| Author |
 Topic  |
|
|
esl
Upptäckare! Mästar-Harry 2007, 200.000-klubben
2578 Posts |
 Posted - 2007/11/22 : 17:07:59
|
Alla har säkert varit med om att en apparat slutat funka men efter att ha bankat till den så funkar den igen.
Förklaringen är en glapplödning men lödningen kan ha varit perfekt från början! Det är temperaturen och temperatur cyklingen som är boven.
För att kunna förlänga livslängden hos ett lödställe måste temperaturen ligga under den så kallade rekristalliseringstemperaturen. Hos vanligt lod ligger den vid ca 15-35 grader Celcius.
70 graders arbetstemperatur på ett lödställe kan jämföras med en stålkonstruktion som arbetar vid 1000 grader C!
Överstiger temperaturen 120 grader är risken mycket stor att lödställets livslängd förkortas dramatiskt.
Viktigt är också hur jämn temperaturen är. Upprepade uppvärmningar och avkylningar är inte bra. Små temperaturvariationer (dvs +/- 5 grader) skall eftersträvas. Som stora temperaturvariationer räknas +/- 20 grader.
Det är bättre att välja högre driftstemperatur med små temperaturvariationer än låg driftstemperatur och stora temperaturvariationer.
Det som sker är att lodets struktur och kornstorlek påverkas redan vid avsvalningen efter lödningen. Även vid konstant rumstemperatur påverkas lödningens egenskaper. Förändringarna sker smygande men kan bli betydande efter en tid. Kristallkornen förgrovas, legeringsskiktet (som består av vid lödningen bildade föreningar mellan lodet och de metaller som löds) växer till på bekostnad av tennet och det sker en blyanrikning i lödstället.
Det är också intressant att se att sprickbildning börjar redan när ca 1 /3 av livslängden är uppnådd. Sedan kan sprickan fortsätta växa tills det blir fullständigt avbrott eller tills sprickan når en zon med så låga mekaniska spänningar att den inte längre kan fortsätta växa.
Dessa sprickor kan leda till intermittenta avbrott då sprickan ibland är så stor att det inte blir kontakt och ibland går ihop så att kontakt uppstår igen. Detta kan fortsätta tills ytorna är så oxiderade att ledande kontakt inte längre kan uppstå.
Lödställens livslängd påverkas också av vibrationer men dessa är i normalfallet inte så förödande som de termiska påkänningarna. I alla fall inte i Hifi apparater. |
Innovare necesse est.
Det är ännu häftigare utan baffel. |
|
|
miaber
Member
1345 Posts |
Posted - 2007/11/22 : 17:27:30
|
Intressant. 
Detta föranleder att återkomma till frågan huruvida man skall låta slutsteget stå på eller inte. Utifrån vad du skriver är det ytterst olämpligt att låta klass A steg stängas av.
Kan man behöva göra omlödningar med jämna mellanrum, i förebyggande syfte?
Tål verkligen att disskuteras. |
http://www.hififorum.nu/forum/topic.asp?TOPIC_ID=50098 |
 |
|
|
esl
Upptäckare! Mästar-Harry 2007, 200.000-klubben
2578 Posts |
Posted - 2007/11/22 : 18:27:44
|
Det viktigaste är att hålla nere temperaturen totalt sett, så att ventilation kring steget och att inte stapla alla apparater på varandra är en dygd.
Har en Philips CD från 80 talet, som är omöjlig att laga om inte ALLA benen löds om
Hard wiring är optimalt.
Svårt bara när man har en BGA kapsel på 200 ben |
Innovare necesse est.
Det är ännu häftigare utan baffel. |
|
|
|
miaber
Member
1345 Posts |
Posted - 2007/11/22 : 21:54:42
|
quote:
Det viktigaste är att hålla nere temperaturen totalt sett, så att ventilation kring steget och att inte stapla alla apparater på varandra är en dygd.
