SMD-Löten TQFP - Reflow? Dampfphase? Oder per Hand?

[Cysign]

Hallo zusammen,

nachdem ich in den letzten Jahren schon so einiges gelötet habe, möchte ich mich nun in feinere Gefielde trauen.
Ich habe mir vor Kürze eine Heißluftstation gekauft, mit der ich z.B. bereits den AtMega328 eines Arduino Nano getauscht habe.
Hierbei habe ich festgestellt, dass ich die Beinchen manuell mit dem Lötkolben nachlöten musste, da ich wohl irgendwo per Heißluft nicht genug erhitzt hatte, aus Angst den µC zu zerstören.

Ich möchte nun jedoch gerne einen AtMega 2560 verbauen, der ja nun nochmal ein gutes Stück größer ist als ein 238, weshalb ich nun überlege, wie ich dies zuverlässig anstellen kann.

Ich habe bisher noch nicht mit Lötpaste gearbeitet und kann mir nicht vorstellen, dass ich es schaffen könnte, diese wein genug für jedes Beinchen aufzutragen.
Verhält sich diese beim Löten so wie herkömmliches Lötzinn und es genügt, wenn ich einen feinen Streifen der Lötpaste über alle Pads ziehe, da sich das heiße Lötmittel zwischen Beinchen und Platine ziehen wird?

Weiterhin wüsste ich gerne, ob ich bei der Heißluft einfach zu viel Angst habe, etwas zu zerstören und einfach länger/heißer draufhalten sollte, oder ob es mehr Sinn macht, in einen Reflowofen oder eine kleine Dampfphasenlötstation zu investierenl. Zu letzterer konnte ich leider preislich keinen Anhaltspunkt finden, Reflowöfen gibt es bereits ab ca. 250€ bei einigen Anbietern.

Leider habe ich noch nicht das nötige Wissen, um mein Induktionskochfeld so umzubauen, dass ich beim Löten mit Galden keine Sauerei macht und es nicht überhitzt wird. Ich denke auch nicht, dass ich dies in naher Zukunft in Angriff nehmen werden kann.

Wie verlötet ihr denn TQPF und wie stellt ihr sicher, dass die Lötstellen sauber sind? Ich könnte mir vorstellen, auf der Platine Messpunkts für jeden Pin anzubringen, aber alleine schon bei einer Kleinserie von 3-4 Platinen grenzt das Durchmessen jedes einzelnen Pins an eine Sisyphusarbeit...weshalb ich lieber von vornherein sicherstellen möchte, dass die Lötverbindung reproduzierbar und ordentlich hergestellt wird.

[malthy]

Hi,

TQFP gibt's ja noch mit verhschiedenen Pitches. Ich habe bis 0.65 mm Pitch (zB FT232) alles konventionell, d.h. manuell mit Lötkolben gelötet. Kleinerer Pitch kam bei mir bisher nicht vor, ich würde mich da aber durchaus auch rantrauen. Es gibt da verschiedene Löttechniken, schau Dich mal auf Youtube um, da gibt's tonnenweise Tutorials (ich weiß, kein origineller Tipp, aber da ist wirklich was dabei!). Was die Sache vereinfacht ist eine ordentliche Platine mit Lötstopplack, selbstgeätzt geht auch, ist aber für meinen Geschmack etwas nerviger. Ich löte einzelnd Beinchen für Beinchen, mach mir aber dabei keine großen Gedanken, wenn eine Zinnbrücke entsteht. Die Brücken entferne ich dann nämlich im zweiten Schritt mit Entlötlitze. Dazu verwende ich relativ viel Flussmittel, d.h. ich trage Flussmittel auf die entsprechenden Stellen auf, außerdem tränke ich das Ende der Entlötlitze mit Flussmittel. Dann braucht man die Entlötlitze und den Lötkolben nur kurz zusammen an die Zinnbrücke halten, das überschüssige Zinn ist dann schnell abgesaugt. Je feiner der Pitch ist, je größer ist die Gefahr, dass man beim Löten die Beinchen mit dem Lötkolben verbiegt, da muss man wirklich etwas aufpassen. Ich löte immer per Auge, d.h. ohne Lupe. Allerdings ist eine Stereolupe (Binokular) für meinen Geschmack extrem hilfreich, um das Ergebnis im Nachhinein optisch zu überprüfen, habe auf diese Art schon den ein oder anderen Feinschluss entdeckt, der einen sonst länger genervt hätte.

