raumfahrt- produktsicherung · 2007. 1. 9. · ecss-q-70-08a 6. august 1999 vorwort diese norm...

ECSS-Q-70-08A 6. August 1999

Raumfahrt- Produktsicherung Handlöten elektrischer Verbindungen hoher

Zuverlässigkeit


Deutsche Übersetzung Herausgeber Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Qualitäts- und Produktsicherung Nationales ECSS-Sekretariat Anschrift Porz-Wahnheide Linder Höhe D-51147 Köln Technische Bearbeitung Dr.-Ing. Andreas K. Jain Telefon (0 22 03) 6 01 - 29 54 Telefax (0 22 03) 6 01 - 32 35 E-Mail [email protected] Redaktion Ruth Opperbeck Telefon (0 22 03) 6 01 - 21 99 Telefax (0 22 03) 6 01 - 32 35 E-Mail [email protected] Preis 15 € Englische Originalausgabe

Herausgeber ESA Publications Division ESTEC, Postfach 299 2200AG Noordwijk Niederlande Copyright 1999 ©: European Space Agency für die Mitglieder von ECSS


Vorwort Diese Norm gehört zu einer Reihe von ECSS-Normen, die sich auf das Management, die Technik (Engineering) und die Produktsicherung bei Projekten und Anwendungen der Raumfahrt beziehen. ECSS ist ein Gremium, in dem die Europäische Raumfahrtagentur ESA, nationale Raumfahrtagenturen sowie europäische Industrieverbände mit dem Ziel zusammenarbeiten, einheitliche Normen zu erstellen und zu pflegen. Diese Norm legt Anforderungen als Ziele fest, die zu erreichen sind und nicht in Bezug auf die Organisation und Durchführung der erforderlichen Arbeiten. Dies ermöglicht es, bewährte Organisationsstrukturen und -verfahren beizubehalten und erlaubt gleichzeitig deren Weiterentwicklung, ohne dass die Normen überarbeitet werden müssen. Diese Norm wurde auf der Basis von ESA-Dokument PSS-01-708 und Dokument NASA-STD-8739.3 von der Arbeitsgruppe „ECSS-Q-70-08“ erstellt. Sie wurde vom Technischen Ausschuss der ECSS geprüft und vom ECSS-Lenkungsgremium verabschiedet.

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Inhaltsverzeichnis Seite

Vorwort ..................................................................................................................... i

Einleitung........................................................................................................................... 1 1 Zweck.................................................................................................................. 3 2 Normative Verweisungen.................................................................................. 5 3 Begriffe und Abkürzungen................................................................................ 7 3.1 Begriffe ................................................................................................................. 7 3.2 Abkürzungen ...................................................................................................... 16

4 Grundlagen und Voraussetzungen für betriebssichere Lötverbindungen 17 4.1 Grundlagen......................................................................................................... 17 4.2 Voraussetzungen ................................................................................................ 17

5 Allgemeine Vorbedingungen.......................................................................... 19 5.1 Sauberkeit........................................................................................................... 19 5.2 Umgebungsbedingungen.................................................................................... 19 5.3 Maßnahmen gegen elektrostatische Aufladung .................................................. 19 5.4 Beleuchtung........................................................................................................ 20 5.5 Geräte und Werkzeuge ....................................................................................... 20

6 Materialauswahl ............................................................................................... 25 6.1 Lot ...................................................................................................................... 25 6.2 Flussmittel ........................................................................................................... 25 6.3 Lösemittel ........................................................................................................... 27 6.4 Flexible Isolierstoffe ............................................................................................. 27 6.5 Lötstützpunkte.................................................................................................... 28 6.6 Drähte................................................................................................................. 28 6.7 Leiterplatten........................................................................................................ 29 6.8 Umhüllungen, Kleber und Füllmassen ................................................................. 29

7 Vorbereitung für das Löten............................................................................. 31 7.1 Vorbehandlung von Leitern, Lötstützpunkten und Lötbuchsen............................ 31 7.2 Vorbehandlung von Löteinsätzen ........................................................................ 33 7.3 Elektroden für das Widerstandslöten................................................................... 34 7.4 Handhabung (Arbeitsplatz).................................................................................. 34 7.5 Lagerung am Arbeitsplatz ................................................................................... 34 7.6 Trocknung von Leiterplatten ............................................................................... 34

8 Montage von Bauelementen........................................................................... 35 8.1 Allgemeine Anforderungen................................................................................. 35 8.2 Biegen von Anschlussdrähten.............................................................................. 38 8.3 Montage von Lötstützpunkten ............................................................................ 39 8.4 Befestigung von Anschlüssen an Leiterplatten..................................................... 40 8.5 Montage von Bauelementen an Lötstützpunkte .................................................. 46 8.6 Cordwoodmodule............................................................................................... 46 8.7 Montage von Steckverbindern an Leiterplatten ................................................... 47

9 Befestigung von Drähten an Lötstützpunkten, Lötbuchsen und Kabeln .. 49 9.1 Allgemeines ........................................................................................................ 49 9.2 Drahtanschlüsse .................................................................................................. 49 9.3 Turm- und Stiftlötstützpunkte ............................................................................. 50 9.4 Gabellötstützpunkte............................................................................................ 51 9.5 Hakenlötstützpunkte........................................................................................... 55 9.6 Lötösen............................................................................................................... 56 9.7 Lötbuchsen ......................................................................................................... 57 9.8 Anwendung von Isolierungsschlauch................................................................... 58 9.9 Verbindung zwischen Drähten und Kabeln.......................................................... 58 9.10 Verbindung von Litzendraht an Leiterplatten....................................................... 61

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10 Löten an Lötstützpunkten und Leiterplatten................................................. 63 10.1 Allgemeines......................................................................................................... 63 10.2 Löten an Löstützpunkten..................................................................................... 63 10.3 Löten auf Leiterplatten ........................................................................................ 64 10.4 Dochtwirkung „Wicking“)................................................................................... 64 10.5 Nacharbeit........................................................................................................... 65

11 Reinigung von Leiterplatten-Baugruppen..................................................... 67 11.1 Allgemeines......................................................................................................... 67 11.2 Ultraschallreinigung............................................................................................. 67 11.3 Nachweis der Reinheit ......................................................................................... 67

12 Abnahmeprüfung ............................................................................................. 69 12.1 Allgemeines......................................................................................................... 69 12.2 Abnahmekriterien ............................................................................................... 69 12.3 Rückweisungskriterien......................................................................................... 69

13 Eignungsprüfung ............................................................................................. 71 13.1 Allgemeines......................................................................................................... 71 13.2 Temperaturwechselbeanspruchung ..................................................................... 71 13.3 Schwingungsbeanspruchung............................................................................... 71

14 Qualitätssicherung .......................................................................................... 73 14.1 Allgemeines......................................................................................................... 73 14.2 Daten .................................................................................................................. 73 14.3 Nichtkonformität/Fehler....................................................................................... 73 14.4 Kalibrierung......................................................................................................... 73 14.5 Rückverfolgbarkeit .............................................................................................. 73 14.6 Ausführungsstandards......................................................................................... 73 14.7 Prüfung ............................................................................................................... 74 14.8 Schulung und Zertifizierung von Löt- und Prüfpersonal........................................ 74 Anhang A (normativ) Beispiele für einwandfreie und fehlerhafte Lötverbindungen................................... 75 Bilder Bild 1: Konturen von geeigneten und ungeeigneten Schneidwerkzeugen zum

Zuschneiden von Anschlüssen ............................................................................. 21 Bild 2: Nicht zugelassene Abisolierwerkzeuge ................................................................ 22 Bild 3: Bauelementanschlüsse mit Zugentlastung auf Leiterplatten ................................. 36 Bild 4: Mindestbiegeradius bei Anschlüssen ................................................................... 38 Bild 5: Anschluss von oberflächenmontierten Bauelementen.......................................... 38 Bild 6: Anschlussbefestigungen mit Lötstellen auf beiden Seiten der Leiterplatte ............ 39 Bild 7: Lötstützpunkt mit gebördeltem Flansch............................................................... 40 Bild 8: Anschluss mit umgebogenem Draht für nicht metallisierte Löcher ....................... 41 Bild 9: Anschluss mit umgebogenem Draht für durchmetallisierte Löcher....................... 42 Bild 10: Gerade durchgesteckte Anschlüsse...................................................................... 43 Bild 11: Überlappte Anschlüsse bei Durchsteckmontage................................................... 44 Bild 12: Maße für überlappte Anschlüsse bei Oberflächenmontage.................................. 45 Bild 13: Zugentlastung bei der Befestigung von Teilen an Lötstützpunkten ...................... 46 Bild 14: Seitliche Anschlüsse und Anschlüsse von unten an Turmlötstützpunkte............... 51 Bild 15: Anschlüsse von unten an einen Gabellötstützpunkt............................................. 52 Bild 16: Seitlicher Anschluss an einen Gabellötstützpunkt ................................................ 53 Bild 17: Anschluss von oben an einen Gabellötstützpunkt................................................ 54 Bild 18: Anschlüsse an Hakenlötstützpunkte .................................................................... 55 Bild 19: Anschlüsse an Lötösen ........................................................................................ 56 Bild 20: Verbindungen mit Lötbuchsen............................................................................. 57 Bild 21: Verfahren zur Drahtsicherung.............................................................................. 60 Bild 22: Befestigung von Litzendrähten an Leiterplatten ................................................... 62

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Bild A-1: Lötverbindungen mit umgebogenem Drahtende............................................ 76 Bild A-2: Lötverbindungen an Stiftlötstützpunkten ....................................................... 77 Bild A-3: Lötverbindungen an Turmlötstützpunkten ..................................................... 78 Bild A-4: Lötverbindungen an Turmlötstützpunkten ..................................................... 79 Bild A-5: Lötverbindungen an Gabellötstützpunkten .................................................... 80 Bild A-6: Lötverbindungen an Hakenlötstützpunkten.................................................... 81 Bild A-7: Lötverbindungen an Lötbuchsen .................................................................... 82 Bild A-8: Handlötung an Verbindungen mit geschirmtem Kabel ................................... 83 Bild A-9: Handlötung an Verbindungen mit geschirmtem Kabel ................................... 84 Bild A-10: Fehler bei handgelöteten Drahtverbindungen ................................................ 85 Tabellen Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung von Loten in der Raumfahrttechnik ................ 26 Tabelle 2: Leitfaden zur Lotauswahl ............................................................................... 27 Tabelle 3: Abisolierlänge ................................................................................................ 31 Tabelle 4: Maße für Bild 22............................................................................................ 61 Tabelle 5: Werte für Reinheitsprüfung............................................................................ 68 Tabelle 6: Mindestanforderungen für Schwingungsprüfungen....................................... 71

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Einleitung Diese Norm basiert im Wesentlichen auf Empfehlungen der National Aeronautics and Space Administration und der Fachleute der Löttechnik in Europa. Abweichungen davon sind auf die spezifischen Anforderungen an geringfügig ausgasende elektrische Systeme, die für wissenschaftliche und kommerzielle Satelliten benötigt werden, abgestellt. Auch wurden der technische Fortschritt und Ergebnisse metallurgischer Untersuchungen berücksichtigt. Die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren und die Ausführung gelten als ausreichend für normale Anforderungen in der Raumfahrt.

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1 Zweck Diese Norm legt technische Anforderungen und Maßnahmen zur Qualitätssicherung für das Handlöten elektrischer Verbindungen mit hoher Zuverlässigkeit für den Einsatz in der Raumfahrt und zugehörigen Einrichtungen fest. Die in dieser Norm gestellten Anforderungen stellen eine hohe Zuverlässigkeit handgelöteter elektrischer Verbindungen sicher, die sowohl den normalen Bedingungen auf dem Boden wie auch der Schwingungsbelastung bei mehrfacher Erdbeschleunigung und unter den im Weltraum herrschenden Bedingungen standhalten sollen. Diese Norm gilt für die zu verwendenden Werkzeuge, Materialien, die Konstruktion und die Ausführung. Es werden Annahme- und Rückweisungskriterien angegeben und Festlegungen zur Ausführung getroffen, die es ermöglichen, zwischen einwandfreier und fehlerhafter Arbeit zu entscheiden. Das Schwalllöten und die Oberflächenmontage werden in anderen Dokumenten behandelt und sind nach den Festlegungen in der jeweiligen Norm zu beurteilen.