Jo, det misstaget gjorde jag med mitt tidigare Rotel-steg. Det stod på hela tiden, lödningarna släppte och steget skickade ut likspänning till högtalarna. 2 omkoningar och reparation av slutsteg blev resultatet.
Nuvarande steg står fritt och luftigt, men höljet blir ändå ca 45 grader. Hur varmt blir det då inte vid lödningarna? Vad är skadligast, konstant hög temperatur eller variationer? |
http://www.hififorum.nu/forum/topic.asp?TOPIC_ID=50098 |
|
|
|
soundbrigade
Semesterfirare
7879 Posts |
Posted - 2007/11/22 : 22:06:12
|
Ska man löda om måste det gamla tennet bort till 100%. Ett sätt att undvika dessa problem är att köra med gastät kontaktering - virning t ex.
En virning är i princip en svets - metall/metall-kontakt som bara blir bättre med åren medan, som esl så tydligt redovisade, en lödning åldras och försämras med tiden. |
|
|
|
Pac
200.000-klubben
22004 Posts |
Posted - 2007/11/22 : 22:16:31
|
quote:
Vad är skadligast, konstant hög temperatur eller variationer?
egentligen är det svårt att svara på en sådan fråga eftersom den är väldigt generell. MEN, om produkten är riktigt konstruerad så blir lödningarna inte "för varma", inte ens om apparaten får stå på kontinuerligt. Då är variationerna det som sliter sönder lödningen.
Om apparaten går för varmt i lödningarna även vid normaldrift(=fel konstruerat!!!!) är det hugget som stucket. Lödningen mår riktigt illa av för höga temperaturer.
Följ tillverkarens rekkomendationer om uppställning och se till att det finns ordentligt med luft runt om kring apparaten.
EDIT: Sorry, jag såg först nu att ESL redan svarat på den frågan: quote:
Upprepade uppvärmningar och avkylningar är inte bra.
|
// Per Adelsson, pac(a)hififorum.nu, Admin och ägare HiFiForum.nu
// HiFiForum.nu's regler, Artikelregister
|
|
|
|
lars
Member
461 Posts |
Posted - 2007/11/22 : 22:54:32
|
Så som soundbrigade skriver är en virning mycket bättre än en lödning.
Skall man ändå löda så skall tråden viras runt ett stift så att det liknas en virning så mycket som möjligt och det är virningen som skall vara själva kontakten mellan tråd och stift. Lödtennets funktion är bara att hålla tråden på plats inte att vara den elektriska ledaren mellan tråd och stift.
Detta fick jag lära mig på SAAB (flygdelen) för en himla massa år sen och sitter i ryggmärgen varje gång jag skall löda något.
SAAB håller även på med rymdelektronik. Också för en himla massa år sen så svetsade man förbindningstrådarna mot kretskorten. En typ av bondning inuti en halvledarkrets. Vet dock inte hur man gör idag. |
|
|
|
MartinN
Member
1333 Posts |
Posted - 2007/11/23 : 09:46:40
|
Som jag har förstått det har EU förbjudit blyblandat tenn
och man har istället börjat använda silverblandat tenn.
Detta tenn lär ha högre smältpunkt - så har jag rätt
om jag antar att nya apparater med nytt tenn blir
tåligare än apparater med bly-tenn ? Sedan är jag
av den åsikten att silver låter bättre än t.ex. kopparkablar
så kanske man får ett litet ljudlyft med det nya tennet ?
Martin |
|
|
|
Material
Member
127 Posts |
Posted - 2007/11/23 : 12:01:29
|
Sånt här är intressant. Ett sätt att förlänga livslängden på lödningarna vore att gjuta in hela kretskortet i epoxi eller liknande. Dels finns det mer material att ta upp värmen med, dels så leder epoxin bort värmen (rätt dåligt iofs, men bättre än luft)
Däremot ifrågasätter jag att allt det gamla tennet måste bort, varför? Du smälter ju om det och nollställer all värmepåverkan, blyanrikning osv.
