WWW.ROMEX.NL Floor van Ewijk Account Manager
Inhoud Inleiding Loodvrij en de veranderingen Wat is solderennu eigenlijk? Waarom Flux Draadsoldeer opbouw Keuze legering tin Keuze Soldeerstiften Nieuwe generatie soldeergereedschappen Samenvatting
ESD PRODUCTS & SOLUTIONS CLEANROOM SERVICES SOLDERING EQUIPMENT & MATERIALS. PCB MATERIAL & EQUIPMENT. SMT MATERIALS & EQUIPMENT.
Waarom Loodvrij? Zure regen Bouwt zich op in lichaam Elektronika afval Pb-verontreinigt Water Beinvloeding centrale zenuwstelsel. Grondwater vervuiling door Lood
Veranderingen? PB
Waarom lood in tin? Geeft veel mogelijkheden om verschillende tinsoorten te maken met verschillende temperatuurranges 183-300ºC Relatief goedkoop produkt Geeft weinig oppervlakte spanning
Wat is solderen? Om een goede soldeerverbinding te krijgen, moeten de te solderen oppervlakten vrij zijn van vuil en oxiden. Oxide ontstaat tijdens het soldeerproces. Dit is de reden dat er flux gebruikt moet worden. De flux reinigt en beschermd de verbinding tijdens het soldeerproces.
Flux De flux verwijderd de oxide en oppervlakte vervuiling van de te solderen materialen en van het tin zelf. (Als dit niet gebeurd kan de tin de te solderen oppervlakte niet voldoende bevochtigen). De flux zorgt er tevens voor dat het een beschermend laagje vormt over de soldeerverbinding en daardoor deze beschermd tegen oxidatie tijdens het soldeerproces. De flux is tevens een hulpmiddel voor de temperatuur overdracht.
Flux Soldeer Intermetallic Flux Oxide Printplaat
Het aantal cores (fluxkernen) bepalen de hoeveelheid flux in een draad. 1 core is 0.5% flux 2 cores 1.0-1.2% 3 cores 1.5-1.8 % 4 cores 2.0-2.5% 5 cores 2.5-3.2% Meer cores meer zekerheid van flux Meer cores meer fluxresten! Cores
Soldeer Draad 5 Core ( Multicore ) 2 Core 1 Core
Flux families voor soldeerdraad Conventionele rosin (hars) Clear residue rosin Low residue rosin Rosin vrij Niet-electronics
Diversen Draadsoldeer Doorsnee draadsoldeer Alloy: 82 Flux: 29 Bridge: 22 Gauge: 41 Verpakking: 9,000 Actief: 3,200
Flux Categorieen Rosin (hars) basis Flux 309 Soldeerd snel Synthetische basis Crystal 400,502 Laat minder resten achter Minder rookontwikkeling
Alternatieven LF Alloys Sn/Ag/Cu mp 217 C SnAg3Cu0.5 favoriet in Japan SnAg3.8Cu0.7/SnAg4Cu0.5 favoriet in Europe/USA SnCu0.7 mp hoger 227 C, maar goedkoper SnAg3.5 mp 221 C, af en toe gebruikt, meer oppervlakte spanning
Nieuw temperatuur profiel = Sn63/Sn62 = Pb-Free 260 230 200 ca. 30 C 35 C 150 120 100 50 25 240 sec 0 60 120 180
Soldeer oppervlakte en hoeveelheid II Sn60Pb40 NG NG loodvrij
Soldeer oppervlakte en hoeveelheid I Sn60Pb40 gladde, glanzende oppervlakte te weinig ok teveel Loodvrij Licht ruwe mat glanzende oppervlakte
Sn60Pb40 Soldeer oppervlakte en hoeveelheid III Loodvrij Wenig Lotmenge
Soldeer oppervlakte SnPb Loodvrij
Soldeerstiften / Loodvrije soldeer Elke gebruiker moet overgaan op loodvrije soldeer ivm het wereldwijde verbod van gevaarlijke stoffen (RoHS Richtlijn) Het gebruik van loodvrije soldeer beinvloedt de levensduur van de soldeerstiften enorm. RD doet onderzoeken naar de levensduur van de soldeerstiften.