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2 Normative Verweisungen Diese ECSS-Norm enthält durch datierte oder undatierte Verweisungen Festlegungen aus anderen Publikationen. Diese normativen Verweisungen sind an den jeweiligen Stellen im Text zitiert, und die Publikationen sind nachstehend aufgeführt. Bei datierten Verweisungen gehören spätere Änderungen oder Überarbeitungen dieser Publikationen nur zu dieser ECSS-Norm, falls sie durch Änderung oder Überarbeitung eingearbeitet sind. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte Ausgabe der in Bezug genommenen Publikation. ECSS–P–001 Glossar ECSS-Q-20 Raumfahrtproduktsicherung – Qualitätssicherung ECSS-Q-20-09 Raumfahrtproduktsicherung – Nichtkonformitäts-Kontrollsystem ECSS-Q-70 Raumfahrtproduktsicherung – Materialien, mechanische Teile und Prozesse ECSS-Q-70-01 Raumfahrtproduktsicherung – Überwachung von Sauberkeit und

Verunreinigung (in Vorbereitung) ECSS-Q-70-02 Raumfahrtproduktsicherung – Thermovakuum-Ausgasungstest zur

Beurteilung von Materialien der Raumfahrttechnik (in Vorbereitung)

ECSS-Q-70-04 Raumfahrtproduktsicherung – Temperaturwechseltest zur Auswahl von

Raumfahrt-Materialien und -verfahren ECSS-Q-70-10 Raumfahrtproduktsicherung – Qualifikation und Lieferung von Mehrlagen-

Leiterplatten (mit Schutzüberzug aus Gold oder Zinn-Blei) (in Vorbereitung)

ECSS-Q-70-28 Raumfahrtproduktsicherung – Reparatur und Modifikation von Leiterplatten-

baugruppen (in Vorbereitung) ECSS-Q-70-38 Raumfahrtproduktsicherung – Löten von SMT- und Mischtechnik-Leiter-

platten mit hoher Zuverlässigkeit (in Vorbereitung) ECSS-Q-70-48 Raumfahrtproduktsicherung – Anforderungen an die Schulung und den

Eignungsnachweis für die Montage elektronischer Baugruppen (in Vorbereitung)

ECSS-Q-70-71 Raumfahrtproduktsicherung – Angaben zur Auswahl von Raumfahrt-

Materialien (in Vorbereitung) EN 29454-1 Flussmittel zum Weichlöten – Einteilung und Anforderungen – Teil 1: Einteilung, Kennzeichnung und Verpackung EN 100015-1 Schutz von elektrostatisch gefährdeten Bauelementen – Teil 1: Allgemeine Anforderungen ISO 9453:1990 Soft solder alloys – Chemical composition and forms J - STD - 004 Requirements for soldering fluxes.

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3 Begriffe und Abkürzungen

3.1 Begriffe In dieser Norm gelten neben den Begriffen nach ECSS–P–001 folgende Begriffe.

3.1.1 Basislaminat Siehe 3.1.77 Basismaterial.

3.1.2 Gabellötstützpunkt Lötstützpunkt mit Schlitz oder Spalt, in den Drähte oder Anschlüsse vor dem Löten eingeführt werden.

3.1.3 Lötspitze Auswechselbarer Wärmespeicher eines Lötkolbens.

3.1.4 Blase Örtlich begrenzte Schichtentrennung.

3.1.5 Brückenbildung Lot oder Umhüllung zwischen Teilen, Bauelementanschlüssen und/oder dem Basismaterial, das bzw. die einen erhöhten Steg bildet (siehe 3.1.33 Hohlkehle).

3.1.6 Kabel Zwei oder mehr isolierte Volldraht- oder Litzenleiter gleicher Länge mit gemeinsamer Ummantelung oder zwei oder mehr isolierte Leiter gleicher Länge, die ohne gemeinsame Ummantelung miteinander verdrillt oder vergossen sind, oder ein isolierter Leiter mit einer umhüllenden Metallabschirmung oder einem Außenleiter (geschirmtes Kabel oder Koaxialkabel).

3.1.7 Abgeplatzte Anschlussdichtung Beschädigte Glas-Metall-Dichtung eines Bauelementgehäuses (Beschädigung tritt häufig beim Zurichten des Anschlusses auf).

3.1.8 Umgebogener Anschluss Draht oder Bauelementanschluss, der durch eine Leiterplatte hindurchgeführt und dann umgebogen wird, um den Kontakt mit dem Lötauge der Leiterplatte herzustellen. Auf den umgebogenen Teil sollte keine Kraft ausgeübt werden, damit er flach auf dem Lötauge liegt. Außerdem sollte der Anschluss vor dem Löten eine gewisse mechanische Vorspannung aufweisen.

3.1.9 Kalte Lötstelle Lötverbindung, bei der das Lot ein stückiges, runzliges Aussehen hat und Anzeichen eines mangelhaften Fließens oder einer mangelhaften Benetzung aufweist. Sie kann glänzend oder matt, jedoch nicht körnig aussehen. Die Verbindung zeigt gewöhnlich scharfe Grenzlinien und keinen durchgehend glatten Übergang zwischen dem Lot und den zu verbindenden Flächen. Diese Linien werden entweder durch ungenügende Erwärmung oder dadurch hervorgerufen, dass ein Bereich der zu verbindenden Flächen die Löttemperatur nicht erreicht.

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3.1.10 Kolophonium Siehe 3.1.62 Geigenharz (Rosin).

3.1.11 Bauelement Bauteil mit einer elektronischen, elektrischen oder elektromechanischen Funktion, das aus einem oder mehreren miteinander verbundenen Teilen besteht und gewöhnlich nicht ohne Zerstörung demontiert werden kann. Typische Beispiele für Bauelemente sind Transistoren, integrierte Schaltungen, Hybridschaltungen, Kondensatoren.

3.1.12 Bauelementanschluss Volldraht, der aus einem Bauelement herausragt und als Verbindung zu einem weiteren Bauelement dient.

3.1.13 Löten durch Wärmeleitung Lötverfahren mit einem Lötkolben zur Übertragung von Wärme auf die Lötfläche.

3.1.14 Leiter Volldraht oder Litze oder Anschlussstelle an einer Leiterplatte, der/die als elektrische Verbindung zwischen Anschlüssen dient.

3.1.15 Schutzschicht Dünner Schutzüberzug, der sich der Form des/der überzogenen Bauelementes/Baugruppe anpasst.

3.1.16 Verbindung Elektrischer Anschluss.

3.1.17 Kontaktwinkel Winkel zwischen Halbebenen, die tangential zu einer Flüssigkeitsoberfläche und einer Grenzfläche zwischen Festkörper und Flüssigkeit an ihrem Schnittpunkt liegen. Diese Definition gilt auch für den Kontaktwinkel von flüssigem Lot, das sich in Kontakt mit einer festen Metalloberfläche befindet. Der Kontaktwinkel kann näherungsweise nach Erstarrung des Lots durch Schattenprojektion oder in anderer Weise durch Messen bestimmt werden. Dabei ist zu beachten, dass der Kontaktwinkel immer der Winkel innerhalb der Flüssigkeit ist.

3.1.18 Verunreinigung Partikel, Flüssigkeiten, Gase, Stoffe und Mikroorganismen, die durch ihre Anwesenheit das Verhalten eines Teils oder Elements negativ beeinflussen können.

3.1.19 Cordwoodschaltung Schaltungsaufbau, in dem die Bauelemente zwischen und senkrecht zu zwei Leiterplatten oder leitenden Netzen befestigt sind.

3.1.20 Korrosion Qualitätsminderung eines Metalls durch chemische oder elektrochemische Reaktion mit seiner Umwelt.

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3.1.21 Gerissene Lötverbindung Lötverbindung, die innerhalb des Lots gerissen oder gebrochen ist (siehe 3.1.38 Gebrochene Lötverbindung).

3.1.22 Gewebetrennung Zustand im Basismaterial einer Leiterplatte in Form von verbundenen weißen Flecken oder „Kreuzen“ auf oder unter der Oberfläche des Basismaterials, die – auf die Trennung von Fasern im Glasgewebe zurückzuführen sind, – an Gewebekreuzungen auftreten und – gewöhnlich durch mechanische Beanspruchungen verursacht werden.

3.1.23 Delaminierung Großflächige Trennung von Leiterplattenschichten (Harz von Glas), die ihren Ursprung am Rand eines Loches oder der Kante der Platte hat oder darauf zuläuft.

3.1.24 Entnetzen Zustand einer Lötfläche, auf der flüssiges Lot nicht fest haftet und der durch eine scharfe Grenze zwischen Lot und Leiter oder Lot und Lötstützpunkt/Anschlussfläche charakterisiert ist (oft als matte Oberfläche mit Inseln von dickerem glänzenden Lot zu erkennen).

3.1.25 Diskretes Bauelement Aktives oder passives kompaktes elektronisches Bauteil (z. B. Widerstände, Kondensatoren, Drosseln, Dioden, Transistoren).

3.1.26 Gestörte Lötverbindung Unzureichende Verbindung infolge Relativbewegung zwischen Leiter und Anschlussstelle während des Erstarrens des Lots.

3.1.27 Schlacke (Dross) Schaum, der sich auf der Oberfläche von geschmolzenem Metall bildet (kann auf flüssigem Lot Verunreinigungen oder Oxidationsprodukte enthalten).

3.1.28 Elektrische Verbindung Leitende Verbindung in elektrischen oder elektronischen Stromkreisen.

3.1.29 Vergussmasse Nichtleitende Masse zum Schutz gegen Umwelteinflüsse, die die Lücken zwischen den elektrischen Bauteilen komplett füllt.

3.1.30 Eutektische Legierung Legierung aus zwei oder mehr Metallen mit einem ausgeprägten Schmelzpunkt. Ein eutektisches Lot ist eine Zinn-Blei-Legierung mit 63 % Sn und 37 % Pb, die bei 183 °C schmilzt.

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3.1.31 Übermäßige Lotmenge Unzureichende Verbindung, bei der das Lot die Struktur der Verbindung verdeckt oder keine Beurteilung des wahren Benetzungswinkels zulässt.

3.1.32 Löthülse Ein in eine Leiterplatte eingefügtes röhrenförmiges Metallteil, dessen beide Enden angestaucht oder gewalzt sind.

3.1.33 Hohlkehle Form eines glatten konkaven Materials zwischen zwei Oberflächen (z. B. Lotkehle zwischen einem Bauelementanschluss und einem Lötauge oder Lötstützpunkt bzw. Hohlkehle aus Umhüllungsmaterial zwischen einem Bauelement und der Leiterplatte).

3.1.34 Flachgehäuse (Flatpack) Bezeichnung zur Beschreibung des Aussehens einer integrierten Schaltung, die in einer dünnen rechteckigen Umhüllung hermetisch abgeschlossen ist und flache, in einer Ebene liegende Anschlüsse hat.

3.1.35 Flussmittel Material, das beim Löten den Oxidfilm entfernt, die Oberfläche gegen Oxidation schützt und bewirkt, dass das Lot die zu verbindenden Oberflächen benetzt.

3.1.36 Flussmittelwirkung Eigenschaft eines Flussmittels, durch die der kleinste Kontaktwinkel zwischen geschmolzenem Lot und einer festen Oberfläche ermöglicht wird (siehe auch Abschnitt 3.1.62).

3.1.37 Flussmittelteilchen Kleinstes Teilchen eines Flussmittelrückstands von gelbem oder manchmal weißlich durchscheinendem Aussehen (erscheint unter ultraviolettem Licht gewöhnlich weißlich grün).

3.1.38 Gebrochene Lötverbindung Lötverbindung, die innerhalb des Lots gerissen oder gebrochen ist.

3.1.39 Glasmeniskus Glaskehle der Dichtung eines äußeren Anschlusses am Gehäuse.

3.1.40 Hofbildung (Haloing) Zustand im Basismaterial einer Leiterplatte, bei dem um Löcher und/oder andere mechanisch bearbeitete Bereiche aufgehellte Flächen auf oder unter der Oberfläche des Basismaterials (bei begrenzter Schichtentrennung) bilden.

3.1.41 Luftdichte Versiegelung Dichtung, die eine gekapselte Schaltung gegen das Eindringen von Verunreinigungen, wie Wasserdampf, und folglich gegen Korrosion schützt.

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3.1.42 Hakenlötstützpunkt Lötstützpunkt in Form eines Hakens.

3.1.43 Hybridmikroschaltung Bauelement mit der Funktion einer elektronischen Schaltung, das aus einem Dickschicht- oder Dünnschichtnetzwerk auf einem Substrat (Basismaterial) mit auf ihm befestigten aktiven und/oder passiven Chipbauelementen besteht.

3.1.44 Zapfen Siehe 3.1.69 Lotzapfen.

3.1.45 Integrierte Schaltung Kompakte Funktionsschaltung, die durch Aufbringen eines aktiven oder passiven elektronischen Elements auf ein Substrat (Basismaterial) entsteht.

3.1.46 Durchkontaktierung Leiter, der Leiterbilder zwischen entgegengesetzten Seiten einer Leiterplatte verbindet (gewöhnlich ein durchmetallisiertes Loch).

3.1.47 Überlappter Anschluss Verbinden oder Verschmelzen von zwei sich überlappenden Metalloberflächen mit Lot ohne weitere mechanische Befestigung oder Halterung.

