DMX LED Controller - Quarz falsch angelötet?

  • Hallo Leute,
    ich versuche gerade, die DMX LED Controller von ulrichradig.de zu bauen. Dafür habe ich mir in seinem Shop einen 10er Satz Platinen und bei Reichelt die Bauteile gekauft. Bisher habe ich drei Boards gebaut. Schon beim ersten hatte ich Probleme beim Löten des Quarzes, habe ihn dann aber gut auf die Platine bekommen. Diese ließ sich wunderbar mit einem AVR IPS MKII programmieren und funktioniert wunderbar (bis mein Kumpel die Gleichspannung falsch herum angeschlossen hatte). Beim zweiten und beim dritten Board habe ich die Quarze nicht so gut draufbekommen. Beim setzen der Fuses ist die Verbindung abgebrochen und der ATTINY war tot, was mich auf ein Problem mit den Quarzen schließen ließ. An einem Board habe ich an die Pins für den Clock zwei Drähte angelötet und einen 20Mhz Quarz angeschlossen, den ich da hatte, und schon erkannte der ISP den ATTINY wieder.


    Meine Fragen:
    Soll ich versuchen, die Quarze runter zu löten und erneut aufzulöten?
    Kann ich sie auch gegen bedrahtete Quarze austauschen, mit denen kenne ich mich ein wenig aus und ich kann sie besser löten?


    Anbei noch 2 Fotos von den Platinen. Kann auf Wunsch noch das Datenblatt des Quarzes verlinken.


    Danke, Jonas.

  • Pühhh.. Verzeih mir den Kommentar, aber das sieht ja mal richtig finster aus! 8|
    Das hier ist auch handgelötet, ohne zusätzliches Flussmittel und ohne optische Hilfsmittel :D
    Aber natürlich hat jeder mal angefangen, und ich habe schon weitaus schlimmeres von unseren Praktikanten gesehen ;)


    Diese Quarze kenne ich, ich löte die auch regelmäßig von Hand. Abgesehen davon, dass Übung bekanntlich den Meister macht, kann ich dir nur ein paar Tips geben:
    - Eine feine Lötspitze und feines, verbleites Lötzinn mit 0.5 oder besser 0.3mm sind unabdingbar, der Kolben sollte nicht zu kalt sein, 350-400°C sind super!
    - Diese Quarze haben 4 Pads, davon müssten aber nur 2 diagonal gegenüberliegende auch Leiterbahnen haben
    - Fang am besten damit an, auf ein Lötpad ohne Leiterbahn (hier ist die el. Verbindung notfalls egal) etwas Lötzinn zu geben, so dass das komplette Pad mit einem kleinen "Kissen" bedeckt ist. Jetzt schnappst du dir mit einer Pinzette das Bauteil und drückst es in der richtigen Position auf das Pad und erhitzt das verzinnte Pad am Rand, bis das Zinn unter dem Quarz schmilzt und er herabsinkt. Dann noch ein Sekündchen weiter warm halten, damit sich Zinn und Quarz verbinden. Dann Lötkolben weg und abkühlen/erstarren lassen.
    Die anderen drei Pads sind einfacher. Mit der Lötspitze das Pad von einer Seite erhitzen und auf der anderen Seite dann etwas Zinn zuführen, das sollte dann unter den Quarz laufen und auch schön aussehen.


    Nicht aufgeben!

  • Hallo SebiR,
    Ja, es sieht schlimm aus :D
    Ich hatte alle Pins des Quarzes verzinnt gehabt und dann nacheinander den Kolben rangehalten, um den Quarz dann fest zu löten. Temperatur war auf 350 Grad, ich habe 0,5mm Zinn verwendet. Ich werde es nächstes Mal mit deiner Methode versuchen.
    Kannst du mir auch einen Tipp geben, wie ich die da wieder runter bekomme?
    Die andern beiden Pads hängen am GND, kann es durch eine Verbindung von einem GND-Pad zu einem Quarz-Pad dazu kommen, dass der Quarz nicht mehr schwingt?


    Vielen Dank für die Hilfe, Jonas

  • Zerstörungsfrei fällt mir so spontan nichts ein, es sei denn, du hast 2 Kolben, mit denen du alle 4 Pads gleichzeitig warm bekommst ;)


    Naja, wenn du ins Datenblatt schaust, siehst du, dass 2 diagonal gegenüberliegende Pads den Quarz kontaktieren und die anderen beiden an GND und das Gehäuse gehen. Wenn einer der "aktiven" Pads also mit Zinn leitend am Gehäuse hängt, kann das in der Tat schon der Grund dafür sein, warum es nicht funktioniert. Dann allerdings auch nicht mit externem Quarz, da der Masseschluss ja bleibt.