Nyare blyfritt tenn bör endast vara roblematiskt för att det blir varmare, och klantiga lödare kan råka skada vissa värmekänsliga kretsar. Annars så bör den högre smältpunkten vara till godo - om det inte finns något annat fenomen som anrikning av några ämnen eller så. Gissningsvis är detta nya lödtenn mer genomgånget, undersökt och standardiserat än det gamla någonsin var, och bör vara behäftat med så få problem som det överhuvudtaget är möjligt.
|
En Feminist och en Gentleman |
|
|
|
Vox
fd. Eric V-ås
3656 Posts |
Posted - 2007/11/23 : 12:23:49
|
| Borde inte den här tråden vara placerad på DIY? |
"Om Gud ville att vi skulle lyssna på fler kanaler än 2 skulle han gett oss fler öron" |
|
|
|
huzze
RödaTråden-vinnare, 200.000 klubben
10180 Posts |
Posted - 2007/11/23 : 13:00:45
|
quote:
Borde inte den här tråden vara placerad på DIY?
Är väl intressant även för oss som inte bygger  |
|
|
|
B-200
fd. asimov66
4687 Posts |
Posted - 2007/11/23 : 13:27:32
|
| håller fullt med huzze här. |
.....Med reservation för subjektivitet och stavfel |
|
|
|
Conan
Member
525 Posts |
Posted - 2007/11/23 : 14:09:36
|
Rent allmänt kan man nog säga att mycket spelar in när man talar om löfogars livslängd. Olika komponenters lödfogar påverkas på flera sätt både av omgivnings temperatur, egenuppvärmning och temperaturcykling (av- och påslag). En stor komponent kan vara känlsligare för cykling på grund av skillnader i utvidgningskoefficient mellan komponent och mönsterkort) medan en mindre komponents lödfog eller en komponent med avsevärd egenuppvärmning (som en effekttrissa) kan påverkas avsevärt mer av temperaturen, och därmed av att stå ständigt påslagen.
Sedan spelar driftsfallet in såklart. Slår man på apparaten verkligen varje dag eller kör man 5 dar i veckan, då förändras situationen avsevärt. Så jag tycker inte att man med fog kan säga att det generellt vore bättre att låta en apparat vara påslagen hela tiden.
Vad man också måste ta med i beräkningen är den degradering av övriga kompoennter som uppträder i bägge fallen (kontinuerlig drift och av- och påslag). En elektrolyt, en laser eller en display t.ex. har ju ett väldigt hårt specificerat antal driftstimmar, medan ett relä kanske mår sämre av att slås av och på.
|
Militant Ljudrättsaktivist |
|
|
|
Lovan
Member
3166 Posts |
|
|
ILLY
HiFitraktör
1325 Posts |
Posted - 2007/11/23 : 15:03:23
|
| Tack Lovan, för den mycket intressanta länken. |
Militant cyklist. |
|
|
|
Conan
Member
525 Posts |
Posted - 2007/11/23 : 19:54:26
|
Vad man måste tänka på är att i dessa tider med RoHS-dirketivet i full blom, är att det dyker upp en hel del tvivelaktiga olyckskorpar som inte sällan har en dold agenda. Dessa dolda motiv för att blåsa upp en oro i branschen kan vara medelsökerier för egna institut och företag, en speciell produkt eller teknologi som man vill promota eller helt enklet en "vad var det jag sa" från svunna tider...
Jag menar bara att man ska ta ganska mycket av alarmklockorna med en rejäl nypa salt. Samma sak hände när branschen skulle gå över till plastkomponenter eller när man började använda ytmontering i stor skala. Många förståsigpåare kraxade även då "det kommer aaaalrig att funka!!".
