Löten von sehr kleinen Hallsensoren

[Markus P. (maxpeer)]

Hallo,

ich will in meinem Messaufbau die Flussdichte in einem sehr kleinen 
Luftspalt (ca. 1mm Höhe) messen. dazu habe ich mir ein paar 
verschiedene, lineare Hallsensoren gekauft. Diese sind ca. 0.6mm hoch 
und je nach Art 1-3mm breit bzw. lang.
Einerseits wird das Löten an sich hier schon schwierig, außerdem 
benötigt eine Platine noch zusätzlichen Platz, wodurch ich überlegt habe 
den Sensor in den Luftspalt zu kleben und die Drähte einzeln anzulöten.
Was sind da eure Erfahrungen bzw. könnt ihr mir dazu Tipps geben?

Zu den Sensoren (Package/Size):
SMT/1.5x1.5x0.6mm, SIP/2.7x2.35x0.95mm bzw. DFN/1.2x0.5x0.3mm

Vielen Dank und liebe Grüße
Max

[Andreas B. (bitverdreher)]

So etwas loetet man mit Heißluft oder einem reflowofen.

[Vanye R. (vanye_rijan)]

> könnt ihr mir dazu Tipps geben?

Im zweifel Typ den Sensor angeben oder Datenblatt gleich mit anhaengen.

Ansonsten, ab unters Mikroskop und loeten. Wo ist das Problem?

Bei DFN darauf achten was mit dem EP geschehen soll!

Vanye

[Markus P. (maxpeer)]

Vanye R. schrieb:
> Ansonsten, ab unters Mikroskop und loeten. Wo ist das Problem?
>
> Bei DFN darauf achten was mit dem EP geschehen soll!

Entschuldigung für die Frage, ich bin in diesem Bereich eher ein 
Anfänger und wollte sicher gehen...
Was bedeutet in diesem Kontext EP?

[Sebastian R. (sebastian_r569)]

Markus P. schrieb:
> Was bedeutet in diesem Kontext EP?

Exposed Pad. Das Pad untendrunter.

[Markus P. (maxpeer)]

Andreas B. schrieb:
> So etwas loetet man mit Heißluft oder einem reflowofen.

und das funktioniert auch gut, wenn ich direkt einen Draht anlöte ohne 
einer zusätzlichen Platine?

[Paul B. (paule201)]

Andreas B. schrieb:
> So etwas loetet man mit Heißluft oder einem reflowofen.

Zeig doch mal wie du Drähte an so einen Sensor im Ofen anlötest, ich bin 
gespannt.

Gibt die Möglichkeit eine Mechanik zu installieren, die dir die Bewegung 
aus dem Spalt "herausleitet" um die Sensorik und den Magneten an anderer 
Stelle zu platzieren?
Ähnlich wie es hier gemacht ist, nur eben auf dein Problem angepasst.
https://github.com/drspangle/infidel-sensor?tab=readme-ov-file
Wo sitzt der Magnet in deinem Aufbau? Schon im Luftspalt?

Ansonsten gibt es Platinen mit 0,4mm Stärke. Dazu dein 0.3mm Sensor 
macht 0,7mm. Reicht das? Dann hast du dir halt ein teures Breakout Board 
fertigen lassen, aber wenn es zum Ziel führt ist das ja durchaus 
vertretbar.

[Markus P. (maxpeer)]

Sebastian R. schrieb:
> Markus P. schrieb:
>> Was bedeutet in diesem Kontext EP?
>
> Exposed Pad. Das Pad untendrunter.

Danke! Dann verstehe ich trotzdem nicht ganz, was mit der Aussage 
gemeint ist: "was mit dem EP geschehen soll"

LG

[J. T. (chaoskind)]

Paul B. schrieb:
> Dazu dein 0.3mm Sensor macht 0,7mm.

Sein Sensor ist 0.6mm hoch. Er hat nur 1mm Platz.... Wieso sollte man 
als TO überhaupt noch irgendwas liefern, wenn es doch eh überlesen wird?