Opbouw van Soldeerstift De soldeerstift bestaat voornamelijk uit een koperen kern die voor het verlengen van de levensduur gegalvaniseerd is met ijzer. Als galvanische voorbehandeling wordt de koperkern behandeld met een nikkel laag. Niet gebruikte deel wordt voorzien van een chroomlaag om het vloeien van de tin naar dit deel tegen te gaan. Het eind van de soldeerstift wordt loodvrij voorvertint. Nikkellaag: ca. 10-20µm IJzerlaag : ca. 150-300µm Chroomlaag: ca. 3-6µm
IJzerdikte Maat voor levensduur optimale warmte overdracht IJzer dikte 200-300 µm Compromie tussen: Lange levensduur mindere warmte overdracht Korte levenduur betere warmte overdracht Probleem bij fijnere soldeerstiften Cu LT1S Benetzung Eisen
Keuze van soldeerstift 0,2mm 1,2mm Cu Fe
Keuze van soldeerstift 0,2mm Fe Cu Fe 0,2mm Fe
Vloeigedrag stift Er vindt een intermetallische verbinding plaats tussen ijzer en tin laag. Het tin aandeel in deze intermetallische zone (Diffusionszone) is een maatstaaf voor het vloeien vanaf de soldeerstift. Het vloeigedrag in deze intermetallische zone kan door onzorgvuldig gebruik nadelig worden beinvloedt en kan leiden tot slecht vloeigedrag.
Levensduurtest van soldeerstiften Het gebruik van een test machine geeft een snel en betrouwbaar beeld. Fume Extraction Soldeer punt Soldeer Feeder Tip Cleaning
4000 Standzeiten der HT-2 Test uitslag 3500 3000 IJzer dikte Een dikkere IJzerlaag (My) geeft een slechtere warmte overdracht. In samenhang hiermee wordt een dikkere IJzer laag niet aanbevolen. Zyklen 2500 2000 1500 1000 500 Wat heeft Cooper gedaan: 17 LT soldeerstiften zijn opgenomen in het programma met een dikkere IJzer laag(ca. 400µm), als LF Type. Positieve test reslutaten van Cooper Asia. 14 30 47,5 75 95 100 Eisenstärke in µm De levenduur van de soldeerstift hangt nauw samen met de IJzerlaag dikte van de soldeer stift. Reihe1
Slijtage van IJzer laag dikte Vergelijk tussen Sn95,8Ag3,5Cu07 loodvrij en Sn60Pb loodhoudend 9000 8000 Zyklen HT-2 bleifrei/haltig 8000 Vastgesteld is dat er een groot onderscheid is tussen de slijtage bij gebruik van loodvrije en loodhoudende legeringen. Z y k l e n 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 1714 Reihe1 Reihe2 0 Slijtage met loodvrije soldeertin was 4 tot 5 keer groter. 1 bleifrei / bleihaltig
Slijtage van de IJzer-laag in samenhang met de verschillende legeringen. Vergleich: SnAgCu Lot - SnCu Lot bei 385 C De slijtage bij gebruik van 4000 3500 3368 SnCu (SC) legering is ca.30% hoger als bij de SnAgCu Z y k l e n 3000 2500 2000 1500 1000 2478 SAC SC (SAC) Legering 500 0 SAC /// SC
Slijtage van de IJzerlaag in samenhang met de temperatuur. Vergleich SnCu Lot - SnAgCu Lot De ingestelde temperatuur is een wezenlijke slijtage factor voor de soldeerstift. Bij 410 C is de slijtage 3 tot 4x groter als bij 360 C Z y k l e n 35000 30000 25000 20000 15000 10000 5000 0 31953 19000 7450 8390 1 360 +410 SnCu / 410 +360 SnAgCu SnCu Lot bei 360 SnCu Lot bei 410 SnAgCu Lot bei 410 SnAgCu Lot bei 360 Zyklen bei versch. Temperaturen mit SnCu Lot Bij verhoging van de temperatuur neemt de levensduur van de soldeerstift linear af. Zyklen 20000 15000 10000 5000 19000 13850 7450 0 360 C 385 C 410 C
Corrosie gevoeligheid bij verschillende soldeer legeringen.