Gruß
Malte

[White_Fox]

Ich habe bisher noch nicht mit Lötpaste gearbeitet und kann mir nicht vorstellen, dass ich es schaffen könnte, diese wein genug für jedes Beinchen aufzutragen.
Ich glaube kaum daß du da Grund zur Sorge hast. Mit einer Nadel wirst du das sehr gut dosieren können. Die Platine ein wenig erwärmen, wenn die SMD-Lötpaste Fäden zieht oder sich nicht richtig auf die Pads setzen will. Ein Gutes hat die Sache: Es ist wirklich schwierig, zu wenig Lötpaste drauf zu machen.

Ansonsten: Das müsste für dich hinzukroegen sein:
https://www.youtube.com/watch?v=TJAByNlfkyE

[Cysign]

Klar, dick mit Lötzinn einsauen und hinterher das überschüssige Lötzinn entfernen ist kein Problem.
Und auch nen AtMega128/328 bekomme ich noch per Hand gelötet. Aber der 2560 ist ja nochmal ne Nummer feiner und hat wesentlich mehr Beinchen. Da hätte ich dann gerne ein angenehmeres Verfahren ;)

Das mit der Nadel ist ne gute Idee. Das werde ich bei Gelegenheit mal ausprobieren.
Wenn ich die Lötpaste aufgetragen habe und es dann noch schaffe, den IC sauber aufzulegen, muss ich dann schauen, dass ich alle 4 Seiten gleichmäßig erhitze, um Spannungen vorzubeugen?
Ohne Vorsatzdüse ist die Luftaustrittsöffnung an meiner Heißluftstation groß genug...aber irgendwie fühl ich mich unwohl, so großflüchig Wärme abzugeben...
Und von reproduzierbarem Ergebnis sprechen wir dann ja auch noch nicht.
Daher ja meine Idee, auf einen Reflowofen zu sparen. Aber ich habe immer noch keinen Anhaltspunkt gefunden, in welchem Budget Dampfphasenstationen anfangen.

[oberallgeier]

Klar, dick mit Lötzinn einsauen .. ist kein Problem .. Aber der 2560 ist ja nochmal ne Nummer feiner und hat wesentlich mehr Beinchen ..Stimmt, 328-er in TQFP hatte ich auch schon mit nem simplen Lötkolben entlötet und wieder bestückt. Mit anschließender Funktion.

Beim Jugend-forscht-Projekt 2015 bekam das von mir betreute Team ne Heißluft-Rework-Station (http://www.reichelt.de/index.html?&ACTION=446&LA=2) gesponsert:
......http://cdn-reichelt.de/bilder/web/artikel_ws/D200/STATIONZD-939L.jpg

Das Ganze und insbesondere die schicken Quadratdüsen sind zum Entlöten sehr gut geeignet. Löten von Teilen der Größe TQFP32 fand ich nicht sooo praktisch. Andererseits habe ich schon mehrere defekte babyorangutans (168er MLF32 gegen 328er) mit diesem Gerät wiederbelebt. Und bei diesen kleinen Dinge gingen Ent- und wieder Einlöten sehr gut - bei Reparaturen natürlich ne gute Abdeckung der Umgebung vorausgesetzt. UND - - ich bin in Löten wirklich nicht sehr firm.

[Thommi]

Ich habe fast noch nie das Hühnerfutter gelötet, wird aber auf mich zukommen. Ich stelle mir vor, dass ich da nen Löter in eine Dremelständervorrichtumg einspanne und mit der Lötspitze dann gezielt auf die Lötpunkte komme.