    Erste Schadensbegrenzung: Entlötlitze! Damit kannst du das überschüssige Zinn entfernen und entweder es funktioniert dann oder du bekommst den Quarz besser runter.


    Viel Erfolg!


    Edit: Sehe ich da auf dem ersten Bild bei dem ATTiny 2 mit einer Lötbrücke verbundene Pins? ;)

  • Schande über mein Haupt, Lötbrücke entfernt, jetzt geht es :whistling:
    Schon peinlich sowas.
    Habe auch gleich den Quarz mit deine Tipps nachgebessert, tu das jetzt beim zweiten auch. Und suche ungewollte Lötbrücken :D


    Danke, Jonas

  • OK, das erste Board funzt jetzt, das Zweite will nicht so recht. Der Quarz funktioniert jetzt auch, und auch das Programmieren verläuft erfolgreich. Aber wenn ich es einschalte, leuchtet kurz Blau und es passiert nichts. Eigendlich müsste er kurz Rot Blau Grün leuchten und dann Weiß werden, weil das DMX Signal so eingestellt ist. Werde nachher noch mal die Platine kontrollieren.


    Noch einmal vielen Dank, Jonas.

  • Ähh.. Nein, das Bauteil sollte so kalt wie möglich bleiben, gerade ICs, Widerstände und LEDs mögen es nicht heiß...
    Bei bedrahteten Bauteilen ist es okay, das Beinchen mit aufzuheizen, aber bei SMD geht das schnell mal daneben
    Wenn das Bauteil wirklich plan aufliegt, reicht es, dass Pad anzuwärmen und Zinn auf das Pad zu geben, das Zinn auf dem Pad wärmt dann den Kontakt vom Bauteil mit an und verbindet sich dann auch mit dem Bauteilpad.


    Bauteil mit warm machen ist gerade bei zweipoligen SMD-Bauteilen blöd... Man lötet ja erst eine Seite fest und dann die andere, und wenn man die andere dann zu heiß macht, löst sich schlimmstenfalls die erste Seite wieder mit ;)


    Ist so, was ich aus 2 Jahren SMD-Löten im industriellen Umfang (s. Foto in meiner ersten Antwort) sagen kann ;)

  • Hallo,
    jetzt funktioniert auch das zweite Board. Seltsamerweise muss ich an diesem Board den DIP-Schalter 10 anschalten. Dieser schaltet Pin 6 und Pin 2 und 3 des 75176AD an den GND. Ich verstehe nicht ganz, warum dieses Board sonst nicht funktioniert, die anderen gingen auch ohne :S


    SebiR, nochmal Danke für die Hilfe und die Tipps.


    Jonas

  • Ähh.. Nein, das Bauteil sollte so kalt wie möglich bleiben, gerade ICs, Widerstände und LEDs mögen es nicht heiß...
    [...]
    Wenn das Bauteil wirklich plan aufliegt, reicht es, dass Pad anzuwärmen und Zinn auf das Pad zu geben, das Zinn auf dem Pad wärmt dann den Kontakt vom Bauteil mit an und verbindet sich dann auch mit dem Bauteilpad.


    Beim ersten Punkt stimme ich dir zu: Das Bauteil sollte kalt bleiben. Die Kontakte müssen allerdings heiß sein :)
    Beim zweiten Punkt nicht: Wenn man wie du mit überhöhter Temperatur von 400 °C lötet, mag das vielleicht funktionieren, sinnvoll und bauteilschonend ist das nicht. Handelsübliche Lote haben ihren Schmelzpunkt bei 210 - 230 °C. Jede Temperatur höher als dieser Wert trägt zur thermischen Belastung des Bauteils (und übrigens auch der Lötspitze) bei. Von daher sollte man nicht zu weit über diesen Wert gehen - ein wenig höher ist notwendig um die Schmelztemperatur in annehmbarer Zeit zu erreichen, und die thermische Belastung des Bauteils gering zu halten.


    Ideal wäre eine Vorheizung der Platine auf 100 °C (z.B. mit einer Unterheizung) und eine Lötspitzentemperatur von 300 °C - so wird profimäßig gelötet.


    Bauteil mit warm machen ist gerade bei zweipoligen SMD-Bauteilen blöd... Man lötet ja erst eine Seite fest und dann die andere, und wenn man die andere dann zu heiß macht, löst sich schlimmstenfalls die erste Seite wieder mit ;)


    Ist so, was ich aus 2 Jahren SMD-Löten im industriellen Umfang (s. Foto in meiner ersten Antwort) sagen kann


    Wenn du das Bauteil nur durch Berühren so heiß machst, dass sich die andere Seite mit ablöst, dann solltest du dir Gedanken über deinen Lötstil und deine Löttemperatur machen. Wir arbeiten mit 330 °C Lötspitzentemperatur, und bei üblichen Lötvorgängen besteht keine Gefahr, dass das Bauteil so heiß wird, dass die erste Seite mit abgelöst wird.