[Paul B. (paule201)]

Markus P. schrieb:
> DFN/1.2x0.5x0.3mm

J. T. schrieb:
> Sein Sensor ist 0.6mm hoch.

Der Nächste der nicht lesen kann....

J. T. schrieb:
> Wieso sollte man
> als TO überhaupt noch irgendwas liefern, wenn es doch eh überlesen wird?

Wieso antwortet man überhaupt, wenn man noch nicht mal den Eingangspost 
gelesen und verstanden hat?

[F. (radarange)]

Hast du mal Bezeichnungen der Sensoren? Ich glaube nicht, dass ein 
Hallsensor dieser Größe im DFN-Package ein exposed pad hat.
Jetzt gibt's zwei Möglichkeiten: Wenn du das nur ein paar Mal brauchst, 
dann löte Drähte an. Soll es häufiger genutzt werden oder solltest du 
die Sensorausrichtung genau kontrollieren wollen, bleibt dir eigentlich 
nur eine flexible Platine, da diese sehr dünn sind.

Drähte lassen sich unter dem Mikroskop gut anlöten, der Sensor braucht 
auch nicht nennenswert Strom oder Kühlung, daher geht das ganz gut. 
Dünne Lötspitze, viel Flussmittel, Zeit nehmen und vorsichtig sein. Als 
Draht eignen sich Wire-Wrap-Draht (üblicherweise AWG30), Fädeldraht oder 
auch einfacher dünner Kupferlackdraht. Isolierung vorher entfernen 
(nicht zu viel), dann Draht verzinnen. Pad auf dem Bauteil wenig 
verzinnen, dann Flussmittel drauf, verzinnten Draht auf Pad ausrichten, 
kurz erhitzen, bis das Lot schmilzt, Hitze wegnehmen und warten, bis es 
wieder fest ist, fertig. Wichtig hier: Kurze Lötzeit, Pausen zum 
Abkühlen. Schön sieht das am Ende nicht aus, aber das muss es auch 
nicht. Überstehende Drahtstücke können durch vorsichtiges mehrmaliges 
Biegen bzw. hin- und herwackeln abgebrochen werden.

[Markus P. (maxpeer)]

ich habe ein paar verschiedene Sensoren zum probieren bestellt mit 
unterschiedlichen Höhen (0.3, 0.6 und 0.95mm)
Bei Verwendung einer Platine wäre meine Überlegung gewesen, diese 
eventuell so anzubringen, dass die gesamte benötigte Höhe des Luftspalts 
nicht größer wird.
Wie im Bild rechts oben zu sehen, würde ich die Platine dann mit einem 
sehr exakten Loch versehen und es auf den Sensor "stecken", sodass die 
benötigte Höhe nicht steigt.
Macht das Sinn oder lässt sich das in der Praxis eher schwer umsetzen?

LG

[Michael B. (laberkopp)]

Markus P. schrieb:
> Drähte einzeln anzulöten.

Geht, wenn du danach nichtrhr an den Drähten wackelst (Heisskleber 
drumrum ?)

Da DFN die Drähte von unten angelötet bekommen muss, wird das schön 
dünne Gehäuse davon dicker.

Die beiden anderen Gehäuse erlauben wohl ein anlöten seitlich, vor allem 
kann man die Anschlüsse vorher gerade richten.

Bei DFN wurde ich auflöten auf eine Flex-Platine vorziehen.

[Markus P. (maxpeer)]

F. schrieb:
> Hast du mal Bezeichnungen der Sensoren?

Ich hab' die Datenblätter angehängt!