I sakfrågan dock kan man ju ifrågasätta den faktiska miljöpåverkan mellan en blyad produkt och en blyfri dito sett över produktens hela livscykel, men det överlåter jag med varm hand till miljöingenjörer. Vad gäller tillförlitligheten tror jag inte man som konsument behöver bekymra sig i onödan. En undermålig konstruktion som fallerar i en lödfog kan man råka ut för nu när all konsumentelektroni är blyfri, lika väl som för fem år sen när det var blyade lödfogar som gällde i stort sett.
Den övervägande mekanismen som påverkar tillväxten av tennwhiskers ("whisker" betyder morrhår f.ö. och är inte ett fenomen bara för tenn - äveb bly och zink t.ex. kan få whiskertillväxt) är tryckpåkänningar i skiktet verkar vetenskapen vara ganska överens om. Tryckpåkänningen i skiktet gör att det växer iväg en monokristallin whisker från ytan. Om sen den tryckpåkänningen kommer sig av mekaniska orsaker (bockade komponentben t.ex.) eller genom värmepåverkan (ett sk. intermetalliskt skikt växer till mellan pläteringen (tenn) och underlaget (t.ex. ett komponentben av koppar) verkar inte spela roll. Tillsatsämnen i ytpläteringen eller lodet påverkar på nåt sett (kanske genom kristallstrukturpåverkan eller genom att tillåta relaxation och "kallflytning" i materialet) och verkar hämmande på tillväxten av whiskers.
Specifikt bly som tillsats till tenn stoppar inte helt tillväxten av whiskers men den förhidrar på något sätt att långa (och därmed farliga)whiskers växer till. Man brukar säga att 3% bly är tillräckligt för att stoppa whiskertillväxt länge än enskaka mikrometer, och det är därför det numera finns ett undantag i RoHS-direktivet för bly i pläteringen av sk. fine-pitch komponenter där det är nära mellan komponentbenen. Andra (men mindre verkningsösa faktiskt) sätt att förhindra whiskertillväxt i tennskikt är underpläteringar mer t.ex. nickel, andra tillsatsämnen (koppar, silver t.ex) eller en värmebehandling av skiktet kort efter pläteringen.
Jag tror inte whiskers är ett speciellt stort problem i det generella fallet. De finns där men kommer troligen endast i vissa olyckliga konstruktioner att nånsinn orsaka driftstörningar. Det finns andra saker vad gäller elektronikens tillförlitlighet att ligga sömnlös för om man har läggning åt det hållet... |
Militant Ljudrättsaktivist |
|
|
|
soundbrigade
Semesterfirare
7879 Posts |
Posted - 2007/11/23 : 21:03:09
|
| Det uppstår ju materialvandring i lödtennet, alltså metall från komponenterna (koppar, järn ... höll på att skriva mässing, men det är ju inte en metall - men en legering). och då blir lödtennet kontaminerat och sprött. Lägger jag på mer tenn har jag inget uppnått, eftersom det gamla spröda tennet är kvar. |
|
|
|
Conan
Member
525 Posts |
Posted - 2007/11/24 : 10:50:41
|
Njaaae... det där är en sanning med modifikation. Järn-, nickel- eller kopparatomer har egentligen ingen möjlighet att vandra in i tenn i fast fas. Vad som däremot sker är att det bildas ett intermetalliskt skikt mellan benmaterialet och tennet i lodet. Detta intermetalliska skikt är ett eget kemiskt ämne, och kan faktiskt också tillväxa i fast tillstånd.
Hur dessa intermetalliska skikt uppträder beror på vilka material som det handlar om (dvs vilket material det är i komponentbenet) samt framförallt värmen i drift. Högre värme betyder snabbare tillväxt av intermetaller i lödfogen. Dessa intermetaller är betydligt sprödare än lodet i sig och det är därför inte sällan där (eller i de "hål" i basmaeterialet som blir resultatet av den intermetalliska tillväxten) brottet går i en lödfog, framförallt om den utsätts för mekanisk miljöpåverkan som vibration eller slag & stötar. Eftersom intermetalllerna växer sig tjockare och "hålen" fler med åren blir även lödfogen mer känslig för mekanisk påverkan då.