3.1.48 Maserbildung (Measling) Zustand im Basismaterial einer Leiterplatte in Form voneinander getrennter weißer Punkte oder „Kreuze“ unter der Oberfläche des Basismaterials, bei denen Fasern im Glasgewebe an der Gewebekreuzung getrennt sind. Beim Löten kann Maserbildung durch übermäßige Wärmezufuhr hervorgerufen werden.

3.1.49 Mehrlagen-Leiterplatte Produkt aus aufeinander folgenden Laminaten von Leiterplattenbasismaterial und Isolierstoffen, die durch gleichzeitige Anwendung von Wärme und Druck vor dem Bohren und Galvanisieren von Löchern miteinander verbunden sind. Siehe auch „Leiterplatte“.

3.1.50 Überhitzte Lötverbindung Verbindung, in der das Lot glänzend oder matt erscheinen kann, die jedoch auch ein kristallines Aussehen hat und eine Kornstruktur aufweist, die durch überlangen Kontakt mit einem Lötkolben, eine zu starke Wärmequelle oder wiederholte Nacharbeit hervorgerufen wird.

3.1.51 Lötauge Anschluss einer leitenden Oberfläche auf einer Leiterplatte, an den Anschlüsse (bzw. Anschlussdrähte) zum Erzeugen einer elektrischen Verbindungen gelötet werden. Dieser wird bei Anschluss eines stromführenden Leiters als funktional oder, bei Isolierung des Lötauges, als nichtfunktional bezeichnet.

3.1.52 Nadelloch (Pinhole) Kleine lochartige Vertiefung im Lot.

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3.1.53 Poren (Pits) Kleine Löcher oder scharfkantige Vertiefungen in der Oberfläche des Lots, die durch Ausblasen von eingeschlossenem oder überhitztem Flussmittel entstehen können.

3.1.54 Durchmetallisiertes Loch Ein durch Druck durchmetallisiertes Loch entsteht durch Metallauftrag auf die Wandung eines Lochs. Es wird verwendet, um einem gelöteten Anschluss eine zusätzliche mechanische Festigkeit zu geben oder eine elektrische Verbindung auf einer beidseitig beschichteten oder Mehrlagen-Leiterplatte herzustellen.

3.1.55 Poröse Lötverbindung Lötverbindung mit (infolge Überhitzung) zahlreichen Poren und körniger Oberfläche.

3.1.56 Füllmasse In der Regel elektrisch nichtleitende Masse zum Einbetten von oder als Füllstoff zwischen Bauelementen, Leitern oder Baugruppen.

3.1.57 Leiterplatte (PCB) Produkt, bei dem von einer oder beiden Oberflächen eines kupferkaschierten Basismaterials durch selektives Ätzen von überschüssigem Kupfer das vorgesehene Schaltungsbild hergestellt wird, das anschließend einen Lot- oder Goldüberzug erhält. Die Bezeichnung „Leiterplatte“ umfasst folgende Gruppen: • einseitig beschichtete Leiterplatten; • starre oder flexible, beidseitig beschichtete Leiterplatten; • starre oder starr-flexible Mehrlagen-Leiterplatten.

3.1.58 Reparatur An einem fehlerhaften Produkt mit dem Ziel ausgeführte Maßnahme, dass es die Anforderungen für den beabsichtigten Gebrauch erfüllen wird, obwohl es die ursprünglich festgelegten Anforderungen möglicherweise nicht erfüllt (ISO 8402:1994).

ANMERKUNG 1: Reparatur ist eine der Maßnahmen der Behandlung eines fehlerhaften Produkts.

ANMERKUNG 2: Reparatur schließt auch eine Abhilfemaßnahme zur Wiederherstellung eines

früher fehlerfreien, nun aber fehlerhaften Produkts für den Gebrauch ein (z. B. als Teil einer Instandhaltung).

3.1.59 Dammarharz (Resin) Gewöhnlich transparente und gelbliche bis braune natürliche Substanz, die bei Baumausscheidungen entsteht und in organischen Lösemitteln, jedoch nicht in Wasser, löslich ist. „Harz“ ist ein Gattungsname; beim Löten wird die Benennung „Kolophonium“ benutzt.

3.1.60 Widerstandslöten Lötverfahren mit Stromfluss zwischen zwei Elektroden durch die zu lötende Fläche hindurch.

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3.1.61 Nacharbeit An einem fehlerhaften Produkt mit dem Ziel ausgeführte Maßnahme, dass es die festgelegten Anforderungen erfüllen wird (ISO 8402:1994).

ANMERKUNG 1: Nacharbeit ist eine der Maßnahmen der Behandlung eines fehlerhaften Produkts.

3.1.62 Geigenharz (Rosin) Natürliches Harz, das als Rückstand aus Kiefernharz gewonnen wird, nachdem das Terpentinöl entfernt wurde. Es besteht hauptsächlich aus Abietinsäure und verwandten Harzsäuren und einem Rest aus Harzsäureestern. Es ist nicht korrosiv und elektrisch nichtleitend. Rosin ist der Grundbestandteil bei der Gruppe der Rosin-Flussmittel (siehe EN 29454).

3.1.63 Kolophoniumeinschluss Unzureichende Lötverbindung, in die das Kolophonium eingeschlossen ist.

3.1.64 Abschirmung Metallische Umhüllung, die einen oder mehrere Drähte, Kabel, Kabelgruppen oder eine Kombination aus Drähten und Kabeln umschließt und die zur Vermeidung oder Verringerung der Übertragung elektrischer Energie zu oder von den umhüllten Leitern dient. Die Abschirmung enthält auch eine Isolierung, die die metallische Umhüllung bedecken kann.

3.1.65 Lötzinn Schmelzbare Legierung aus zwei oder mehr Nichteisenmetallen (gewöhnlich Zinn und Blei), die in geschmolzenem Zustand zum Verbinden oder Verschmelzen metallischer Oberflächen und zur Herstellung einer elektrischen Verbindung mit niedrigem elektrischem Widerstand verwendet wird.

3.1.66 Lötbarkeit Eigenschaft einer Oberfläche, sich mit geschmolzenem Lot benetzen zu lassen.

ANMERKUNG: Zur Beurteilung der Lötbarkeit gibt es genormte Prüfverfahren. Oberflächen besitzen eine „gute Lötbarkeit“, wenn nach den Verfahren dieser Norm eine Benetzung innerhalb von 3 Sekunden erreicht wird und eine Entnetzung nicht unter 8 Sekunden auftritt.

3.1.67 Lotüberzug Dünne gleichmäßige Lotschicht auf einer Oberfläche.

3.1.68 Lötbuchse An einem Ende verschlossener hohler zylindrischer Lötstützpunkt, der einen oder mehrere Leiter aufnehmen kann.

3.1.69 Lotzapfen Kegelförmige Lotspitze oder scharfkantige Lötstelle, die gewöhnlich durch vorzeitige Kühlung und Erstarrung von Lot beim Entfernen der Wärmequellen entstanden ist.

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3.1.70 Lötanschlussfläche Anschlussfläche auf einer Leiterplatte (siehe auch 3.1.51).

3.1.71 Löten Verbinden metallischer Oberflächen mit Lot ohne direktes Schmelzen der Grundmetalle.

3.1.72 Lötdauer Zeit, die notwendig ist, eine Oberfläche unter festgelegten Bedingungen mit Lot zu benetzen.

3.1.73 Befestigungskleber Elektrisch nicht leitender Kleber zur Lagefixierung eines Bauelements oder Gegenstands.

3.1.74 Spannungslinien Bei einer fertigen Lötfüllung können zwei Formen von Spannungslinien auftreten: a) Linien oder Falten parallel zur Montagefläche deuten gewöhnlich auf eine lange Lötdauer oder zu

hohe Löttemperaturen oder auch auf Nacharbeit hin. Sie werden wahrscheinlich beim Löten durch Dehnungsunterschiede zwischen dem sich stärker ausdehnenden Leiterplattenbasismaterial und dem sich weniger stark ausdehnenden metallischen Material der Verbindung hervorgerufen.

b) Linien senkrecht zur Montagefläche werden gewöhnlich hervorgerufen, wenn die Lötspitze zu langsam von einer noch flüssigen Lötverbindung entfernt wird.

3.1.75 Zugentlastung Verfahren oder Hilfsmittel zur Minimierung mechanischer Spannungen an gelöteten Anschlüssen oder Bauelementen; im Allgemeinen in Form eines Bogens oder einer Schleife aus Massivdraht oder Litze in einem Bauelementanschluss, um den Abbau von Spannungen zwischen Anschlüssen, die durch Bewegung oder Wärmeausdehnung hervorgerufen werden können, zu erreichen.

3.1.76 Stiftlötstützpunkt Auf einer Leiterplatte stehender, durch diese hindurch geführter Drahtanschluss.

3.1.77 Basismaterial Tragender Isolierstoff, auf den die Elemente einer Schaltung aufgetragen oder montiert werden.

3.1.78 Heftlot Verwendung von Lot für die provisorische Verbindung eines Anschlusses mit einem Anschlusspunkt.

3.1.79 Anschlussfläche Leitende Oberfläche auf einer Leiterplatte zur Herstellung elektrischer Verbindungen (siehe auch 3.1.51 Lötauge).

3.1.80 Wärmeableiter Hilfsmittel mit guter Wärmeleitung zur Ableitung der Wärme von einem zu lötenden Gegenstand.

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3.1.81 Verzinnen Überziehen einer Oberfläche vor ihrer Verwendung in einer Lötverbindung mit einer gleichmäßigen Lotschicht.

3.1.82 Lötspitzenende Kontaktfläche des vordersten Teils der Lötspitze.

3.1.83 Turmlötstützpunkt Runder pfostenartiger gerillter Bolzen, um den Draht vor dem Löten gewickelt wird.

3.1.84 Normalsichtiges Auge Auge mit Sehschärfe 6/6 (metrisch) nach Snellen einschließlich Brille (jedoch keine Mikroskope, Lupen oder andere Vergrößerungseinrichtungen), die zur Korrektur von Fehlsichtigkeit auf die Sehschärfe 6/6 (metrisch) erforderlich ist.

3.1.85 Gewebefreilegung Oberflächenzustand des Leiterplattenlaminats, bei dem das unversehrte Textilglasgewebe nicht gleichmäßig mit Harz bedeckt ist.

3.1.86 Benetzen Durch gleichmäßige, flache Ränder und einen kleinen Benetzungswinkel gekennzeichnetes Fließen und Haften einer Flüssigkeit auf einer festen Oberfläche.

3.1.87 Dochtwirkung Fließen geschmolzenen Lots oder Reinigungsmittels durch Kapillarwirkung. Tritt beim Löten von Litze auf, wobei das Lot in die Litze hineingezogen wird, jedoch gewöhnlich an der Außenfläche der Litze nicht sichtbar ist. Die Dochtwirkung kann auch innerhalb des Bogens zur Zugentlastung bei Bauelement-anschlüssen auftreten.

3.1.88 Draht Einzelner metallischer Leiter aus Volldraht oder Litze zum Führen von Strom in einer elektrischen Schaltung, ohne metallische(n) Überzug, Umhüllung oder Abschirmung. In dieser Norm wird die Benennung „Draht“ im Sinne von „isolierter elektrischer Draht“ verwendet.

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3.2 Abkürzungen In dieser Norm gelten folgende Abkürzungen. Abkürzung Bedeutung

AWG American Wire Gauge Drahtdurchmesser (US-Bezeichnung)

FEP Fluorinated Ethylene Propylene Copolymer Fluoriertes Ethylen-Propylen-Copolymer

MOS Metal-Oxide Semiconductor Metalloxidhalbleiter

PCB Printed Circuit Board Leiterplatte

PTFE Polytetrafluoroethylene Polytetrafluorethylen

RF Radio Frequency Hochfrequenz

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4 Grundlagen und Voraussetzungen für betriebssichere Lötverbindungen

4.1 Grundlagen a) Zur Herstellung betriebssicherer Lötverbindungen bedarf es des richtigen Designs, der Verwendung

geeigneter Werkzeuge und Materialien, einer geeigneten Arbeitsumgebung und einer sorgfältigen Ausführung.

b) Damit solche Verbindungen einwandfrei funktionieren und ein Versagen vermieden wird, sind

folgende Grundsätze zu beachten:

• Konstruktiv muss eine Zugentlastung sichergestellt sein, so dass Lötverbindungen nicht unangemessen thermisch oder mechanisch beansprucht werden.

• Ist eine ausreichende Zugentlastung nicht möglich, so ist die Lötverbindung zu verstärken. • Materialien sind so zu wählen, dass der Unterschied der Wärmeausdehnungskoeffizienten

von miteinander verbundenen Teilen möglichst gering ist. • Materialien und Prozesse, die Versprödung hervorrufen können, sind zu vermeiden. • Lötverbindungen müssen so konstruiert sein, dass sie leicht prüfbar sind.

