Ausfall durch Zinn-Whisker. Wer hat das schon erlebt.
Hallo,
in Foren wird immer wieder das Problem von Tin-Whisker bei frühen Radios (Transistoren bis 60er Jahre) und in moderner "bleifreier" Elektronik beschrieben. Wer hat schon mal solche Zinnhaare in Bauteile oder Lötstellen feststellen können und was macht Ihr dagegen? Im Netz gibt es Bilder und Berichte von zerstörten (GE-)Transitoren und verfilzten Halbleitern. Ein einfaches Ausbürsten oder Absaugen der Härchen wird sicher nicht genügen. Nachlöten mir bleihaltigem (60/40) Lot zur neukonditionierung der Lötstelle (auch bei bleifreien Lötstellen)?
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Re: Ausfall durch Zinn-Whisker. Wer hat das schon erlebt.
Hallo Heinz.
Die sogenannten Whisker sind unter anderem ein Problem der frühen Germaniumtransistoren. Im Gehäuse des Transistors bildet sich ein dünner Zinnfaden, der einen Kurzschluß zum Gehäuse oder zu einer anderen Elektrode verursacht. Betroffen sind Typen, wie AF115, AF116, OC169, OC170 und ähnliche. Man kann versuchen, das Gehäuse des Transistors zu öffnen und den Schluß zu beseitigen. Wenn die Funktion der Schaltung nicht beeinträchtigt wird, kann man auch den Gehäuseanschluß ablöten und unbenutzt lassen. Sonst bleibt nur der Ersatz durch einen neuen Transistor.
Re: Ausfall durch Zinn-Whisker. Wer hat das schon erlebt.
Hallo Wolle,
hattest Du solche "verzinnten" Ausfalltransistoren schon selbst erlebt und konntest Du die Ausfallursache definitiv bestimmen? Mir ist ehrlich gesagt kein bestätigter Fall unter die Finger gekommen. Die im Netz stehenden Bilder von versagenden Halbleitern mit komplett verzinnten Beinchen sind schlimm. Alles dank bleifreiem Lot! Da holt man sich neben alternden Elkos eine neue Seuche in die Werkstatt. In einem Bericht der NASA steht das man komplett auf bleifreien Lot bei kritischen Systemem verzichtet, bei anderen nicht so wichtigen Geräten wird jede bleifreie Lötstelle nochmals mit 60/40 Lot neu verlötet.
Re: Ausfall durch Zinn-Whisker. Wer hat das schon erlebt.
Hallo Heinz.
Ich habe einige fehlerhafte Transistoren erlebt. Meist war ein Schluß vom Transistoranschluß zum Gehäuse nachweisbar. In einigen Fällen konnte die Funktion des Gerätes wieder erreicht werden, indem man den Gehäuseanschluß ablötete. Das ging über längere Zeiträume gut. Ich habe kaum so ein Gerät wieder zu sehen bekommen. Ansonsten blieb nur der Ersatz des Transistors als sichere Reparatur. Wenn man interessenhalber so einen Transistor geöffnet (aufgesägt) hatte, konnte man haarfeine Verbindungen sehen. Die Problematik bleifreies Lot kenne ich nur als Ursache kaum sichtbarer kalter Lötstellen. Hier hatte man im Extremfall nur die Chance, alles mit normalen Lot nachzulöten. Die Verwendung von Spezialflußmittel für bleifreies Zinn brachte oftmals nicht den gewünschten Erfolg. Die Problematik Whisker habe ich hier aber nicht kennengelernt.
Re: Ausfall durch Zinn-Whisker. Wer hat das schon erlebt.
Hallo,
bei bleifreien Elektronikbaugruppen, also solche mit fehlendem Blei in der Bauteilpin-Oberfläche und mit bleifreiem Prozess gelötet, ist die Entstehung von Whiskern absolut ein Thema.
Man geht davon aus, dass bis zu 1-2mm lange Whisker entstehen können, und zwar bevorzugt an Zinnoberflächen die chemisch abgeschieden oder aufgewalzt wurden, und bei denen das Pinmaterial unter mechanischer Spannung steht. Entweder als innere Restspannung von einem Biegevorgang, oder durch Belastung im eingelöteten Zustand. Das nach dem Schmelzen wieder erstarrte Zinn an der eigentlichen Lötstelle neigt eher nicht zur Whiskerbildung.
Die Entstehung von Kurzschlüssen durch Whisker muss z.B. bei der Entwicklung von sicherheitskritischen Baugruppen berücksichtigt werden.
Bei Zinn mit klassischem Bleianteil treten keine Whisker auf. Es gibt auch Verfahren mit spezieller Vor- oder Nachbehandlung, die eine spätere Whiskerbildung verhindern sollen.
Die Whiskerbildung ist einer der zahlreichen lebensdauer-begrenzenden Nachteile einer bleifrei gefertigten Baugruppe. Wo Zuverlässigkeit im Vordergrund steht, wird immer noch mit Blei/Zinn Legierung gelötet.
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