Den felmekanism som däremot är framträdande för utmattnings- eller åldringsbrott i lödfogar som befinner sig i mer normala hemmamiljöer är däremot en annan: värme och mekaniska rörelser i lodet leder till kornförgrovning (kristallisation) och sprickan som leder till avbrott propagerar sedan i korngränserna i det förgrovade lodet.
För att då återknyta till frågan lämpligheten att reparera en gammal lödfog; Får man bara vätning mot kompoenntben och kortets lödpadar och lödfogen ser OK ut så har man i vart fall förlängt livslängden avsevärt. Fogen kanske inte är lika bra som en ny & fräsch men det är ju troligen inte apparaten i övrigt heller. Den kornförgrovning som mest troligt är orsaken till brottet återgår efter omsmältning till en mer normal mikrostruktur. |
Militant Ljudrättsaktivist |
|
|
|
f95toli
Member
4209 Posts |
Posted - 2007/11/24 : 14:16:21
|
Det kan väl vara värt att påpeka att det är sannolikheter som diskuteras i den här tråden; det är inte så att en bra lödning "automatiskt" blir dålig pga en viss behandling. Däremot ökar sannolikheten för att något kan hända om den utsätts för stress av olika former. Livslängd är här ett statistiskt begrepp (på engelska används ibland uttrycktet MTBF=Mean time between failure).
Ex. många av de lödningar jag gör på jobbet utsätts för extrem termisk stress då de kyls från rumstemperatur till -269 grader C och sedan värms de upp igen; ibland flera gånger per dag.
Det är ändå ytterst sällan något går sönder och då det gör det beror det så gott som alltid på att lödningen var dålig till en början (ex. koppar-rostfritt är lite knepigt att löda bra).
Men anledningen till att det är så sällan något händer är att det är så få lödställen inblandade (inte på att jag är jätteduktig på att löda); något så komplex som en modern förstärkare med hundratals lödställen hade antagligen inte klarat sig speciellt länge eftersom den totala sannolikheten att något skulle brista då blir mycket större.
Min poäng är att en bra lödning normalt klarar väldigt stora påfrestningar; men sannolikheten att den ska gå sönder finns alltid där och sannolikheten att NÅGOT lödställe ska gå sönder ökar mycket snabbt när antalet komponenter i kretsen ökar.
|
|
|
|
Gemeni
Member
1162 Posts |
Posted - 2007/11/24 : 14:33:58
|
| Min erfaring från den "praktiska världen" är att det är ganska vanligt att det är "glapp" i lödningar på hemelektronikutrustningar, som förstärkare, cd-spelare och annan elektonik för Hi-FI, när de har några år på nacken. Ofta är det lödpunkterna på kontakter som är fästa i chassit och kretskortet samtidigt. Jag har själv ofta måste fixat lödningarana på mina egan prylar som har varigt mellan 10-20 år gammla. |
Musik låter bäst på vinyl och i stereo
|
|
|
|
esl
Upptäckare! Mästar-Harry 2007, 200.000-klubben
2578 Posts |
Posted - 2007/11/24 : 19:53:23
|
f95toli temperaturväxlingar från rumstemperatur ner till -270 grader är inte lika skadligt för intermetallisk bildning som en ökning av temperaturen 100 grader. När vi tempcyklar komponenter på jobbet för att utvärdera lödfogarnas livslängd så "bakas" elektroniken i +85 grader och redan där föråldras komponenterna.
Som nämnts innan, optiska komponenter samt kondensatorer är de som åldras snabbast vid högre temperaturer.
Ju kallare desto bättre!
Det är ett logaritmiskt förhållande mellan temperatur och livslängd så keep it cool.
/esl |
Innovare necesse est.
Det är ännu häftigare utan baffel. |
|
|
| |
Topic |
|
All Forums
HiFi-diskussion
New Topic
Topic Locked
Printer Friendly