4.2 Voraussetzungen a) Jeder Auftragnehmer hat ein dokumentiertes Lötprogramm verantwortlich durchzuführen, das

hinsichtlich der in den betreffenden Erzeugnissen verwendeten Lötverbindungen den Anforderungen dieser Norm und derjenigen von ECSS-Q-70-48 genügt. Im Lötprogramm müssen Verfahren hinsichtlich der Schulung, Zertifizierung, Überwachung des zertifizierten Status, Neuzertifizierung und Widerruf der Zertifizierung für das Löt- und Prüfpersonal festgelegt sein. Der Auftragnehmer muss weiterhin Standards für die Ausführung herstellen und in Form einer ausreichenden Anzahl von Arbeitsmustern und Anschauungsmaterialien zugänglich machen, an denen sich die für die betreffenden Lötverbindungen geforderten Qualitätseigenschaften erkennen lassen. Auch sind zum Vergleich die bildlichen Darstellungen in dieser Norm, wenn erforderlich, mit Ergänzungen zu verwenden.

b) Anhand von Aufzeichnungen muss sich für ein bestimmtes Produkt der Löter identifizieren lassen.

Weiterhin sind Aufzeichnungen zur Schulung, Prüfung und Zertifizierung des Personals zu führen. Die Aufzeichnungen sind entsprechend den Festlegungen des Projektvertrages, jedoch mindestens 10 Jahre aufzubewahren.

c) Geräte und Lötwerkzeuge sind auf Funktionstüchtigkeit zu prüfen oder regelmäßig zu kalibrieren;

über die Werkzeugkalibrierung sind Aufzeichnungen zu führen. d) Werden an die Lötarbeiten Anforderungen gestellt, die über diese Norm hinausgehen, muss der

Auftragnehmer dem Endkunden zur Zustimmung nach ECSS-Q-70 eine Beschreibung des Prozessablaufs vorlegen, aus dem alle jeweiligen Qualitätsanforderungen hervorgehen.

e) Die Verfahren zur Herstellung und Montage der zu verlötenden Bauelemente sowie Wahl und

Einsatz von Werkzeugen müssen dieser Norm entsprechen. f) Bauelemente, Lötstützpunkte und Leiter sind nach dieser Norm zu montieren und zu befestigen.

Diese Anforderung gilt bei Baugruppen für den Betrieb im Temperaturbereich von –55 °C bis +80 °C. Der Betrieb von Teilen außerhalb dieses Bereiches oder anderen außergewöhnlichen Umweltbedingen erfordert besondere konstruktive Maßnahmen.

g) Bei Lötverbindungen, die nicht in dieser Norm behandelt werden, ist vor ihrer Zulassung für

Fluggeräte anhand repräsentativer Muster die Eignung nachzuweisen (siehe Abschnitt 13). h) Das Löt- und Prüfpersonal muss geschult und zertifiziert sein.

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5 Allgemeine Vorbedingungen

5.1 Sauberkeit a) Sofern sie nicht als Reinraum klassifiziert sind, müssen Bereiche, in denen gelötet wird, sauber und

ordentlich gehalten werden; es darf kein loses Material (z. B. Schmutz, Staub, Lotreste, Öl, Drahtreste) vorhanden sein, das zu einer Verunreinigung der Lötverbindung führen kann. Die Möbelausstattung in diesen Bereichen muss auf das Notwendigste beschränkt werden und so ausgeführt sein, dass ein leichtes und gründliches Reinigen des Fußbodens möglich ist.

b) Waschräume und Einrichtungen zum Essen, Trinken und Rauchen sind getrennt vom

Arbeitsbereich, jedoch nahe von diesem, unterzubringen. c) Arbeitsflächen sind mit einem leicht zu reinigenden harten Überzug zu versehen oder müssen eine

auswechselbare Oberfläche aus sauberem, nicht korrosivem silikonfreiem Papier haben. d) Lötwerkzeuge müssen sauber sein; vor dem Löten ist überschüssiges Schmierfett zu entfernen. e) Vor der Montage sind Draht, Lötstützpunkte und Steckverbinderkontakte durch Sichtprüfung auf

Sauberkeit, das Vorhandensein von Ölspuren, Anlaufschichten oder Korrosion zu untersuchen. f) Handhabung und Lagerung von elektronischen Bauelementen müssen Abschnitt 7.4 bzw. 7.5

entsprechen.

5.2 Umgebungsbedingungen Die Umgebungsbedingungen für den Lötbereich müssen geregelt sein, um das Eindringen von Verunreinigungen möglichst zu verhindern. Die Raumtemperatur muss ständig (22 ± 3) °C, die relative Luftfeuchte (55 ± 10) % betragen. Arbeitsplätze müssen frei von Zugluft sein; Frischluft ist dem Raum über ein Filtersystem zuzuführen. Im Raum muss gegenüber den Nachbarräumen Überdruck herrschen; deshalb ist die Entlüftung zu regeln.

5.3 Maßnahmen gegen elektrostatische Aufladung Siehe auch EN 100015-1. Für das Löten von Bauelementen, die sich statisch aufladen (z. B. Metalloxidhalbleiter-Bauelemente, Mikrowellenhalbleiter, Präzisionsspannungsregler), ist bei der Herstellung, Montage, dem Löten und Reinigen der Bauelemente Folgendes zu beachten. Vorrangiges Ziel ist dabei die Verhinderung einer statischen Aufladung und die Vermeidung von Potentialdifferenzen, indem Personal, Geräte und Einrichtungen sowie Bauelementanschlüsse auf demselben Potential, d. h. Erde, gehalten werden. • Arbeitstische sind mit einer elektrostatisch ableitenden Oberfläche zu versehen, die mit Erde zu

verbinden ist. Der Widerstand zwischen Tischoberfläche und Erde muss zwischen 50 kΩ und 2 MΩ liegen. Beim Umgang mit empfindlichen Teilen ist ein geerdetes Handgelenkband zu verwenden, das über einen Widerstand von 1 MΩ mit Erde zu verbinden ist.

• Arbeitsstühle sind mit einem Überzug aus Baumwolle oder einem leitenden Material zu versehen. • Elektrisch betriebene Einrichtungen sind zu erden. Es ist ein Erdschlussschutzschalter zu installieren. • Es sind Schutzkleidung und Schutzhandschuhe aus behandelten (leitenden) Kunstfasern zu tragen. • Werkzeuge (z. B. Montagehilfen) sollten nach Möglichkeit leitend sein. Die statische Aufladung von

nicht leitenden Teilen kann mit ionisierter Luft neutralisiert werden. • Lötspitzen sind zu erden.

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• Bauelemente müssen möglichst lange im Lieferzustand (z. B. auf leitenden Haltern, Schaumstoff) verbleiben. Die Verpackung des einzelnen Bauelements darf erst am Arbeitsplatz entfernt werden. Behälter, die gegenüber elektrostatischer Aufladung empfindliche Bauelemente enthalten, müssen entsprechend gekennzeichnet sein.

5.4 Beleuchtung Die Helligkeit auf der Arbeitsfläche muss mindestens 1080 Lux betragen. Mindestens 90 % des Arbeitsbereiches müssen schattenfrei sein und dürfen nicht reflektieren.

5.5 Geräte und Werkzeuge

5.5.1 Bürsten und Pinsel Zum Reinigen dürfen halbharte Bürsten oder Pinsel mit Natur- oder Kunstborsten verwendet werden, vorausgesetzt, dass die zu reinigende Metalloberflächen damit nicht zerkratzt oder benachbarte Teile nicht so beschädigt werden, dass die in der Sichtprüfung zu prüfenden Anforderungen nicht mehr erfüllt sind. Sie sollten durch die verschiedenen Lösemittel zur Reinigung der Leiterplatten nicht angegriffen werden. Bürsten sind in einem Lösemittel nach Abschnitt 6.3.1 regelmäßig zu reinigen. Drahtbürsten dürfen nicht verwendet werden.

5.5.2 Feilen Es dürfen keine Feilen zum Zurichten von plattierten Lötspitzen aus Kupfer verwendet werden. Im Arbeitsbereich sind Feilen nicht erlaubt.

5.5.3 Schneidwerkzeuge und Zangen Um Schockbelastungen auf empfindliche Teile zu vermeiden, müssen Schneidwerkzeuge zum Zuschneiden von Leiterdraht und Bauelementanschlüssen scharf schneiden und durchweg eine saubere, ebene und glatte Schnittkante erzeugen. Beim Schneidvorgang darf kein Verdrehen des Drahtes oder Anschlusses auftreten. Bild 1 zeigt geeignete und ungeeignete Schneidkantenkonturen und ihre Anwendung. Schneidkanten von Zangen sind regelmäßig auf Beschädigung zu überprüfen und scharf zu halten. Zur Befestigung oder Entfernung von Leiterdraht oder Bauelementanschlüssen dürfen lange Elektronikzangen oder Pinzetten verwendet werden.

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Schneidwerkzeug

Korrekter Schnitt eines Anschlusses Fehlerhafter Schnitt eines Anschlusses

Verwendung von Schneidwerkzeugen mit geeigneten Schneiden

Fehlerhaftes Zuschneiden eines Anschlusses mit ungeeigneten Schneiden

Bild 1: Konturen von geeigneten und ungeeigneten Schneidwerkzeugen zum Zuschneiden von Anschlüssen

5.5.4 Formbiegewerkzeuge Das Biegen und Zurichten von abisolierten Bauelementanschlüssen ist mit geeigneten Werkzeugen (einschließlich automatischer Biegewerkzeuge) durchzuführen, die die Anschlüsse oder die Isolierung nicht zerschneiden, einritzen oder auf andere Weise beschädigen. Es ist darauf zu achten, dass vergossene Bauelemente durch Biegewerkzeuge nicht beschädigt werden und eine übermäßige Dehnung vermieden wird (siehe auch Abschnitt 8.2). Bei Halbleiterbauelementen im Flachgehäuse sind zum Zurichten der Anschlüsse vom Auftragnehmer festgelegte Spezialwerkzeuge zu verwenden, die keine scharfen Kanten haben dürfen und eine glänzend polierte, vorzugsweise hartverchromte, Oberfläche besitzen müssen.

5.5.5 Klemmen Klemmen müssen so beschaffen sein, dass sie die Oberfläche von gedruckten Schaltungen, Bauelementen oder Bauelementanschlüssen möglichst nicht beschädigen.

5.5.6 Abisolierwerkzeuge a) Thermische Abisolierwerkzeuge

Thermische Abisolierwerkzeuge dürfen nur für die geeignete Drahtisolierung verwendet werden. Sie werden bevorzugt für eine Drahtstärke von AWG 22 und kleiner eingesetzt, wenn bei Einsatz eines mechanischen Abisolierwerkzeugs der Draht gedehnt werden könnte. Die Temperatur des Abisolierwerkzeugs ist so einzustellen, dass Blasenbildung und starkes Schmelzen der Isolierung vermieden werden. Für das thermische Abisolieren sind örtliche Absaugeinrichtungen erforderlich, um eine Verunreinigung der Bauelemente oder eine Gesundheitsgefährdung infolge entstehender Dämpfe zu verhindern.

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b) Mechanische Präzisionsschneidabisolierwerkzeuge Es dürfen automatische motorgetriebene Abisolierwerkzeuge mit vom Werk eingestellten, nicht nachstellbaren Präzisionsschneid- und -abstreifköpfen mit Drahtschutz verwendet werden, ebenso wie Präzisionshandabisolierwerkzeuge mit genau bearbeiteten und vom Werk eingestellten Schneidköpfen verwendet werden. Die Öffnungen im Schneidkopf für nicht verwendete Drahtstärken sollten abgedeckt werden. Hierdurch darf der Leiter jedoch nicht verdreht, verformt, eingeritzt, eingeschnitten oder gerillt werden. Bezüglich nicht zugelassener mechanischer Abisolierwerkzeuge siehe Bild 2.

Bild 2: Nicht zugelassene Abisolierwerkzeuge c) Einstellung von Abisolierwerkzeugen

Thermische und mechanische Abisolierwerkzeuge erfordern eine regelmäßige Überprüfung der Einstellung oder Beurteilung der Proben während eines Fertigungszyklus.