[Crazy Harry]

Du lötest den TQFP-IC an 2 gegenüberligenden Pins an, schmierst Lötpaste an das Ende der Pins (Ende Pin zum Pad) und stellst deine Heissluftstation mit dünner Düse auf wenig Luftdurchsatz und eine relativ hohe Temperatur. Dann einfach in 10mm Abstand an den ersten Pin halten und wenn es zu schmelzen beginnt langsam entlang fahren. Ich habe eine AUYUE-Station (mit zusätzlichem Lötkolben und Vakuumentlötkolben) und stell die Temperatur auf 350°C und Luft <40 (keine Ahnung was das sind .... Bratwürste ? :D). Wenig Luft damit es dir die Paste bzw. das Lötzinn nicht wegbläst. Das geschmolzene Zinn zieht es zu den Pads/Pins hin und ich hatte so noch nie einen Kurzen.

.... achja Hühnerfutter normal per Hand. Mit Heissluft blästs dir das weg und wenn du es eh festhalten mußt, kannst du es gleich konventionell löten ;)

[Cysign]

Danke verrückter Harry ;)
Die Lötpaste verteilst du dann auf das Ende der Pins auch per Nadel?
Wie präzise sollte das sein? Und was, wenn ich mit der Paste einen Kontakt zwischen zwei Pins herstelle, zerfließt das beim Erhitzen und trennt sich wieder?

[Manf]

Hier von Profis:
https://www.youtube.com/watch?v=5uiroWBkdFY
https://www.youtube.com/watch?v=5tKMxD4XLps

Hier mit mehr Nacharbeit wegen etwas zögerlichem Einsatz von Lötzinn im ersten Durchgang.
https://www.youtube.com/watch?v=K5NXu20749U

Es gibt auch Darstellungen von Lötvorgängen bei denen sehr viel Zinn im ersten Durchrgang verwendet wird und danach wird fast alles wieder abgetragen.
Ich finde sie nur gerade nicht.

[Cysign]

Das mit dem Lötzinnüberschuss kenn ich und hab ich auch schon so gemacht.

Danke für die Videolinks, das hat mir doch einiges an Sorgen genommen.
Aber ich bin immer noch unsicher, wie ich verifiziere, dass ich den Baustein nicht überhitze beim Löten. Ich denke, hier muss ich einfach Erfahrungen sammeln.

Ich hab heute bei meiem Elektroladen mal bzgl. Flussmittel nachgefragt. Dort gabs ein günstiges, das von der Konsistenz eher wie eine Paste ist, für 5€, und für 15€ das "FL 22 Edsyn". Für meine ersten Versuche hab ich mir mal das günstige Flussmittel mitgenommen. Aber ich denke, wenn ich öfters TQFP verbauen werde, gönn ich mir mal das teurere.
Hat jemand von euch schon Erfahrungen damit gemacht?

[malthy]

Ich benutze aufgrund einer Empfehlung aus einem anderen Forum seit Langem FL88 von Edsyn.

[Cysign]

Nutzt du das als Stift oder gibts das auch in Spritzenform?
Ich hab bedenken, ob bei einem Stift genug Flussmittel aufgetragen wird. Grade beim Entlöten kömmt man ja nicht immer überall dran...

[White_Fox]

Nimm auf jende Fall irgendein No-Clean-Zeugs. Kolophoniumreste (um mal ein Extrem zu nennen) zwischen den Beinchen und unter dem Gehäuse hervorzupulen ist ne Scheißarbeit mit hohem Isopropanolverbrauch und wenig Erfolgsgarantie. Und eine flüssige Konsistenz ist auch nur von Vorteil, meiner bescheidenen Meinung nach.

