Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Wissenschaftliche Diskussion zu kalten Lötstellen und Led Produktion


von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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Ist hier ein Wissenschaftler der meine Erkenntnisse weiterführen kann?

Meine wissenschaftliche Erklärung zu kalten Lötstellen geht so, dass das 
Lötzinn sich beim Abkühlen zusammenzieht, dadurch entsteht ein 
Microspalt irgendwo wo es zuletzt abkühlt. Die Lötstelle funktioniert 
zwar, aber mit der Zeit oxidiert das Zinn im Spalt und bildet eine 
Isolationsschicht. Evtl. gefördert durch thermischen Stress der den 
Spalt öffnet und schließt. Ausweg: das Lötvorhaben in Lötfett tränken, 
so wird alles Oxid aus dem Zinn entfernt und die Lötstellen werden 
qualitativ hochwertig.

Bei der Ledherstellung, wird da ein CCT und CRI bevorzugt? Oder ist es 
eine Produktionsschiene die dann alle möglichen CCTs und CRIs 
hervorbringt? Ich schätze mal es gibt pro CCT und pro CRI eine 
Produktionsschiene nur der Tint, oder Chromaticity Bin, also die 
Farbrichtung in die es verschoben ist, jenseits der Black body curve, 
fällt nach Zufallsprinzip aus. Ebenso wie die Effizienz lm/W.

von Achje (Gast)


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Der G. schrieb:
> Ausweg: das Lötvorhaben in Lötfett tränken,

Freitag war gestern.

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Du hast die Microcracks entdeckt, Glückwunsch.

von Harald W. (wilhelms)


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Der G. schrieb:

> Meine wissenschaftliche Erklärung zu kalten Lötstellen geht so, dass das
> Lötzinn sich beim Abkühlen zusammenzieht, dadurch entsteht ein
> Microspalt irgendwo wo es zuletzt abkühlt.

Dann müssten ja alle Lötstellen dieses Problem haben. Das ist aber
nicht der Fall, sondern eine "richtig" ausgeführte Lötung hält
problemlos viele Jahrzehnte.

> Ausweg: das Lötvorhaben in Lötfett tränken,
> so wird alles Oxid aus dem Zinn entfernt und die Lötstellen werden
> qualitativ hochwertig.

Nein, das ist der beste Weg zur Produktion von schlechten Lötstellen
mit geringer Haltbarkeit.

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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Der G. schrieb:
> Ist hier ein Wissenschaftler der meine Erkenntnisse weiterführen kann?

Wissenschaftler beschäftigen sich nicht mit so etwas trivialem.

Wenn du Zinn am Lötkolben hast und ihn schnell auf ein Pad gibst, ohne 
dass das Pad warm genug werden konnte, dann haftet das Zinn zwar auf dem 
Pad, weil die Form ganz gut passt, aber es hat keine richtige Verbindung 
mit der Oberfläche und kann durch etwas Kraft abgelöst werden.

Die Lötstelle war also zu kalt.

Bei LEDs habe ich schon welche gehabt die von außen gut aussahen, aber 
die glänzende Oberfläche täuschte gewaltig.
Die Zinnbällchen in der Paste waren alle noch separat und man konnte die 
SMD-LEDs mit einem Schraubenzieher abstreifen. Die Zinnpaste war einfach 
nur fest getrocknet und die äußeren Bällchen waren etwas angeschmolzen.

Es war ganz witzig, die LED-Platinen für den Halogenlampen-Sockel wurden 
warm und dann sind nach Wochen die LEDs langsam abgefallen. Die LEDs 
lagen dann zusammen mit der Lötpaste auf der Schutz-Scheibe der Lampe.

Man hätte eigentlich nur vorher mal mit Heißluft rüber gehen müssen um 
die LEDs zu verlöten.
Die Chinesen haben einfach die Produktionsprozesse "optimiert" um nicht 
so viel Zeit beim verlöten zu verbrauchen. Es hielt ja.


Das ist fast genau so wie bei meinen 3W LEDs, da wurde offenbar der 
Bond-Prozess etwas schneller abgewickelt um Zeit zu sparen. Das Resultat 
waren LEDs die nach ein paar Tagen bei nominaler Belastung langsam 
ausgefallen sind. Ganz langsam, eine nach der anderen.
Nachdem man sie eine ganze Weile abkühlen lassen hat, haben alle wieder 
geleuchtet. Nach dem Anschalten sind sie dann wieder ausgefallen.

Die Haltbarkeit der LEDs lag so bei etwa 3 Tagen.


Man muss echt alles Material ordentlich durchtesten, quasi einen 
Burn-In-Test machen.
24h Dauerbelastung sind aber hier nicht genug gewesen, das haben sie 
durchgehalten ... nach 3 Tage fielen die ersten LEDs erst aus.
Ständiges aufwärmen und Abkühlen hätte den Fehler wohl schon eher 
gezeigt.
... ach, das war peinlich.

von malsehen (Gast)


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Der G. schrieb:
> das Lötvorhaben in Lötfett tränken

Besser: Salzsäure!

von Stefan F. (Gast)


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Der G. schrieb:
> Meine wissenschaftliche Erklärung

Auf welche Wissenschaftliche Arbeit beruht denn deine wissenschaftliche 
Erkenntnis? Man kann nur wissenschaftliche weiterführen, was vollständig 
offen gelegt ist. Sonst ist es nicht wissenschaftlich.

Mir kommt es eher so vor, dass es hier gar nicht um Wissenschaft geht, 
sondern um eine erste vage Vermutung die auf nichts beruht.

von michael_ (Gast)


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Der G. schrieb:
> Meine wissenschaftliche Erklärung zu kalten Lötstellen geht so, dass das
> Lötzinn sich beim Abkühlen zusammenzieht, dadurch entsteht ein
> Microspalt irgendwo wo es zuletzt abkühlt.