5.5.7 Lötkolben und Geräte zum Widerstandslöten a) Lötkolben

Größe und Form des Lötkolbens und der Lötspitze müssen ein einfaches Löten ohne Beschädigung benachbarter Flächen oder Verbindungen ermöglichen. Es sind temperaturgeregelte Lötkolben zu verwenden, die in regelmäßigen Abständen zu kalibrieren sind. Die Form der Lötspitze (z. B. Spaten-, Meißel- oder Pyramidenform) muss für das Werkstück geeignet sein; geeignete Lötspitzen sind vorrätig zu halten. Der Lötkolben oder (beim Widerstandslöten) die Elektrode müssen die zu verbindenden Flächen innerhalb von ein bis zwei Sekunden auf die Liquidustemperatur des Lots erwärmen und während des Lötvorgangs an der Verbindungsstelle die richtige Löttemperatur aufrechterhalten. Für normales Löten von elektronischen Bauelementen wird eine Temperatur der Lötspitze von 280 °C empfohlen, sie darf jedoch 330 °C nicht überschreiten. In besonderen Fällen ist eine Temperatur der Lötspitze von 360 °C zulässig (z. B. bei der Verwendung von Kühlkörpern oder bei Masseflächen auf großen Leiterplatten). Das Lötgerät darf kein magnetisches Feld erzeugen, das die schädliche elektrische Energie in dem zu lötenden Gegenstand induziert.

b) Lötkolbenhalter

Für den verwendeten Lötkolben ist ein geeigneter Halter zu verwenden. Bei Lötkolben mit Temperaturregelung (durch Regelung der Spannung) wird eine Lötkolbenablage empfohlen, der die Lötspitze frei lässt.

5.5.8 Berührungslose Wärmequellen Wenn Wärme durch erhitztes Gas oder Strahlungsenergie erzeugt wird, muss der Anwender nachweisen, dass sich damit die Verbindungen entsprechend den Festlegungen dieser Norm herstellen lassen. Die besondere Zuverlässigkeit der Verbindungen ist mit einem Testprogramm nachzuweisen, das die Prüfung nach Abschnitt 13 einschließt. Wärmequellen dieser Art sind durch ein festgelegtes, dokumentiertes Verfahren zu warten.

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5.5.9 Weitere Werkzeuge Weitere verwendete Werkzeuge dürfen die Anschlüsse nicht anschneiden, einritzen oder in anderer Weise beschädigen. Gabelwerkzeuge („Löthilfen“) dürfen eingesetzt werden, vorausgesetzt, dass sie aus einem Material bestehen, das bei den angewendeten Lötbedingungen nicht verzinnt werden kann. a) Wärmeableiter

Wärmeableiter oder Kühlkörper, müssen hinsichtlich Größe und Form so beschaffen sein, dass die Teile beim Löten gegen Wärme ausreichend geschützt sind und mechanisch nicht beschädigt werden. Die Ableiter sollten leicht befestigt und entfernt werden können. Sie können durch Friktion, mechanische Vorspannung oder ein anderes geeignetes Mittel, das die Schutzschicht oder Isolierung nicht beschädigt, gehalten werden. Ein wirksamer Wärmeableiter zum Anklemmen kann durch Einlöten kleiner Kupferstäbe in die Backen einer Krokodilklemme hergestellt werden. Wärmeableiter sind für das Entgolden, Vorverzinnen und Löten von temperaturempfindlichen Bauelementen oder dort zu verwenden, wo nicht sicher ist, ob die höchstzulässige Löttemperatur oder die vom Hersteller angegebene Temperatur für die Isolierung eingehalten werden kann.

b) Werkzeuge gegen Dochtwirkung (Wicking) Beim Vorverzinnen von Draht eingesetzte Werkzeuge gegen Dochtwirkung sind mit dem entsprechenden Drahtdurchmesser zu kennzeichnen.

c) Drahthaltewerkzeug Für das Halten von Drähten und Anschlüssen kann ein geeignetes Werkzeug hergestellt werden, das so beschaffen sein muss, dass eine Beschädigung von Draht oder Anschluss vermieden wird.

5.5.10 Fehlerhafte oder nicht kalibrierte Geräte oder Werkzeuge Fehlerhafte oder nicht kalibrierte Geräte oder Werkzeuge dürfen in Arbeitsbereichen nicht verwendet werden.

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6 Materialauswahl

6.1 Lot

6.1.1 Form Es können Lotband, Lotdraht und Lotformteile verwendet werden, vorausgesetzt, dass Legierung und Flussmittel die Anforderungen dieser Norm erfüllen. Für die Verwendung in Lötbädern ist die Legierung als Barren (ohne Flussmittel) zu verwenden.

6.1.2 Zusammensetzung Besondere Umstände ausgenommen, was von der Verträglichkeit des Werkstoffs oder Beschränkungen hinsichtlich der Höchsttemperaturen abhängt, muss das Lot eine Zusammensetzung nach Tabelle 1 besitzen (Einzelheiten siehe ISO 9453). Das Lot muss spezifisch für die Verwendung gewählt werden, wobei Tabelle 2 als Leitfaden dient.

6.1.3 Schmelztemperaturen und Anwendung Siehe Tabelle 2.

6.2 Flussmittel

6.2.1 Flussmittel auf Kolophoniumbasis • Vorverzinnen

Für das Vorverzinnen von Bauelementanschlüssen, metallisierten Anschlüssen und des Schaftes von Lötstützpunkten sollten schwach aktivierte Flussmittel auf Kolophoniumbasis (z. B. J-STD-004 Typ L1) verwendet werden. Stark aktivierte Flussmittel auf gleicher Basis (z. B. J-STD-004 Typ H1) können bei schlechter Lötbarkeit verwendet werden.

• Montage

Für die Montage sollten nur Flussmittel aus reinem Kolophonium (z. B. nach EN 29454, Typ 1.1.1, oder J-STD-004, Typ L0) verwendet werden. Wird für die Montage schwach aktiviertes Flussmittel aus Kolophonium eingesetzt, ist die Wirksamkeit der auf das Löten folgenden Reinigungsgänge zu überwachen (siehe Abschnitt 11.3).

• Anwendung des Flussmittels

Wenn flüssiges Flussmittel in Verbindung mit flussmittelgefülltem Röhrenlot verwendet wird, müssen beide Flussmittel miteinander verträglich sein. Flüssiges Flussmittel muss vor Wärmezufuhr auf die zu verbindenden Oberflächen gebracht werden. Ein Flussmittelüberschuss ist zu vermeiden. Flussmittelgefülltes Röhrenlot ist so einzusetzen, dass das Flussmittel den zu verbindenden Teilen zugeführt wird, während das Lot schmilzt.

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6.2.2 Flussmittel auf Säurebasis Sind Flussmittel auf Kolophoniumbasis für das Vorverzinnen von Bauelementanschlüssen oder Pfosten von Lötstützpunkten ungeeignet, dürfen Flussmittel auf der Basis korrosiver wasserlöslicher Säuren verwendet werden. Weil diese Flussmittel zu Rückständen führen, die Spannungsrisskorrosion und eine allgemeine Oberflächenkorrosion fördern, sind Rückstände unmittelbar nach dem Lötvorgang vollständig zu entfernen (siehe auch Abschnitt 11). Flussmittel auf Säurebasis dürfen nicht verwendet werden, wenn ihre Dämpfe oder Rückstände von Flussmittelspritzern in Kontakt mit Isolierstoffen gelangen können. Sie sind entsprechend Abschnitt 7.5.3 gesondert zu lagern.

Tabelle 1: Chemische Zusammensetzung von Loten in der Raumfahrttechnik

Lotbestandteil Lötzinn 63 (eutektisch)

Zinn-Silber- Lot 62

Lötzinn 60 Zinn-Silber-

Lot 96 (eutektisch)

Min % 62,5 61,5 59,5 Zinn (Sn)

Max % 63,5 62,5 61,5 Rest

Blei (Pb) Max % Rest Rest Rest 0,10

Antimon (SB) Max % 0,05 0,05 0,05 0,12

Min % – 1,8 – 3,5 Silber (Ag)

Max % – 2,2 – 4,0

Wismut (Bi) Max % 0,10 0,10 0,10 0,10

Kupfer (Cu) Max % 0,05 0,05 0,05 0,05

Eisen (Fe) Max % 0,02 0,02 0,02 0,02

Aluminium (Al) Max % 0,001 0,001 0,001 0,001

Zink (Zn) Max % 0,001 0,001 0,001 0,001

Arsen (As) Max % 0,03 0,03 0,03 0,03

Cadmium (CD Max % 0,002 0,002 0,002 0,002

Andere Max % 0,08 0,08 0,08 0,08

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Tabelle 2: Leitfaden zur Lotauswahl

Schmelzbereich (°C) Lotgruppe

Fest Flüssig Anwendung

Lötzinn 63 (eutektisch)

183 183 Löten von Leiterplatten bei kritischen Grenztemperaturen und in Fällen mit extrem engem Schmelzbereich

Zinn-Silber-Lot 62 175 189

Löten von versilberten Bauelementen oder solchen mit Farbüberzug (d. h. Keramikkondensatoren). Lot ist mit Silber gesättigt; dadurch wird ein Ablegieren der Silberoberfläche verhindert.

Lötzinn 60 183 188 Löten elektrischer Draht-/Kabelbäume oder Lötzstütz-punktverbindungen und Beschichten oder Vorverzinnen von Metallen

Zinn-Silber-Lot 96 (eutektisch)

221 221 Besondere Anwendungen (z. B. Löten des Schaftes von Lötstützpunkten)

6.3 Lösemittel

6.3.1 Zulässige Lösemittel Lösemittel für die Entfernung von Fett, Öl, Staub, Flussmittel und Flussmittelrückständen müssen nicht leitend und nichtkorrosiv sein und dürfen Werkstoffe oder Bauteile weder auflösen, deren Qualität beeinträchtigen noch deren Kennzeichnung beseitigen. Lösemittelbehälter müssen eindeutig beschriftet und in reinem und unverschmutztem Zustand gehalten sein. Weisen sie Anzeichen einer Verunreinigung oder Zersetzung auf, dürfen Lösemittel nicht verwendet werden. Bei der Verwendung von Lösemitteln ist darauf zu achten, dass keine gelösten Flussmittelrückstände auf Kontaktflächen (z. B. in Schaltern, Potentiometern oder Steckverbindern) zurückbleiben. Folgende Lösemittel sind bei bestimmungsgemäßem Gebrauch für die Reinigung beim Löten zulässig (siehe Abschnitt 11): • Ethylalkohol mit einer Reinheit von 95 Vol.-% oder 99,5 Vol.-%. • Isopropylalkohol, beste handelsübliche Qualität mit einer Reinheit von 99 %. • Zur Entfernung bestimmter Flussmittel darf entionisiertes Wasser bei 40 °C verwendet werden. Die

Teile müssen unmittelbar danach sorgfältig getrocknet werden. • Jede Mischung der oben genannten Lösemittel.

6.3.2 Trocknung Lösemittel sind so zu wählen, dass sie durch Trocknen vollständig beseitigt werden können.

6.4 Flexible Isolierstoffe Flexible Isolierstoffe müssen für den Einsatz im Weltraum geeignet sein. Sie müssen nach ECSS-Q-70-02 eine geringe Ausgasung aufweisen.

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Zu den empfohlenen Werkstoffen gehören hier fluorierte Ethylenpropylen-Copolymere und Poly-tetrafluorethylen; weiterhin sind bestrahltes Poylethylen, fluorierte Harze und Polyimide geeignet. Es ist darauf zu achten, dass Polytetrafluorethylen nicht über 250 °C erwärmt wird, da dann in geringen Mengen giftige Gase erzeugt werden.

6.5 Lötstützpunkte

6.5.1 Bevorzugte Ausführungen Vorzugsweise sollten Lötstützpunkte aus Zinnbronze (Kupfer-Zinn) verwendet werden. Lötstützpunkte aus Kupfer-/Zinklegierungen dürfen nicht verwendet werden, sofern sie nicht durchgehend mit einer Sperrschicht aus Kupfer von 3 µm bis 10 µm überzogen sind. (Statt Kupfer kann Nickel verwendet werden, das jedoch magnetisch ist und eine geringe Lötbarkeit besitzen kann.) Die Anforderung hinsichtlich einer Sperrschicht auf Teilen aus Kupfer-/Zinklegierung dient dazu, eine Diffusion von Zink mit nachfolgender Oberflächenoxidation zu verhindern. Die Dicke einer derartigen Schicht kann stichprobenweise anhand von Mikroschliffen kontrolliert werden. Es sind aufgeschmolzene Zinn-Blei-Lötstützpunkte zu verwenden, die im Schmelztauchverfahren mit Zinn-Blei überzogen oder galvanisiert wurden. Lötstützpunkte mit Überzügen auf der Montagefläche sind nicht zu verwenden, wenn sie sich beim Lötvorgang lösen.

6.5.2 Galvanisch verzinnte, versilberte und vergoldete Lötstützpunkte Galvanisch verzinnte, versilberte und vergoldete Lötstützpunkte dürfen auf Leiterplatten nicht verwendet werden. Entsprechende Überzüge dürfen mit den in Abschnitt 7.1.6 beschriebenen Verfahren entfernt werden, um den zulässigen Schutzüberzug aus Zinn-Blei zu erhalten.