    Zu deinem zweiten Kommentar bezüglich industriellem Umfang sage ich jetzt nicht viel... Ich werde mich hier nicht auf das Niveau begeben, die Jahre der »Erfahrung« miteinander zu vergleichen. Die Rahmenbedingungen des Lötens ist Physik und Chemie, das kann man erforschen und logisch erklären, das ist kein Hexenwerk, wofür man »Erfahrung« braucht. Wenn du - wie im industriellen Umfeld gefordert - prozesssicher deine Lötstelle hinbekommen wilst, die garantiert die nächsten zehn Jahre hält, solltest du nicht mit zu hoher Löttemperatur arbeiten. Letzteres belastet die Bauteile und fördert die vorzeitige Korrosion deiner Lötstelle.


    Freundliche Grüße


    Stefan

  • Du hast doch mit der Grundsatzdiskussion angefangen :P


    - Es wird wohl kaum jemand (niemand) beim Bestücken im Privaten seine Platinen und Bauteile vorwärmen. Okay, du machst das, klar, hätte ich drauf kommen können
    - Zweipolige Bauteile löten sich (bei mir) nicht grundsätzlich ab. Lediglich nach einigen Sekunden Einwirkdauer, die bei einem Laien gerne einmal auftritt, und das passiert mit 330° und mit 400°. Mit Übung ist in einer halben Sekunde eine gute Lötstelle möglich, ohne thermische Belastung der Bauteile. Aber mit Sicherheit zählt mein Argument "Mir ist in meinen kleinen, zwei bescheidenen Jahren noch nichts ausgefallen" nicht, denn du hast ja bestimmt 25 Jahre Erfahrung im "So macht man das nicht". Du lötest notfalls auch bei 60°C, damit die Farben länger bunt bleiben :P
    - Bei TQFP und nahezu jedem anderen Bauteil ist es in der Tat sinnvoll, das Bein mit anzuwärmen. Aber bei QFN und eben auch diesen Quarzen, mit denen JonasHan Probleme hat, gibt es keine Beinchen! Um Lötbrücken zum Gehäuse zu vermeiden, hat man keine andere Möglichkeit, als nur über das Pad zu löten. Klar, du schiebst es nach dem Vorwärmen in den Reflowofen, ich hätte es wissen müssen.


    Es geht - meiner bescheidenen Meinung nach - weniger darum, exakt nach Verfahrensanweisung zu löten - Ich kann mich auch ohne Anweisung verfahren. Ich habe meine Erfahrungen und sie funktionieren, dass diese vielleicht nicht der Norm entsprechend und einem Normeneinhalter nicht gefallen, ist mir klar. Aber du kannst seitenlang über Temperaturkurven und -profile schreiben, du würdest mir nichts Neues sagen und es ändert nichts an der Funktion meiner Lötungen. Würde mich auch wundern, wenn irgend ein Bauteil das hier liest und sich denkt "Oh, ich wurde ja doch nicht regelkonform gelötet, ich falle lieber mal schnell aus".

    Du darfst gerne weiter bei 60°C im Schonlötgang arbeiten, dich über dein Vorwärm- und Reflowofen freuen (die ich dir mit Sicherheit nur angedichtet habe), ich bleibe bei meinen "rustikalen" Methoden und erziele damit die gleichen Ergebnisse.


    Ätsch.


    EOM

  • Letztlich geht es darum, dass sie Platinen mit Lötstellen, Bauteilen,... der Norm entsprechen. Im Hobbybereich wird wohl niemand seine Platinen nach IPC-Norm Prüfen. Doch im industriellem Bereich, wie von Sebi angesprochen ist dies essentiell. Ich habe anfangs auch einige aussortierte Platinen aus der Fertigung angesehen, und meiner Meinung Nach für gut befunden ( mit knapp 2 Jahren Erfahrung im Löten).


    Jedoch muss ich Stefan widersprechen, der meinte, dass man zum ordentlichen Löten keine Erfahrung bräuchte. Meine ersten SMD Platinen sahen zugegeben auch schrecklich aus! Mittlerweile kann ich zwar noch nicht ganz mit dem Reflowofen mithalten, aber man merkt, dass vor allem am Anfang, an welchem Jonas steht, jede weitere Lötstelle von mal zu mal besser wird. Es braucht also Erfahrung und vor allem Übung!
    Also ein Tipp von mir an Jonas: baue einfache Schaltungen auf Lochrasterplatinen mit SMD Bauteilen auf. Versuche auch eine sehr einfache Schaltung(z.B. Ein Widerstand und eine LED ) mehrmals aufzubauen. Ich hab das zu Anfang auch täglich gemacht. Jeden Tag eine Platine und das eine oder zwei Wochen lang. Schreib an jeden Versuch das Datum ran und dann kannst du vergleichen. Ich war nach den zwei Wochen verblüfft, wie schnell die Lötstellen immer besser werden. Schau dir auch mal die IPC 610 an. Natürlich müssen deine Lötstellen nicht so perfekt aussehen wie industriell vorgeschrieben, aber da kann man sich mal anschauen wie Lötstellen aussehen können. Das Bild von Stefan ist dafür schon ein sehr gutes Beispiel.
    Jedoch trotzdem ein Lob an dich, Jonas, dass die Platinen schon einigermaßen gut aussehen und auch (fast) auf Anhieb funktionieren. Das ist am Anfang nicht immer so!