Wegen thermischer Zerstörung beim Löten: Das kannst du erst beim Testen verifizieren. Entwedergehts, oder es geht nicht. Es gibt von guten Bauteilen zwar vom Hersteller Vorschriften wie die Temperaturrampe auszusehen hat (es gibt nicht nur direkte thermische Belastung, sondern auch Belastungen durch mechanische Spannung infolge von Ausdehnung durch das Erwärmen), aber wenn du mehrere Bauteile mit unterschiedlichen Rampen hast mußt du schon einen Kompromiss finden. Und Rampenfahren fällt beim Handlöten eh aus.
Ich würde nach folgendem Schema vorgehen: Reichlich Wärme (Eier haben und bloß nicht zimperlich sein), und dafür ein möglichst kleines Delta t.
Und wenn dir was kaputtgeht, dann ist das eben so...mir ist es auch schon passiert, daß ich ein Ersatzteil aus einer Platine löten wollte und dabei sowohl die Platine als auch das Bauteil zerstört habe. (Ok, war auch auf Arbeit, sehr schlechtes Werkzeug daß zudem auch nicht gerade pfleglich behandelt wurde und alles mußte furchtbar schnell gehen...aber das ist ein anderes Thema.) Ohne Späne zu machen lernt man das Hobeln nie.

[RMROB]

Luft <40 (keine Ahnung was das sind .... Bratwürste ?:confused:


bei meiner Aoyue sind das l/min

[Cysign]

Ja, das mit dem zimperlich sein hab ich mir durch das Youtube-Video auch abgewöhnt. Ich hab jetzt nen TQFP -Chip gestgelötet mit Lötpaste. Die wollte sich einfach nicht bewegen. Also Luftstrom runtergestellt und die Temepratur nochmal stark erhöht und siehe da: Die Paste wandelte sich von grau zu silber und ist ordentlich geflossen ;)
Und mit dem Lötflussmittel klappt Entlöten viel, viel besser. Ich hätte nie gedacht, dass mit entlöten mal so viel Spaß machen kann, weils so einfach geht :)

[Crazy Harry]

kleiner Tip:
http://www.aoyue.eu/aoyue-zubehor-loeten-plattformen-stative-lotpaste-lotzinn-pinzetten/lotzinn-lotflussmittel-lotpaste-aoyue/aoyue-lotpaste-solderpaste-50g.html

http://www.aoyue.eu/aoyue-zubehor-loeten-plattformen-stative-lotpaste-lotzinn-pinzetten/lotzinn-lotflussmittel-lotpaste-aoyue/aoyue-flussmittelgel-10ml-lotflussmittel-flussmittel.html

Ich mische immer Paste und Flussmittel 3:1 und fülle das in 2ml Spritzen ab. Eine abgeschnittene Kanüle Grösse 2 (gelb) drauf und los gehts.

[Cysign]

Das ist ja mal ne abgefahrene Idee ;)
Wie lange hält sich das Flussmittel nach dem ersten Öffnen? Das dürfte etwa die sein, die ich nun auch hier hab.
Ziemlich ekliges Zeug...auch beim Abwischen...

[021aet04]

Ich habe noch nicht mit Lötpaste gearbeitet. Aber hast du schon einmal statt mit dem aoyue Flussmittel mit Standard kolophonium Flussmittel gearbeitet (z.b. http://www.distrelec.at/de/flussmittel-500-ml-stannol-kolo-400-25/p/18249468) ? Ich verwende dieses Flussmittel häufig.

MfG Hannes

[Cysign]

Bisher noch nie in Reinform. Ich meine, in meinem alten, bleihaltigen Lötzinn war Kolophonium drin.

Wie wichtig ist eigentlich das Entfernen des Flussmittels?
Greift das die Leiterbahnen an?

- - - Aktualisiert - - -

So, ich hab jetzt mal den AtMega2560 auf n Breakoutboard gelötet. Ich hab zuerst an einer Seite die beiden äußersten Pins mit dem normalen Lötkolben festgelötet. Dann hab ich mit nem Zahnstocker hauchdünn, fast gar nichts, von der Lötpaste aufgetragen und bin mit heißer Luft drüber.
Dafür dass das Positionieren des Gehäuses erstmal recht fummelig war, hats dann doch recht gut geklappt.
Die 2-3 Lötbrücken habe ich einfach mit Entlötlitze super easy entfernen können. Durchgemessen: Keine Kurzen ;)
Danke für euere Ratschläge :)
Man muss sich da einfach nur mal rantrauen^^

[021aet04]

Kolophonium ist nicht säurehältig. Es greift daher die Leiterbahnen nicht an (im Gegensatz zu Lötfett o.Ä.). Kolophonium ist in jedem Lötzinn enthalten (im Kern).