6.5.3 Form von Lötstützpunkten Gabel- und Turmlötstützpunkte sind mit geeignet bemessenen Rippen oder Rillen zu versehen, damit Anschlussdrähte genügend Platz haben und das Fließen des Lots erleichtert wird.

6.6 Drähte Draht sollte aus hochreinem Kupfer oder Kupferlegierung bestehen. Es sollten verzinnte oder versilberte Drähte verwendet werden. Drähte sind nach Abschnitt 7.1 abzuisolieren. Bestimmte Ausführungen von Einzeldrähten (z. B. Lackdrähte) sind nach einem Spezialverfahren abzuisolieren.

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6.7 Leiterplatten

6.7.1 Platten (Basismaterial) Die Leiterplatte muss aus einem mit Glasfasergewebe verstärkten dielektrischen Basismaterialien bestehen. Hierfür sollten die Typen G10, G11, FR4, FR5 und Polyamid verwendet werden. Schichtpressstoff mit organischem Füllstoff darf nicht verwendet werden. Leiterplatten sind von einem Lieferanten zu beziehen, der nachgewiesen hat, dass seine Produkte den Anforderungen nach ECSS-Q-70-10 genügen.

6.7.2 Durchmetallisierte Löcher Durchmetallisierte Löcher werden empfohlen. Sie dürfen ohne Kupferdrahtabstützung zur elektrischen Verbindung zwischen Leiterbildern auf zweiseitig beschichteten oder Mehrlagen-Leiterplatten verwendet werden, wenn sie von durch den Endabnehmer qualifizierten Herstellern geliefert werden. Leiterplatten mit hohem Ausdehnungskoeffizienten (d. h. Leiterplattenwerkstoffe, die nicht in Abschnitt 6.7.1 genannt sind) machen verstärkte Löcher erforderlich. Bei nicht durchmetallisierten Löchern ist eine Durchkontaktierung nach Abschnitt 8.2.4 herzustellen.

6.7.3 Schutzüberzug aus Zinn/Blei auf Leiterbahnen und Anschlüssen Kupferleiterbahnen müssen mit einem geeigneten galvanischen Überzug gegen Korrosion oder Anlaufen geschützt werden. Bei handgelöteten Leiterplatten sind mit Zinn/Blei galvanisierte und umgeschmolzene Schutzüberzüge zu verwenden. Die Dicke der Überzüge sollte 10 µm bis 15 µm betragen; die chemische Zusammensetzung muss ECSS-Q-70-10 entsprechen.

6.7.4 Schutzüberzug aus Gold auf Leiterbahnen und Anschlüssen Goldüberzüge sind in Fällen, in denen Bauelemente auf Leiterbahnen aufzuschweißen sind, mit den Forderungen für das Löten nicht verträglich und müssen vermieden werden. Auf Goldüberzüge darf nicht direkt gelötet werden. In Abschnitt 7.1.6 sind Entgoldungsverfahren im Einzelnen ausgeführt. Bei HF-Schaltungen, bei denen Schutzüberzüge aus Gold erforderlich sind, können die Leiter selektiv so galvanisiert sein, dass die Lötaugen des Lötstützpunkts einen Schutzüberzug aus Zinn-Blei besitzen.

6.8 Umhüllungen, Kleber und Füllmassen Befestigungskleber, Umhüllungen, Verklebungen oder Einbettungen sind zur Abstützung und zum Schutz gegen Verunreinigung zu verwenden, wobei Werkstoffart und Anwendungsverfahren festzulegen sind. Die Werkstoffe sind entsprechend ECSS-Q-70-02 unter Berücksichtigung der elektrischen Anforderungen und der zu erwartenden Einsatzbedingungen auszuwählen. Zu den elektrischen Eigenschaften gehören im Wesentlichen die Dielektrizitätskonstante, der Isolationswiderstand und die Koronaunterdrückung. Auch sind Gesichtspunkte der Verarbeitung wie die Aushärtungstemperatur und die exotherme Reaktionswärme zu beachten.

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Das Schrumpfen von Harz beim Aushärten und bei Ausbesserungen darf die Funktion der zu beschichtenden Teile nicht beeinträchtigen. Es dürfen keine Stoffe eingesetzt werden, die Essigsäure, Ammoniak, Amine, Salzsäure und andere Säuren freisetzen, da dies zur Spannungsrisskorrosion an den Anschlüssen führen kann. Eine Zugentlastung nach Abschnitt 8.1.5 darf nicht durch falsche Auswahl von Materialien zum Einbetten oder für Umhüllungen, die insbesondere bei niedrigen Betriebstemperaturen brüchig werden können, beeinträchtigt werden. Werden Anforderungen an die Entflammbarkeit gestellt, so müssen alle in diesem Abschnitt genannten Materialien gesondert beurteilt werden.

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7 Vorbereitung für das Löten

7.1 Vorbehandlung von Leitern, Lötstützpunkten und Lötbuchsen

7.1.1 Entfernen der Isolierung Abisolierwerkzeuge oder -geräte müssen auf die Stärke der Drähte abgestimmt sein (siehe Abschnitt 5.5.6) und mit der Einstellung oder dem Kalibrierstatus gekennzeichnet sein. Der Draht darf beim Abisolieren nicht verdreht, verformt, eingekerbt, eingeschnitten oder angeritzt werden. Die Isolierung darf nicht verkohlen, jedoch ist eine Verfärbung der Isolierung beim normalen thermischen Abisolieren zulässig.

7.1.2 Beschädigung der Isolierung Nach dem Entfernen der Isolierung darf die verbleibende Leiterisolierung keine Beschädigung wie Kerben, Einschnitte, Quetschung oder Verkohlung aufweisen. Durch mechanische Abisolierwerkzeuge verursachte leichte Druckstellen sind zulässig. Leiter mit beschädigter Isolierung dürfen nicht verwendet werden. Eine leichte Verfärbung durch das thermische Abisolieren ist zulässig.

7.1.3 Beschädigung von Leitern Nach Entfernen der Leiterisolierung darf der Leiter nicht eingekerbt, eingeschnitten, angekratzt oder in anderer Weise beschädigt sein. Anschlussleitungen und andere Leiter mit Einschnürungen dürfen nicht verwendet werden; dies gilt auch für beschädigte Drähte mit freiliegendem Basismaterial.

7.1.4 Abisolierlänge Die größte Abisolierlänge für Lötverbindungen (mit Ausnahme von Spulen) muss Tabelle 3 entsprechen. Die Isolation darf nicht in die Lötverbindung eingebettet sein. Die Kontur von Leitern am Ende der Isolierung muss erkennbar sein.

Tabelle 3: Abisolierlänge

Drahtdurchmesser (AWG) Leiterdurchmesser D

mm

Abisolierlänge max.

32 bis 24 0,200 bis 0,510 4 × D

22 bis 12 0,636 bis 2,030 3 × D

≥ 10 ≥ 2,565 2 × D

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7.1.5 Zu lötende Oberflächen a) Reinigung

Alle zu lötenden leitenden Oberflächen müssen vor dem Löten sauber sein. Reinigungsmittel sind in Abschnitt 6.3.1 angegeben. Zur Vorbereitung der Oberfläche dürfen keine nicht zugelassenen Schleifmittel wie Bimsmehl und Schmirgelpapier verwendet werden. Galvanische Goldüberzüge auf gedruckten Schaltungen mit einer Dicke bis 1 µm sind entsprechend Abschnitt 7.1.5.c) zu entfernen. Auf Goldüberzügen darf nicht direkt gelötet werden.

b) Drahtlage

Die Lage von Drähten darf nicht mit ungeschützten Fingern korrigiert werden. c) Entfernen von Goldüberzügen

Goldüberzüge sind mit einem Werkzeug ähnlich einem weißen Radiergummistift zu entfernen, wobei das Basismaterial nicht beschädigt und die Lötbarkeit der Leiterfläche und die Dicke von Kupferanschlussdrähten nicht verringert werden darf. Das Verfahren ist nur für das Entfernen von galvanischen Goldüberzügen mit einer Dicke von weniger als 1 µm geeignet.

d) Lötstützpunkte und Lötbuchsen

Lötstützpunkte und Lötbuchsen dürfen für unzulässige Leitergrößen nicht verändert werden.

7.1.6 Entgolden und Vorverzinnen von Leitern a) Litzendrähte

Die abisolierten Enden von Litzen sind zum Löten und um ein Aufdrehen zu verhindern zu verzinnen. Hierzu werden die Drahtenden dünn mit Flussmittel aus Kolophonium bestrichen; dann wird die erforderliche Länge des blanken Drahtes in ein Bad mit geschmolzenem Zinn-Blei-Lot (siehe Abschnitt 6.1.2) getaucht. Das Eintauchen sollte etwa zwei bis drei Sekunden lang bei einer Badtemperatur zwischen 210 °C und 260 °C erfolgen. Vor dem Tauchverzinnen ist die Badoberfläche abzuschöpfen, um Oberflächenverunreinigungen (wie Oxide) beseitigt werden. Das Vorverzinnen kann auch so erfolgen, dass Lot mit Hilfe einer erwärmten Lötspitze (siehe Abschnitt 5.5.7) auf den Draht aufgetragen wird. Das Lot muss bis ins Innere der Litze dringen; dabei darf die Isolierung nicht beschädigt werden, der Lotfluss längs des Leiters (Dochtwirkung) ist möglichst gering zu halten. Es sollten Werkzeuge gegen Dochtwirkung verwendet werden (siehe Abschnitt 5.5.9). Das Lot darf die Drahtkontur am Ende der Isolierung nicht verdecken. Flussmittelreste sind mit einem Reinigungsmittel zu entfernen. Dazu ist ein fusselfreies Tuch zu verwenden, so dass nur wenig Flussmittel unter die Isolierung fließen kann.

b) Bauelementanschlüsse und Volldrähte

Bauelementanschlüsse und Volldrähte sind durch Tauchverzinnung nach Abschnitt 7.1.6.a) zwei bis acht Sekunden lang vorzuverzinnen. Dabei darf sich deren Querschnitt durch Auflösen ins Lötbad nicht verringern. Die Anschlüsse sollten senkrecht und kontinuierlich so aus dem Bad herausgezogen werden, dass eine Lotschicht von mehr als 2 µm Dicke entsteht. Bauelemente mit Glas-Metall-Anschlussdichtung sind vor dem Vorverzinnen möglichst nach Abschnitt 5.5.4 zuzurichten. Die Verzinnung darf nicht mehr als 0,75 mm an die Glas-Dichtung eines Bauelements heranreichen. Bei geringer Lötbarkeit dürfen aktivierte Flussmittel verwendet werden, jedoch sind sie nach Abschnitt 6.2 und 6.3 unverzüglich mit einem Lösemittel zu entfernen. • Die Eintauchdauer sollte 3 bis 4 Sekunden betragen, jedoch 8 Sekunden nicht überschreiten. • Ein Bauelementkörper oder dessen Glasmeniskus darf nicht in flüssiges Lot getaucht oder

von ihm benetzt werden. Für viele Bauelemente sind die Abstände für das Vorverzinnnen vorgegeben.

c) Entgolden von Anschlüssen und Lötstützpunkten

Gold ist von Bauelementanschlüssen und Lötstützpunkten durch Eintauchen der Anschlüsse über eine Dauer von zwei bis drei Sekunden in ein Lotbad (Bad 1) mit einer Temperatur von 250 °C bis 280 °C zu entfernen. Nach dem Auflösen des Goldes sind die Anschlüsse nach Abschnitt 7.1.6.b)

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vorzuverzinnen (Bad 2). Bei beiden Bädern ist regelmäßig eine Analyse des Lots durchzuführen, oder das Lot ist regelmäßig auszutauschen (Häufigkeit ist festzulegen). In Bad 1 darf der Goldgehalt 1 % Massenanteil nicht übersteigen. Bad 2 darf Verunreinigungen durch Kupfer von nicht mehr als 0,25 % vom Gewicht oder durch Gold von nicht mehr als 0,2 % Massenanteil enthalten, wobei der Gesamtgehalt an Gold und Kupfer 0,3 % Massenanteil nicht übersteigen darf. Eine Verunreinigung durch Zink, Aluminium oder Eisen ist in jedem Fall zu vermeiden. Wenn das Lot bei der Benutzung ein mattes, körniges Aussehen annimmt, darf das Bad nicht weiter verwendet werden. Um den Goldüberzug einer Lötbuchse aufzulösen, darf alternativ ein kurzes Stück Lotdraht in der Lötbuchse zum Schmelzen gebracht werden und das flüssige Lot dann mit Litze aufgesaugt werden. Weiterhin gilt, dass: • mit Gold verunreinigtem Lot keine Vorverzinnung durchgeführt werden darf; • geeignete Wärmeableiter nach Abschnitt 5.5.9 zu verwenden sind; • die höchstzulässige Belastbarkeit des Bauelements durch das Löten nicht überschritten

werden darf.