    Viele Grüße
    Korni

  • Hallo,
    SebiR und Stefan:
    Ich kann bei eurer Diskussion nicht mithalten, denn ich löte nur abundzu mal. Meiner Meinung nach haben eure beiden Ansichten eine Daseinsberechtigung. Ich finde aber, der freundliche Ton hier im Forum (der dieses Forum unter anderem von vielen anderen Foren deutlich unterscheidet) sollte immer gewahrt bleiben. Damit das Forum auch weiterhin genau so bleibt, bitte ich euch (als ein nicht an der Diskussion beteiligter) das immer im Hinterkopf zu behalten.
    Viele Grüße
    Jens-Peter

  • Es wird [...] niemand [...] seine Platinen und Bauteile vorwärmen. Okay, du machst das, klar, hätte ich drauf kommen können
    [...] denn du hast ja bestimmt 25 Jahre Erfahrung im "So macht man das nicht". Du lötest notfalls auch bei 60°C, damit die Farben länger bunt bleiben :P
    [...] Klar, du schiebst es nach dem Vorwärmen in den Reflowofen, ich hätte es wissen müssen.
    [...] einem Normeneinhalter nicht gefallen


    Deine Übertreibungen und dein (vermutlich) absichtliches Missverstehen meines Beitrags tragen zu einer fruchtbaren Diskussion nicht bei. Ich habe weder behauptet, dass ich meine Platine vorwärmen würde, noch das ich bei 60 °C löten würde, noch das ich meine Bauteile in den Reflow-Ofen schieben würde.


    Lass doch die unnötigen Unterstellungen und Beleidigungen bitte in Zukunft einfach sein.


    Letztlich geht es darum, dass sie Platinen mit Lötstellen, Bauteilen,... der Norm entsprechen. [...] Jedoch muss ich Stefan widersprechen, der meinte, dass man zum ordentlichen Löten keine Erfahrung bräuchte.


    Mir geht es nicht darum, dass die Platine am Ende irgendeiner Norm entspricht, sondern dass man grundlegende Fehler gleich im Vorhinein vermeidet - dadurch liegt man mit dem Endergebnis wieder näher an der Norm, aber nicht um der Norm willen, sondern um der Qualität der Lötstelle willen. Klar wird die Platine meist schlechter aussehen, als wenn sie im Reflow-Ofen gelötet worden wäre, aber wenn ich ein bischen aufpasse, schaffe ich trotzdem eine Löverbindung, welche die nächsten fünf Jahre und sieben Stürze durchhält, und nicht schon während dem Aufbau der ersten Veranstaltung schlapp macht.


    Das man zum ordentlichen Löten keine Erfahrung bräuchte habe ich nicht gesagt. Ich sagte, um die Rahmenbedingungen des Lötens, also verwendete Materialien, Lötzinn, Flussmittel, Temperatur, ... festzulegen, braucht es Physik und Chemie, keine Erfahrung.
    Wenn du wie üblich mit F-SW 32 Flussmittel lötest, welches eine Wirktemperatur von 200 – 300 °C hat und darüber verdampft, dann gibt es einfach keinen Sinn, seine Lötstelle mehrere Sekunden auf 400 °C zu erhitzen, weil dadurch lediglich die Korrosion des Lötzinns und der Kontakte gefördert wird, welche der Qualität der Lötstelle nicht förderlich sind.
    Da kann mir kommen wer will und behaupten, er würde seit Jahren mit 500 °C löten, und davon schwärmen wie gut das alles funktioniert und wie klasse seine Lötstellen seien - ich kann ihm anhand der Lötstellenchemie erklären, dass er unrecht hat.
    Genauso kann ich aus der Physik herleiten, dass eine Vorheizung der Bauteile und der Platine sinnvoll wäre. Auch wenn SebiR das nicht passt, und seine "Erfahrung" angeblich anders ist, er es also besser weiß als zahlreiche Ingenieure, die an der Entwicklung einer Norm beteiligt waren.


    Um dann die Lötstelle auch wie in der Theorie hinzubekommen, braucht es Erfahrung und Übung, das ist richtig, und da bin ich genauso deiner Meinung.


    Freundliche Grüße


    Stefan

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