Test uitslag Lineare samenhang tussen IJzer dikte en levensduur van de soldeerstift. Slijtage bij loodvrij soldeer is 4-5x groter. Slijtage is afhankelijk van de gebruikte legering. Hoe hoger de temperatuur hoe korter de levensduur van de soldeerstift.
Welke soldeerbout moet worden gekozen. Te hoge temperatuur vermijden. Bij te hoge soldeerstift temperaturen verbrand het vloeimiddel te snel. Verkoolde resten en groeiende intermetallische fasen zorgen voor slechte hechting aan soldeerstift. Lagere soldeertip temperaturen zorgen voor minder oxides en Flux spetters.
Optimale keuze van soldeergereedschap. Om het arbeids proces te vergemakkelijken en hogere soldeertemperaturen aan de soldeerbout te vermijden, zal er gekozen moeten worden voor soldeergereedschap welke de warmte hoeveelheid snel en met zo min mogelijk verlies van warmte kan overbrengen op het soldeervlak. WSD81 / WMRS/ WDD1. (alle 50 Watt stations dienen te worden vermeden) Optimale keus van soldeerstift zorgt voor beste warmte overdracht
80 watt > is de toekomst! 50
Voorbeeld WSP 80 Kompakt, high performance Silver Heating Element voor optimale temperatuur overdracht en lange levensduur. Gepatenteerde low mass tips. Vanwege vlak contact tussen element en soldeertip optimale warmte overdracht. Vanwege korte afstand tussen tip en element geen verlies van warmte overdracht, waardoor de stift enorm snel bij verwarmd. Uitermate geschikt voor moelijk te solderen produkten.
Stabiele temperatuur soldeerbout C 450 400 350 80 Watt 50 Watt 300 250 0 10 20 30 40 50 t/s
WSD81 Temtronic. 80 Watt. Temp.bereik 50-450 graden. Digitale uitlezing. Set-back instelbaar. Bestaande uit: PUD80 WSP80 WPH80
Temtronic 160 watt Temp.bereik 50-450 graden 2x WSP80 Alle temtronic tools Setback Compleet geleverd incl. 2x WSP80 WSD161
WCB/2 WCB/2 Setback instelling Offset instelling Kalibratie Temp. Meter Lock funktie PC via RS232
Nieuwe generatie soldeerstations WD1 High power 80 watt, bij WMRS sensor in tip. Groot afleesbaar display Setback, offset, remote functies standaard aanwezig WCB-2 overbodig Hoogte instelbare houder ESD-veilig 3 verschillende temperaturen vast instelbaar
Droog reinigen!!! De oplossing om levensduur van tip te verlengen Door loodvrije legering, neemt oxidatie toe Wettability neemt sterk af Conventionele manier laat de stift te sterk afkoelen Metaalwol is oplossing (wordt in flux gedrenkt)
Gewijzigde regelgeving mbt opslag van componenten voor reparatie. De verhoogde smelt temperatuur van loodvrije soldeer kan tot een sterke stijging van de damdruk leiden bij hygroscopische componenten en printplaten. Om schade te voorkomen tijdens het solderen van componenten en printplaten schrijft de IPC/J- STD-033 een opslag voor bij een lage luchtvochtigheid. 5% bij langdurig opslag, 10% bij kortere opslag. Het bakken van componenten is niet meer noodzakelijk, hierdoor wordt oxidatie bij langdurig bakken voorkomen. Permanente stikstof spoeling is niet meer nodig. Kast is ESD-veilig.
Adviezen Soldeerbout 80 Watt na gebruik in standby 150 graden Juiste stift kiezen (zo groot mogelijk) Indien mogelijk geen temperaturen gebruiken boven de 380 graden Soldeerdraad kiezen met juiste mix van flux en samenstelling Na / tijdens het gebruik de stift reinigen (droog/klamvochtig) en vertinnen met soldeerdraad of Tip Activator gebruiken Scheiden van loodhoudend / loodvrije soldeerapparatuur, aparte werkplek! Training
BEDANKT VOOR UW AANDACHT