Soweit ich weiß gibt es nur bei präzisen Analogschaltungen Probleme (es gibt vermehrt Störungen).

@crazy harry
Hast du schon einmal statt dem aoyue Flussmittel das kolophonium der Lötpaste beigemischt?

MfG Hannes

[White_Fox]

Wie wichtig ist eigentlich das Entfernen des Flussmittels?
Greift das die Leiterbahnen an?

Ich entferne Flussmittel grundsätzlich. Es sieht scheiße aus, klebt manchmal und zumindest Kolophonium leitet auch. Es ist zwar recht hochohmig, kann aber unter Umständen trotzdem stören, auch Mikrocontroller.

Ich dachte mal ich teste erst und das Flussmittel entferne ich irgendwann mal, dann gabs aber Probleme. Mit nem Multimeter durchgemessen und siehe da, Brücken mit teilweise mehreren 10kΩ Widerstand drin (und das waren definitiv keine Lötbrücken). Nach einem Ethanolbad und Einsatz einer alten Zahnbürste war die Geschichte erledigt.

[021aet04]

Kolophonium leitet? Ich hatte noch nie Probleme damit. Ich entferne es aber nicht immer.

MfG Hannes

[White_Fox]

Ich muß sagen daß ich eine Kolophonium-Ethanol-Lösung als Flussmittel verwende. Das lötet prima und ist recht billig. Ich glaube aber daß das Ethanol nichts zur Sache tut, das Zeug siedet ja schon bei <70°C.

Aber ja...auf Lochrasterkarten habe ich damit schon Brücken verzapft, die deutlich innerhalb der Wahrnehmungsgrenze meines Multimeters lagen. Zwar meistens noch im ΜΩ-Bereich, gelegentlich aber auch schon drunter.

[Cysign]

Ich hatte den Eindruck, dass irgendwo bei mir auch das Flussmittel geleitet hat. Allerdings weiß ich nicht, ob es das der Lötpaste war oder das zusätzliche Flussmittel, das ich zum Entfernen von Lötbrücken genutzt hatte.
Unter nem Fadenzähler konnte ich lediglich eine Lötbrücke ausschließen.


Mal was anderes zum SMD-Löten:
Wenn ich nun nen IC verlöte, ihn aber wieder entfernen muss, dann mach ich die Aufsatzdüse ab und beheize den ganzen IC als Einheit, damit an allen Seiten gleichzeitig die Beinchen heiß werden.
Ist es wahrscheinlicher, dass der IC-Kern kühl genug bleibt, um keinen Schaden zu nehmen oder ist eher davon auszugehen, dass der IC (in meinem Fall ein Mega2560) nach dem Entlöten auf diese Weise unbrauchbar ist?

So langsam finde ich Gefallen am heißluftlöten mit Lötpaste...und es kommt wirklich inzwischen vor, dass ich einzelnen Beinchen zu wenig Lötpaste verpasse und mit einem Zahnstocher etwas nachgeben muss - im Gegensatz zum Anfang, wo ich eher zu viel genommen hatte und mühselig mit Flussmittel und Entlötlitze Brücken beseitigen musste :D

[Peter(TOO)]

Hallo Hannes,

Kolophonium leitet? Ich hatte noch nie Probleme damit. Ich entferne es aber nicht immer.

Kolophonium ist hygroskopisch, nimmt also je nach Luftfeuchtigkeit mehr oder weniger Wasser auf.

Typisch hat man da schon ein paar Meg Parallelwiderstand, das kann aber auch auf unter 200k runter gehen.
Kommt jetzt aber auch sehr auf die Anwendung an, ob solche parasitären Widerstände Probleme machen oder nicht.

MfG Peter(TOO)