!
An die kurzschlüsse unter dem QFN komm ich garnicht ran.

da der kram unte die Schablone fliesst, wäre die Vermutung, dass die Paste zu Warm ist.
Viel hab ich nichtmehr, das probier ich aber nochmal aus!

also wenn es nur um die Leiterplatte da auf dem Bild geht -> da wäre ich per Hand wohl schneller als mit Reflow, allerdings sind die Ergebnisse mit Reflow einfach schöner und bei mehr Bauteilen (Ich bestücke Regelmäßig Prototypen mit einigen 100 Bauteilen und extremer Packungsdichte) ist es ohne Reflow einfach ein Kampf.

Echt?
also, in der Reflowvariante hab ich die Platine nach den ersten Experimenten vollbestückt nach 20 minuten im Ofen.
per Hand brauche ich da deutlich länger. schon alleine mit dem ganzen Hühnerfutter!

[shaun]

>das Zinn "Schmiert" einfach nur, fliesst nicht richtig. Zusätzliches Flux ist innerhalb einer halben Sekunde verzundert. Entlötlitze klappt nur mit zusätzlichem Blei... Der Horror!

Entlötlitze mit ordentlich ROM0 o.ä. harzigem Flussmittel geht bei mir ganz gut für SnAg3,8Cu, ausser auf Masseflächen.
Flussmitteldispenser habe ich ebenfalls mit ROM/ROH0 Flux, davor hatte ich einen angeblichen "no clean" ORL0 Flussmittel, da waren 1 Woche nach dem Löten die Leiterbahnen durch, trotz Reinigen

Heute musste ich eine Kollegin erstmal überzeugen, ihr ersten Prototypen für eine neue Entwicklung selbst zu löten und nicht zum Bestücken zu schicken. Prototyp im Sinne von "am besten Baugruppenweise aufbauen und testen". Tststs...

[Virtex7]

Hallo!

hier mal ein kleiner Erfahrungsbericht:
zuerst dazu: ich löte inzwischen recht viel und auch sehr gern mit dem Ofen, ein einfacher Pizzaofen mit externem Controller für die Lötphase.
was mich bei dir allerdings etwas stutzig gemacht hat ist, folgendes: du sprichst von "Tubenpaste", ist die denn für den Rakelprozess vorgesehen
oder nur für Dispenserauftrag? Da gibt es bei Feinheit und Flussmittel tlw. gewaltige Unterschiede, die sich dann in der Verarbeitung und dem
Ergebnis bemerkbar machen.
Dass die Paste beim Rakeln verläuft, ist für mich ein Zeichen für eine Dispenserpaste.

ich selbst habe auch bei kleinserien (10-30 Platinen auf einen Sitz) nie gerakelt, die Probleme mit dem Ausrichten und andtücken waren mir zu
blöde, ich habe mit einen hochwertigen Dispenser (EFD 1500xl) gekauft und verwende aktuell eine Paste von Chipquick (genaue Nummer müsste ich
nachschauen, die hängt momentan in der Uni im Dispenser....

Probleme mit Brücken habe ich tlw. auch, aber das liegt dann daran, dass ich zu viel Paste genommen habe.

Gestern lief das recht gut, ich hatte nur bei QFN und einen SC70-6 je 2 Brücken, sonst keine.

@bleifrei: das geht alles, das richtige Lötzinn und die richtige Menge Hitze vorausgesetzt.
Die Leute die meinen, sie könnten mit 320° am Lötkolben mit Entlötlitze arbeiten, verstehe ich nicht. Mein Ansatz ist da eher "viel hilft viel" und dann hat
der Lötkolben eben 380°, wenn größere Mengen Zinn wegmüssen.

als bleifreies Drahtlötzinn kann ich die Serie "Trilence" von Stannol empfehlen, ist bisher das beste Lötzinn, das ich hatte. (Versuche vorher mit Felder, Multicore
und Almit)

Da ich durch meine kleine HF-Neigung viele kleine und meist auch QFN, DFN oder ähnlich kleine Bauteile verbaue, würde ich ohne Reflow alt dastehen...

[shaun]

Zuhause löte ich mit einem 0,5mm SnAg3,8Cu Zinn mit Kolophonium-Seele von Edsyn und einem Weller WTCP mit 370° Spitze, das sind so die kleinen Prototypen-Bestückungen, zu denen ich in der Werkstatt keine Ruhe hätte.

In der Werkstatt drehe ich die Station für PbF auch auf 370...380°. Weniger geht gar nicht.

[Profipruckel]

@bleifrei: das geht alles, das richtige Lötzinn und die richtige Menge Hitze vorausgesetzt.
Die Leute die meinen, sie könnten mit 320° am Lötkolben mit Entlötlitze arbeiten, verstehe ich nicht. Mein Ansatz ist da eher "viel hilft viel" und dann hat
der Lötkolben eben 380°, wenn größere Mengen Zinn weg müssen.

Meinen ersten "Weller Magnastat" bekam ich um 1972, schwarzes Kunststoffgehäuse, den grünen Lötkolben noch per Lüsterklemme angeschlossen. Standard waren damals die Spitze "7" = 370°C und Bleilot 60/40. Für gröbere Arbeiten gab es "8" = 425°C!