> Ich glaube nicht, dass ein  Hallsensor dieser Größe im DFN-Package ein > exposed 
pad hat.
> Jetzt gibt's zwei Möglichkeiten: Wenn du das nur ein paar Mal brauchst,
> dann löte Drähte an. Soll es häufiger genutzt werden oder solltest du
> die Sensorausrichtung genau kontrollieren wollen, bleibt dir eigentlich
> nur eine flexible Platine, da diese sehr dünn sind.
>
> Drähte lassen sich unter dem Mikroskop gut anlöten, der Sensor braucht
> auch nicht nennenswert Strom oder Kühlung, daher geht das ganz gut.
> Dünne Lötspitze, viel Flussmittel, Zeit nehmen und vorsichtig sein. Als
> Draht eignen sich Wire-Wrap-Draht (üblicherweise AWG30), Fädeldraht oder
> auch einfacher dünner Kupferlackdraht. Isolierung vorher entfernen
> (nicht zu viel), dann Draht verzinnen. Pad auf dem Bauteil wenig
> verzinnen, dann Flussmittel drauf, verzinnten Draht auf Pad ausrichten,
> kurz erhitzen, bis das Lot schmilzt, Hitze wegnehmen und warten, bis es
> wieder fest ist, fertig. Wichtig hier: Kurze Lötzeit, Pausen zum
> Abkühlen. Schön sieht das am Ende nicht aus, aber das muss es auch
> nicht. Überstehende Drahtstücke können durch vorsichtiges mehrmaliges
> Biegen bzw. hin- und herwackeln abgebrochen werden.

Wenn der Sensor im Luftspalt gut fixiert ist, kann er so gelassen 
werden. Er muss also nicht gewechselt werden.
Danke für die detailierte Beschreibung für das Löten!

[Crazy Harry (crazy_h)]

0.3 und 0.6 sollte normal verlötet gehen, wenn du dir z.B. bei Bungard 
0.2mm Platinenmaterial besorgst.
Dein Maß 0.3 und 0.6 ist aber ohne die Anschlussbeine, die immer etwas 
über stehen. Einfach etwas hoch biegen.

[Rainer W. (rawi)]

Markus P. schrieb:
> Was sind da eure Erfahrungen bzw. könnt ihr mir dazu Tipps geben?
> Zu den Sensoren (Package/Size):
> SMT/1.5x1.5x0.6mm, SIP/2.7x2.35x0.95mm bzw. DFN/1.2x0.5x0.3mm

Eventuell PCB mit 0.6mm Stärke und Sensor in eine Ausfräsung legen. Dann 
passt das in deinen Luftspalt und du sparst dir die Fummelei mit den 
Drähten.
Ob das eine Lösung sein kann, hängt von deinem restlichen Aufbau ab.
Typenbezeichnungen/Datenblätter der Sensoren?

[Markus P. (maxpeer)]

Michael B. schrieb:
> Markus P. schrieb:
>> Drähte einzeln anzulöten.
>
> Geht, wenn du danach nichtrhr an den Drähten wackelst (Heisskleber
> drumrum ?)

Ja das war auch meine Überlegung!

>
> Da DFN die Drähte von unten angelötet bekommen muss, wird das schön
> dünne Gehäuse davon dicker.
>
> Die beiden anderen Gehäuse erlauben wohl ein anlöten seitlich, vor allem
> kann man die Anschlüsse vorher gerade richten.
>
> Bei DFN wurde ich auflöten auf eine Flex-Platine vorziehen.

ok, vielen Dank!

[Markus P. (maxpeer)]

Rainer W. schrieb:
> Markus P. schrieb:
>> Was sind da eure Erfahrungen bzw. könnt ihr mir dazu Tipps geben?
>> Zu den Sensoren (Package/Size):
>> SMT/1.5x1.5x0.6mm, SIP/2.7x2.35x0.95mm bzw. DFN/1.2x0.5x0.3mm
>
> Eventuell PCB mit 0.6mm Stärke und Sensor in eine Ausfräsung legen. Dann
> passt das in deinen Luftspalt und du sparst dir die Fummelei mit den
> Drähten.
> Ob das eine Lösung sein kann, hängt von deinem restlichen Aufbau ab.
> Typenbezeichnungen/Datenblätter der Sensoren?