7.2 Vorbehandlung der Lötspitze

7.2.1 Sichtprüfung Die Lötspitze ist regelmäßig auf festen Sitz im Lötkolben zu überprüfen.

7.2.2 Wartung Die Lötspitze ist regelmäßig von Zunder zu befreien, um eine einwandfreie Wärmeabfuhr von der Lötspitze sicherzustellen.

7.2.3 Lötspitzen aus Kupfer Lötspitzen aus Kupfer für besondere Anwendungen dürfen in kaltem Zustand mit einer Feile auf die richtige Form gebracht werden (siehe Abschnitt 5.5.2). Nach dem Feilen muss die Lötspitze in Flussmittel und dann in ein Lotbad bei 300 °C getaucht werden. Heiße Lötspitzen dürfen mit einem feuchten Natur- oder Kunstschwamm gereinigt werden.

7.2.4 Galvanisierte Lötspitzen Galvanisierte Lötspitzen dürfen mit einem nassen Schwamm oder ggf. mit Schleifpapier (Körnung 600) gereinigt werden; eine Feile darf nicht verwendet werden. Vor einer Untersuchung ist jegliches anhaftende Lot von der Lötspitze durch Abwischen, bei heißem Lötkolben mit einem fusselfreien Schwammmaterial, zu entfernen. Überzüge mit Rissen sind auszusondern und vom Arbeitsplatz zu entfernen, da das flüssige Lot sonst mit der verkupferten Lötspitze eine Legierung bildet, sie auflöst und zu einer übermäßigen Menge von intermetallischen Verbindungen führt, die den Wärmeaustausch reduzieren und die Lötverbindungen unbrauchbar machen.

7.2.5 Lötspitze im Einsatz Zur Vermeidung von Zunderbildung muss die Kontaktfläche der Lötspitze ständig mit einer dünnen Lotschicht überzogen sein. Ein Vorverzinnen der Lötspitze kann nach Abschnitt 7.1.6.a) durchgeführt werden.

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7.3 Elektroden für das Widerstandslöten Elektroden für das Widerstandslöten müssen frei von Verunreinigungen und Korrosion gehalten werden.

7.4 Handhabung (Arbeitsplatz) Bauelementanschlüsse, Lötstützpunkte, Drahtenden und Anschlussflächen von Leiterplatten dürfen nicht mit bloßen Händen berührt werden. Personen, die mit gereinigten Leiterplatten arbeiten, sollten saubere fusselfreie Handschuhe oder Fingerlinge tragen. Werden Oberflächen mit bloßen Händen berührt oder auf andere Weise verunreinigt, müssen sie sofort mit einem Lösemittel nach Abschnitt 6.3.1 gereinigt werden. Bauelemente, die gegen elektrostatische Aufladung störanfällig sind, erfordern besondere Maßnahmen (siehe Abschnitt 5.3).

7.5 Lagerung am Arbeitsplatz

7.5.1 Bauelemente Zum Schutz der Bauelemente gegen Verunreinigung und Beschädigung müssen geeignete Aufbewahrungseinrichtungen zur Verfügung stehen. Behälter zur Aufnahme von Bauelementen, die störanfällig gegen elektrostatische Aufladung sind, müssen als solche beschriftet sein und aus leitendem Material bestehen.

7.5.2 Leiterplatten Leiterplatten müssen in einem trockenen Behälter in der Nähe des Arbeitsplatzes aufbewahrt werden.

7.5.3 Auszusondernde Materialien Auszusondernde Materialien wie Lote mit unzulässiger Zusammensetzung, korrosive säurehaltige Flussmittel oder andere korrosive Flussmittel und Lösemittel mit Verunreinigungen (z. B. anorganischen Säuren) sind vom Arbeitsplatz zu entfernen.

7.5.4 Rückverfolgbarkeit Die Rückverfolgbarkeit aller verwendeten Teile und Materialien ist während ihres Einsatzes und ihrer Aufbewahrung im Fertigungsbereich zu dokumentieren.

7.6 Trocknung von Leiterplatten Leiterplatten sind innerhalb von acht Stunden, bevor sie zum ersten Mal der Löttemperatur ausgesetzt werden, zu reinigen und zu trocknen. Sie dürfen längere Zeit in einem geregelten trockenen Klima aufbewahrt werden. Das Trocknen kann in einem Trockenschrank bei 90 °C bis 120 °C (abhängig vom Basismaterial) über einen Zeitraum von mindestens vier Stunden oder mittels Vakuumtrocknung bei einer niedrigeren Temperatur erfolgen.

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8 Montage von Bauelementen

8.1 Allgemeine Anforderungen

8.1.1 Einleitung Bauelemente sind parallel zur Montagefläche zu montieren, wobei sie diese vorzugsweise berühren; in keinem Fall darf der Abstand jedoch mehr als 1 mm betragen. Dies gilt nicht in den folgenden Fällen.

8.1.2 Schwere Bauelemente Bauelemente, die schwerer als 5 g sind, benötigen eine zusätzliche Halterung, wobei zugelassene Kleber oder mechanische Mittel verwendet werden dürfen. Das verwendete Verfahren darf nicht zu Spannungen führen, die die Funktion beeinträchtigen oder Teile oder Baugruppe beschädigen. Es ist dabei darauf zu achten, dass Zugentlastungen nicht unwirksam bzw. keine zusätzlichen Spannungen erzeugt werden.

8.1.3 Bauelemente mit Metallgehäuse Bauelemente mit Metallgehäuse, die über gedruckten Leiterbahnen montiert sind oder miteinander oder mit anderem leitendem Material in Berührung kommen, sind in einen für die Raumfahrt qualifizierten Isolierstoff einzubetten oder auf diesem zu lagern. Sie dürfen nicht über Lötverbindungen montiert werden. Werden Kennzeichnungen (z. B. Seriennummern auf Bauelementen) überdeckt, sollten die verwendeten Isolierstoffe durchsichtig sein.

8.1.4 Glasgekapselte Bauelemente Glasgekapselte Bauelemente (z. B. Dioden) dürfen mit einer durchsichtigen elastischen Umhüllung versehen sein. Für Halterung, Umhüllung oder Verguss sind für die Raumfahrt qualifizierte Werkstoffe zu verwenden. Bei Verwendung von Schrumpfschläuchen ist besonders darauf zu achten, dass eine Beschädigung durch übermäßige Wärmeeinwirkung oder zu starkes Schrumpfen des Schlauchs vermieden wird.

8.1.5 Zugentlastung Bei Bauelementanschlüssen und Drähten in Lötverbindungen sowie zwischen Durchkontaktierungen ist eine Zugentlastung vorzusehen, die Beweglichkeit der Anschlüsse oder Drähte zwischen den Einspannpunkten sicherstellt. Sie muss ausreichend groß sein, um sowohl am Bauelement oder an der Lötverbindung schädliche Spannungen infolge der Befestigung oder aufgrund thermischer Veränderungen zu vermeiden. Übergroße Längen der Anschlussdrähte oder große Schleifen zwischen Einspannpunkten sind zu vermeiden, um eine Beschädigung der Baugruppe wegen des Auftretens von Schwingungen zu verhindern. Während des Lötens dürfen Anschlüsse keine mechanische Vorspannung haben, um Eigenspannungen im Anschlussdraht oder der Lötverbindung zu verhindern. Die Lotfüllung darf die Zugentlastung nicht unwirksam machen. In den Bildern 3, 6, 11, 12 und 13 sind einige Beispiele für Zugentlastungen dargestellt.

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(a) Umgebogener Anschluss (b) Gerade durchgesteckter Anschluss

(c) Versetzter überlappter Anschluss (d) Überlappter Anschluss

Lötauge

Transistormontagehilfe

Durchmetallisiertes Loch

(e) Gerade durchgesteckte Anschlüsse

(f) Andere Verfahren der Zugentlastung SR Zugentlastung C Anschlusspunkt

Bild 3: Bauelementanschlüsse mit Zugentlastung auf Leiterplatten

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8.1.6 Verstärkte durchmetallisierte Löcher Siehe Abschnitte 6.7.2 und 8.4.2.

8.1.7 Zuschneiden von Anschlüssen und Drähten Anschlüsse und Drähte sind vor dem Löten auf die erforderliche Länge zu schneiden. Da darf kein Anschluss oder Draht eingeschnitten oder beschädigt werden.

8.1.8 Wärmeabgebende Bauelemente Bei Bauelementen, die Wärme (im Allgemeinen 1 Watt oder mehr) abgeben, ist diese in geeigneter Weise (z. B. mittels Klemmen oder einem zugelassenen wärmeleitenden Kleber) abzuleiten, um eine Wärmezufuhr zu den Lötanschlüssen gering zu halten.

8.1.9 Vergossene Bauelemente Vergossene Bauelemente sind so zu montieren, dass das Vergussmaterial an den Anschlüssen nicht in das Montageloch oder die Lötverbindung eindringen kann.

8.1.10 Schaltdraht Übersteigt die Länge eines massiven Schaltdrahtes 25 mm, ist er mit einem anderen Mittel als durch Lötverbindungen zu halten. Der Abstand zwischen Halterungen darf 25 mm nicht übersteigen. Als ausreichende Halterung gilt die Befestigung an einer Oberfläche durch zugelassene Umhüllungen oder Verkleben mit Harz. Ein Einzeldraht darf nicht zur Verbindung von mehr als zwei Punkten verwendet werden.

8.1.11 Lage der Bauelemente Der Körper von Bauelementen darf mit der Löt- oder Schweißstelle nicht in Berührung stehen.

8.1.12 Umhüllung, Verkleben und Einbetten Wenn Bauelemente mit Kunststoffen umhüllt, verklebt oder eingebettet werden, muss der Löter darauf achten, dass die in die Baugruppe eingebauten Zugentlastungen nicht unwirksam werden oder keine zusätzlichen Belastungen auftreten. Umhüllungen und Kleber dürfen Schleifen oder Biegungen zur Zugentlastung an Bauelementanschlüssen oder Drähten nicht überbrücken (siehe auch Abschnitt 6.8).

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8.2 Biegen von Anschlussdrähten

8.2.1 Allgemeines Bauelementanschlüsse sind beim Biegen abzustützen, um die axiale Spannung klein zu halten und die Beschädigung von Dichtungen und inneren Verklebungen zu vermeiden. Der Innenradius einer Biegung darf nicht kleiner sein als der Durchmesser oder die Banddicke des Anschlussdrahtes. Der Abstand der Biegung zur Durchführung muss an jeder Seite des Bauelements etwa gleichgroß sein. Der Mindestabstand für runde Anschlussdrähte muss dem doppelten Drahtdurchmesser und bei bandförmigen Anschlüssen 0,50 mm betragen. Die Biegung sollte so verlaufen, dass eine Kennzeichnung auf dem montierten Bauelement nicht verdeckt wird. Bei geschweißten Anschlüssen (wie bei Tantalkondensatoren) ist der Mindestabstand von der Schweißnaht aus zu messen (siehe Bild 4). Biegewerkzeuge (siehe Abschnitt 5.5.4) dürfen nicht oberhalb der Schweißstelle angesetzt werden.

Schweißstelle

(a) Konventioneller Anschluss (b) Geschweißter Anschluss

Bild 4: Mindestbiegeradius bei Anschlüssen

8.2.2 Bauelemente mit durchgesteckten Anschlussdrähten Bei Bauelementen mit durchgesteckten Anschlussdrähten ist zwischen dem Bauelementkörper und der Lötverbindung eine Zugentlastung vorzusehen [siehe Bilder 3(a) bis (c) und (e)]. Das Ende des Anschlusses kann nach Abschnitt 8.4.3 bis 8.4.7 umgebogen sein, gerade durchgesteckt sein oder überlappen.

8.2.3 Oberflächenmontierte Bauelemente Bei oberflächenmontierten Bauelementen ist die Zugentlastung so auszuführen, dass der Biegewinkel des Anschlussdrahtes höchstens 90°, jedoch nicht weniger als 45° zur Leiterplatte beträgt. Es ist der in Abschnitten 8.4.5 und 8.4.6 beschriebene Überlappanschluss (siehe Bild 5) zu verwenden.

45° bis 90°

Bild 5: Anschluss von oberflächenmontierten Bauelementen

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8.2.4 Anschlussbefestigungen auf beiden Seiten eines nicht durchmetallisierten Loches Eine Zugentlastung muss am Bauelementanschluss zwischen Bauelementkörper und Lötfläche vorgesehen sein. Wird ein Volldraht zum Verbinden von Lötanschlüssen auf entgegengesetzten Seiten einer Leiterplatte verwendet, ist im Draht zwischen den beiden Anschlüssen eine Zugentlastung vorzusehen (siehe Bild 6).