Nein!
Mit einem Spalt hat es nichts zu tun.
Aber mit dem Gefüge und Korngrenzen.
Typische Kalte Lötstellen machen sich erst nach längerer Zeit bemerkbar.

Und ja, es ist eine Wissenschaft für sich.

von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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von Mani W. (e-doc)


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Der G. schrieb:
> Meine wissenschaftliche Erklärung zu kalten Lötstellen geht so, dass das
> Lötzinn sich beim Abkühlen zusammenzieht, dadurch entsteht ein
> Microspalt irgendwo wo es zuletzt abkühlt. Die Lötstelle funktioniert
> zwar, aber mit der Zeit oxidiert das Zinn im Spalt und bildet eine
> Isolationsschicht.

Und weiter brauchen wir nicht zu diskutieren, denn

Der G. schrieb:
> Evtl. gefördert durch thermischen Stress der den
> Spalt öffnet und schließt. Ausweg: das Lötvorhaben in Lötfett tränken,
> so wird alles Oxid aus dem Zinn entfernt und die Lötstellen werden
> qualitativ hochwertig.

Warum lötest Du nicht gleich so hochwertig, was Andere schon seit
40 Jahren gemacht haben?

von michael_ (Gast)


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Der G. schrieb:
> Danke Sven und Michael, habe das gefunden:
> 
https://nepp.nasa.gov/whisker/reference/tech_papers/2008-Snugovsky-SAC-Whiskers.pdf
>
> 
http://www.maschinenbau-wissen.de/skript3/werkstofftechnik/metall/17-kristallisation

Diese Beispiele sind etwas weit hergeholt.
Es gibt sicher Unterlagen, welche sich auf die Prozeßsicherheit beim 
Löten beziehen.
Ich hab das mal genauer gewußt, bin aber zu faul die alten Unterlagen 
auszugraben.

von Sven S. (schrecklicher_sven)


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Der G. schrieb:
> für den Rest:
> Youtube-Video "DANGEROUS 100W LED EXPLODES!"

Hab mir das Video reingezogen.
Jetzt frage ich mich wieso,
gibt es eigentlich den Zoo?

von Bastler (Gast)


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Der G. schrieb:
> für den Rest:
> Youtube-Video "DANGEROUS 100W LED EXPLODES!"

Überhaupt nicht lustig. Zeitverschwendung.

von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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Das habe ich heute gelernt: Oxidbildung durch Flussmittel verhindern und 
schnell abkühlen lassen, damit kleine Korngrößen für Duktilität und 
Festigkeit sorgen sowie Microcracks entgegenwirken.

malsehen schrieb:
> Besser: Salzsäure!
Lötwasser: https://de.wikipedia.org/wiki/Flussmittel_%28L%C3%B6ten%29

Mike J. schrieb:
> Es hielt ja.
Bei gekauften Stars sitzt die Led oft auf ner dickeren Schicht Lötzinn, 
dann mach ich die nochmal heiss und tippe drauf damit es das 
überschüssige Lötzinn raushaut. Wärmeleitwert Zinn: 
https://www.elektroniknet.de/design-elektronik/elektronikfertigung/waermemanagement-bei-leds-87523.html

Bastler schrieb:
> Überhaupt nicht lustig. Zeitverschwendung.
Ein äußerst wichtiger Beitrag, damit sich die Schreiber von blödsinnigen 
Kommentaren nicht saudumm vorkommen müssen ;-)

: Bearbeitet durch User
von Mike J. (linuxmint_user)


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Der G. schrieb:
> Bei gekauften Stars sitzt die Led oft auf ner dickeren Schicht Lötzinn,
> dann mach ich die nochmal heiss und tippe drauf damit es das
> überschüssige Lötzinn raushaut.

Lass das mal so.
Die haben offenbar einfach einen Stencil genommen bei dem auch die 
Fläche unter der LED ebenfalls frei war und so haben sie quasi das 
Alu-Gehäuse der LED in die Lötzinnpaste gelegt und dort quasi verlötet. 
Es hält nicht, aber das ist egal, es soll ja nur die Unebenheiten 
ausgleichen und einen möglichst guten Kontakt zur LED ermöglichen.

Wenn du wirklich diesen Aluminium-Stern erhitzen möchtest, dann darfst 
du die LED-Linse nicht zum schmelzen bringen. Die Hitze sollte also 
besser von unten kommen und nur die Alu-Sterne erhitzen, so dass sie 
heiß werden und das Lötzinn auf der Oberfläche zum schmelzen bringen.
Die LED und die Pads werden dabei dann nur indirekt, durch den 
Sternkühlkörper erhitzt.

von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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Led und Star verzinnen, Lötfett drauf, Led drauflegen, Feuerzug unter 
den Star, warten bis Led aufschwimmt, antippen, Lötzinn fliegt raus, 
blasen, freuen :-)

von Der G. (Firma: schlechthin) (gastgeber)


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Zu Lötzinn: hab Verbatim 64 GB "Verbatim 49173 Store 'n' Go V3" Sticks 
aufgemacht und entdeckt dass sich Whiskers aus dem Lot empor heben. Die 
könnten dafür sorgen das eines Tages etwas im Stick durch Kurzschluss 
zerstört wird. Also abgebürstet und mit Silikonspray versiegelt. 
Alternativ Epoxy.

https://en.wikipedia.org/wiki/Whisker_(metallurgy)#Effects

: Bearbeitet durch User
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