Datenblätter sind bereits im Anhang 1-2 Antworten vorher :)

[Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)]

Hallo Markus,

Markus P. schrieb:
> ich habe ein paar verschiedene Sensoren zum probieren bestellt mit
> unterschiedlichen Höhen (0.3, 0.6 und 0.95mm)
> Bei Verwendung einer Platine wäre meine Überlegung gewesen, diese
> eventuell so anzubringen, dass die gesamte benötigte Höhe des Luftspalts
> nicht größer wird.
> Wie im Bild rechts oben zu sehen, würde ich die Platine dann mit einem
> sehr exakten Loch versehen und es auf den Sensor "stecken", sodass die
> benötigte Höhe nicht steigt.

Auf so ähnliche Weise habe ich mir vor 15 Jahren Hall-Sonden für ein 
Gaussmeter "gebastelt". Die Sensoren waren ebenfalls in diesem 
vierbeinigen, SOT-23-ähnlichen Gehäuse.

Für die Sonde habe ich mir eine doppelseitige, 0,5mm starke 
FR4-Leiterplatte besorgt, auf deren einer Seite ich vier Leiterbahnen 
(und Schirmleitungen) herausätzte. Der Bereich des Sensors wurde mit der 
Laubsäge ausgesägt. Die Beinchen des Sensors mit einer kleinen 
Flachzange plattgepresst, so dass diese waagrecht vom IC-Gehäuse 
abstanden und bündig auf den Leiterbahnen auflagen und mit diesen 
verlötet werden konnten. Auf diese Konstruktion wurde eine einseitige 
0,5mm-FR4-Karte geklebt, bei welcher der Raum für Sensorgehäuse und Pins 
ebenfalls ausgesägt wurde. Anschließend wurden die beiden Leiterplatten 
mit 2k-Epoxy verklebt. PCBs gut mit dem "Bäpp" einschmieren und dann 
zwischen 2 PTFE-Platten im Schraubstock verpressen. Das hat wunderbar 
funktioniert und mit den Sonden arbeite ich heute noch.

Das Bild im Anhang zeigt eine dieser Sonden, leider nicht in sonderlich 
guter Qualität.

Grüßle,
Volker

Nachtrag: Habe meine Sensoren ebenfalls von ChenYang bezogen :-)

Nachtrag2: Es waren sogar 6 Leitungen, zusätzlich zwei Fühlerleitungen 
für die Erregerspannung.

[Markus P. (maxpeer)]

Danke für die Antwort! Auf welche gesamte Dicke bist du dann ca 
gekommen? Die Konstruktion schaut auf jeden Fall sehr cool aus!

[Kurt A. (hobbyst)]

Falls interesse besteht. Ich hätte noch doppelseitige 0,47mm FR4 
Leiterplatten mit 60 mikro Kuperlagen da. 0,6 mm Dicke habe ich auch 
noch. Beides Ca. A4 gross. Waren beim letzten Pollin 
Leiterplattensortiment dabei. Würde gegen Vergütung der Versandkosten 
etwas abgeben.

[Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)]

Markus P. schrieb:
> Auf welche gesamte Dicke bist du dann ca
> gekommen? Die Konstruktion schaut auf jeden Fall sehr cool aus!

Ca. 1mm. Im Bereich des Sensors auch etwas weniger. Aber wenn Du die 
Deckschicht weglässt, müsstest Du auf 0,75mm kommen. Mit viel Feingefühl 
lässt sich die zweilagige Konstruktion aber auch dünner schleifen. Das 
ist leider auf dem Foto schlecht zu sehen, aber im Bereich des Sensors 
habe ich die PCBs auf beiden Oberflächen vorsichtig bis auf das Gehäuse 
des Sensors abgeschliffen.

Wenn Du das Expxy auf Leiterplatte und Sensor mit Heißluft erwärmst, 
wird es dünnflüssig und fließt auch von selber in kleine Spalte. Am 
besten, wie oben beschrieben, auf einer PTFE-Platte arbeiten, davon löst 
sich das ausgehärtete Epoxy fast von selbst. Die Leiterbahnen würde ich 
dann mit einer Lage Kapton-Klebeband isolieren.

Grüßle,
Volker