Zuhause löte ich mit einem 0,5mm SnAg3,8Cu Zinn mit Kolophonium-Seele von Edsyn und einem Weller WTCP mit 370° Spitze, das sind so die kleinen Prototypen-Bestückungen, zu denen ich in der Werkstatt keine Ruhe hätte.
In der Werkstatt drehe ich die Station für PbF auch auf 370...380°. Weniger geht gar nicht.

Die klassische WTCP mit 7er Spitze kann bei bleifrei schon knapp werden, mit modernen, sehr schnell nachregelnden Lötkolben wie Weller WD1M mit RT-Spitze geht das. Aber selbst da weiß ich, dass meine Kollegen in der Fertigung eher in Richtung 400°C einstellen.

[Virtex7]

Hallo!

ihr solltet eure Stationen mal nachmessen und ggf kalibrieren, wenn 400° einstellen wirklich nötig ist. meine WR 3 M war jdf auf der RT Spitze um 20K daneben.
400 echte Grad sind definitiv nicht oder nur bei bitteren Scheißlegierungen nötig, gescheite Lötzinne gehen drunter schon gut.

Bei den alten Kolben ist es allerdings auch so, dass meist ca 20K mehr eingestellt werden müssen, weil durch den Übergang Heizung->Spitze
ein nicht zu vernachlässigender Wärmewiderstand entsteht.
Ich hab bei meiner WTCP-20 damals etwas Kupferpaste reingeschmiert, um das zu verbessern. Brachte was.


Ach und bevor ichs vergesse- die WD1M ist zwar zu den aktuellen RT-Spitzen elektrisch kompatibel, die Dinger entfalten ihre wahre Heizleistung und
Geschwindigkeit erst an einer WX-Station. Diese regeln wesentlich schneller und genauer aus, als die WR und WD-modelle.

[Bruce]

Was ich so zum Thema Pastendruck gelesen habe, kann ich soweit unterschreiben - Paste sollte Raumtemperatur haben. Paste in Spritzen ist für gewöhnlich für manuelle Dispenser oder für die noch recht neuen Jet-Dispenser.
Ich bestelle für fast alle unsere Projekte 120µm Schablonen, minus 10% Pastenvolumen, Ecken gerundet. Druck der Schablone: Kraft = 2*Länge des Rakels in cm. Beispiel 30cm Rakel = 60N Druck. 60° Winkel. Edelstahlrakel wäre am besten.
Es reicht die Paste Klasse 3 (sind meine ich 28-48µm Kugeln). Vor dem Auftragen auf die Schablone gut durchmischen! Wie schon geschrieben wurde muss die Paste abrollen. (Wir verwenden Koki S3X48-500 und die 406 mit aggresiverem Flussmittel) (-500 in Dampfphase und -406 im Reflow)

Eventuell lohnt es sich dass du sogenannte Homeplates machen lässt, dann schwimmen Widerlinge besser in die Mitte. Je nach Leiterplattenhersteller kann auch sein, dass die Anschlüsse der Finepitch Bauteile als Block freigestellt sind, da sie so kleine Lötstop-Stege nicht zwischen die Pins bekommen. Ich würde sagen du hast viel zu viel Paste auf den Pads, die Minisken (Miniskusse?) sind zu bauchig.

Thema Angeschmolzene Micromatch Buchsen: Wir löten fast alles in einem kleinen 3Zonen Reflow. Die Peaktemp ist mit 250°C ausreichend, Zeit über liquidus sind 20-30s. Das Flussmittel brauch gerne mal 90-120s zum Aktivieren! Am Besten mit einem dünnen Drahtelement an einer Lötstelle messen - idealerweise an einem massereichen Anschluss. Auf 260°C gehe ich mit meinem Ofen nur ungern - je nach überschwinger der Heizung wird gerade der rote Kunststoff gerne mal gaaanz leicht bräunlich.

[felixh]

OK, allen erstmal vielen dank!

mir war bisher nichtmal bewusst, dass es zwischen dispenser-paste und stencil-paste einen Unterschied gibt :-/
bin bisher noch nicht dazu gekommen, aber wenn dispenserpaste dünnflüssiger ist, sollte sie sich doch durch den Tiefkühler Stenciltauglich machen lassen, oder?
Die paste selber kommt mir eigentlich sogar relativ dickflüssig vor.
Vor dem Rackel herrollen tut da jedenfalls nix. Vieleicht nehm ich zuwenig Paste?

Die anderen beiden Pasten kommen auch in einer spritze, und funktionieren sogar noch schlechter.
habs jetzt nichtmehr in den Ofen geschoben, das rakelergebniss sieht schon schlimm genug aus.

Ich habs bisher geschafft EINE fast perfekte Platine zu Rakeln. da sind nurnoch wenige körnchen zwischen ein paar Pads - sonst perfekt!
Da sich hier ein Bestücker gemeldet hat, der das ganze für einen Vertretbaren Preis macht, geht die 1. Charge an den Bestücker.
Mein Vater macht langsam Druck - der kram soll bis Ende Mai laufen.

Ich gebe aber nicht auf! es wird weiter experimentiert!
ich will das Können!
(mit dem nicht-finepitch kram bin ich eigentlich wirklich sehr Zufrieden. Ist auch eine deutliche Zeitersparniss!)