SR Zugentlastung C Durchführung/Anschlusspunkt

Bild 6: Anschlussbefestigungen mit Lötstellen auf beiden Seiten der Leiterplatte

8.2.5 Starre Anschlussdrähte Anschlüsse, die nicht gebogen werden dürfen (z. B. wenn durch Biegen wegen der Zusammensetzung des Drahtmaterials, des Vorhandenseins empfindlicher Dichtungen oder wegen eines großen Drahtdurch-messers das Bauelement oder die Leiterplatte beschädigt würde), müssen unter Verwendung von Werkzeug nach Abschnitt 5.5.3 und 8.4.4 zugeschnitten werden.

8.3 Montage von Lötstützpunkten

8.3.1 Allgemeines Die Verwendung von Lötstützpunkten ist allgemein auf Fälle zu beschränken, bei denen Bauelemente voraussichtlich zu entfernen oder auszutauschen sind oder die Verwendung ausdrücklich in Spezifikationen angefordert wird. Lötstützpunkte dürfen nicht für die Durchkontaktierung auf Leiter-platten verwendet werden.

8.3.2 Einbauverfahren • Lötstützpunkte mit gebördeltem Flansch, die mit gedruckten Leiterbahnen verlötet werden, sind

mit einer Rollbördelung an der Leiterplatte zu sichern (siehe Bild 7a)). • Lötstützpunkte mit gebördeltem Flansch, die in einem durchmetallisierten Loch montiert sind, sind

mit einem elliptischen Trichterhals an der Leiterplatte zu sichern, um ein vollständiges Füllen des durchmetallisierten Loches mit Lot sicherzustellen (siehe Bild 7(b)). Dieses Verfahren erfordert eine besondere Sorgfalt beim Einsatz an Mehrlagen-Leiterplatten, damit eine Beschädigung der inneren Verbindung vermieden wird.

• Das Bördeln muss so erfolgen, dass die Leiterplatte nicht beschädigt wird.

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• Nach dem Bördeln muss der Lötstützpunkt frei von umlaufenden Spalten oder Rissen sein. Drei radiale Spalten oder Risse im Bördelbereich sind jedoch zulässig; sie müssen mindestens 90° voneinander entfernt sein.

Lot

Leiterbahn

Leiterplatte

Leiterplatte

Leiterbahn

Lot

Runder Walzflansch

(a) Einseitig

(b) Zweiseit ig

Leicht aufgeschmolzeneLotkehle


Elliptischer Walzflansch

Bild 7: Lötstützpunkt mit gebördeltem Flansch

8.4 Befestigung von Anschlüssen an Leiterplatten

8.4.1 Allgemeines Vor dem Verlöten einer Baugruppe sind alle Anschlussflächen zu verzinnen [siehe Abschnitte 6.7.3 und 7.1.6 b)]. Lötanschlüsse müssen nach dem Löten für eine Überprüfung sichtbar sein. Anschlussdrähte sollten auf Leiterplatten überlappend angeschlossen, umgebogen oder nur durchgesteckt werden. Für jeden Anschlussdraht ist ein gesondertes, vorzugsweise durchmetallisiertes Loch zu verwenden. Die Anzahl verschiedener Lochgrößen sollte möglichst kleingehalten werden.

8.4.2 Anschluss-Montagelöcher a) Nicht metallisierte Löcher

Der Durchmesser nicht metallisierter Löcher für umgebogene und durchgesteckte Anschlussdrähte darf den Nenndurchmesser des Drahtes um nicht mehr als 0,25 mm überschreiten [siehe Bilder 8 und 10(a)]. Der Durchmesser von Löchern für Überlappstöße darf das 1,5fache des Drahtnenndurchmessers oder der -breite nicht überschreiten.

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b) Durchmetallisierte Löcher Durchmetallisierte Löcher dürfen als elektrische Durchkontaktierung zwischen Leiterbildern auf handelsüblichen zweiseitig beschichteten Leiterplatten und Mehrlagen-Leiterplatten verwendet werden, wenn sie von durch den Endabnehmer qualifizierten Herstellern geliefert werden. Der Innendurchmesser der Löcher muss so groß sein, dass der Spalt zwischen dem Anschlussdraht bzw. Lötstützpunkt und der Lochwandung eine Breite von 0,30 mm bis 0,65 mm besitzt, um den Lotfluss sicherzustellen (siehe Bild 9).

Loch für Anschluss mit Wandung ausKupfer von mindestens 0,25 mm Dicke

Mindestfläche des Lötauges3,5 bis 5,5 (mindestens1,6 mm)

d d

Loch,höchstens + 0,2 mm im Durchmesserd

Bild 8: Anschluss mit umgebogenem Draht für nicht metallisierte Löcher

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Drahtdurchmesser d

3,5 bis 5,5 (mindestens1,6 mm)

d d

Loch, + (0,3 mm bis 0,65 mm)im Durchmesser

d

Funktionslose Anschlussfläche,mindestens 0,25 mm breit

Mindestfläche des Lötauges

3,5 bis 5,5 (mindestens1,6 mm)

d d

Funktionelle Anschlussfläche,mindestens 0,4 mm breit

Bild 9: Anschluss mit umgebogenem Draht für durchmetallisierte Löcher

8.4.3 Umgebogene Anschlüsse Anschlüsse, die am Lötauge einer Leiterplatte enden, müssen gebogen sein, damit sie Kontakt mit den gedruckten Leiterzügen erhalten, es sei denn, es handelt sich um starre Anschlüsse (siehe Abschnitt 8.2.5). Auf die Biegung darf kein Druck ausgeübt werden, um zu bewirken, dass der Draht flach anliegt; eine gewisse mechanische Vorspannung des Anschlusses ist erwünscht (siehe Bild 9). Der umgebogene Draht darf nicht über den Rand des Leiterzugs vorstehen; seine Länge muss der Weite des durchmetallisierten Loches und der Fläche des Lötauges entsprechen (siehe Bild 9). a) Runde Anschlussflächen (siehe Bilder 8 und 9)

Der Anschlussdraht muss sich über das Lötauge erstrecken und es überlappen. Um eine mechanische Vorspannung zu erreichen, muss er in Richtung der größten Abmessung des Lötauges gebogen werden. Wenn dazu die Lötaugengröße nicht ausreicht, ist der Draht in Richtung des gedruckten Leiterzugs zu biegen. Für die Aufnahme der Lotkehle ist am zugeschnittenen Drahtende ein Teil des Leiterbildes vorzusehen, dessen Breite dem 0,5fachen des Drahtdurchmessers entspricht. Ist der Drahtdurchmesser kleiner als 0,50 mm, darf die Überlappung nicht kleiner als 1,6 mm sein. Die über den Draht hinausstehende Lötaugenfläche muss groß genug sein, um die Lotkehle aufzunehmen.

b) Anschlussflächen mit unregelmäßiger Form

Bei unregelmäßig geformten Anschlussflächen (z. B. bei Abschirmungs- und Masseverbindungen) muss die kleinste Länge des umgebogenen Anschlusses das Zweifache und die größte Länge das Vierfache des Lochdurchmessers betragen.

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8.4.4 Gerade durchgesteckte Anschlüsse Bei gerade durchgesteckten Anschlüssen ist der Draht so zu schneiden, dass er die Anschlüsse nach dem Durchstecken aus der Leiterplatte um (1,5 ± 0,8) mm herausragt (siehe Bild 10).

ANMERKUNG: Bei gerade durchgesteckten Anschlüssen sollten möglichst durchmetallisierte Löcher verwendet werden.

Loch, höchstens + 0,2 mmim Durchmesser

d

Nicht metallisiertes Loch

Lötauge

Funktionelle Anschlussfläche,mindestens 0,4 mm breit


Funktionslose Anschlussfläche,mindestens 0,25 mm breit

Loch, + (0,3 mm bis 0,65 mm)im Durchmesser

d

Bild 10: Gerade durchgesteckte Anschlüsse

8.4.5 Überlappte runde Anschlussdrähte Bei überlappten runden Anschlussdrähten muss das Lötauge um mindestens das 3,5fache und höchstens das 5,5fache des Anschlussdurchmessers überlappen; die Überlappung muss jedoch mindestens 1,3 mm betragen. Der Abstand vom zugeschnittenen Ende des Drahtes bis zum Rand des Lötauges muss mindestens der Hälfte des Anschlussdurchmessers entsprechen. Es darf sich nur der zum Bauelement-körper oder zu einer anderen Lötverbindung zeigende Teil des Drahtes außerhalb des Lötauges befinden [siehe Bild 11(a)].

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8.4.6 Überlappte Flachbandanschlüsse Bei überlappten Flachbandanschlüssen muss das Lötauge um mindestens 3 und höchstens 5 Bandbreiten überlappen. Es darf sich nur der zum Bauelementkörper oder zu einer anderen Lötverbindung zeigende Teil des Bandes außerhalb des Lötauges befinden. Der Abstand vom zugeschnittenen Ende des Anschlusses zum Lötaugenende muss mindestens 0,25 mm betragen. Eine Kante des Bandes darf mit dem Rand des Lötauges bündig sein. Um zwei der drei Kanten des Bandes muss eine ausreichende Fläche zur Aufnahme der Lotkehle vorhanden sein (siehe Bild 11(b)). Bei einer Bandbreite von weniger als 0,50 mm, darf die Überlappung nicht kleiner als 1,3 mm sein.

3,5 bis 5,5 d d

1,5 d bis 3,0 d(mind. 1,3 mm)

3 bis 5 (mind. 1,3 mm)w w

(a) Runder Anschlussdraht

(b) Flachbandanschluss

Bild 11: Überlappte Anschlüsse bei Durchsteckmontage

8.4.7 Lötverbindungen bei Oberflächenmontage Teile mit runden Anschlussdrähten oder Flachbandanschlüssen (z. B. Flachgehäuse mit einer größten Abmessung [diagonal] von 14 mm) für Oberflächenmontage muss die Länge des Lötauges dem 3fachen bis 5,5fachen des Drahtdurchmessers/der Bandbreite entsprechen (siehe Bild 12). Zur Aufnahme der Lotkehle muss am Anschlussbogen Raum mit einer Breite von mindestens dem 0,5fachen des

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Anschlussdurchmessers oder der Bandbreite vorhanden sein. Es ist darauf zu achten, dass der Anschluss in Bezug auf die Oberfläche der Leiterplatte möglichst wenig geneigt ist. Ein Überhang der Anschlüsse über die Lötaugen hinaus ist nicht zulässig. Beim Löten des Anschlussbogens muss die Lotkehle fachgerecht hergestellt werden.

ANMERKUNG: Flachgehäuse gibt es in einer Vielzahl von Ausführungen, Typen und Abmessungen. Für Flachgehäuse mit Anschlüssen in Gullwing-Form (flach oder rund) und einer Abmessung (diagonal) des Bauelementkörpers von mehr als 14 mm gilt ECSS-Q-70-38.

3,5 bis 5,5 d d

1,5 bis 3,0 (mind. 1,3 mm)d d

(a) Runder Anschlussdraht

3,0 bis 5,5 w w

(b) Flachbandanschluss

Leiterplatte

Lötauge45° bis 95°

Flachbandanschluss

3,0 bis 5,5 w w

Bild 12: Maße für überlappte Anschlüsse bei Oberflächenmontage*)

*) Nicht alle nach dem Löten messbar.

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8.5 Montage von Bauelementen an Lötstützpunkte

8.5.1 Allgemeines Bauelemente sind nach Abschnitt 8.1 zu montieren.

8.5.2 Vorgaben • Die Länge der Anschlüsse zwischen Bauelementen und Lötstützpunkten muss an beiden Enden

annähernd gleich sein, ausgenommen Teile (z. B. Flansche von verkappten Dioden), die eine seitliche Montage erforderlich machen.

• Jeder Anschluss muss Zugentlastungen nach Bild 13 besitzen. • Umwicklung, Drahtführung und Verbindung mit Lötstützpunkten siehe Abschnitte 9 und 10. • Bei gestauchten Lötverbindungen sollte während des Lötens der Anschlüsse die Wärme abgeleitet

werden. Auch sollten solche Verbindungen bei der Bauelementmontage nicht mechanisch beansprucht werden.

(a) Seitliche Montage (b) In-line-Montage SR Zugentlastung C Befestigungspunkt

Bild 13: Zugentlastung bei der Befestigung von Teilen an Lötstützpunkten

8.6 Cordwoodmodule • Bauelemente in Cordwoodmodulen sind mit ihrer Achse senkrecht zu den beiden parallelen

Leiterplatten zu montieren. • Röhrenförmige Bauelemente sind in gleichem Abstand voneinander zwischen den Leiterplatten

anzuordnen. • Beschichtete Bauelemente sind so zu montieren, dass die Beschichtung auf den Anschlüssen nicht

in das Montageloch hineinragt. • Der Anschluss von Bauelementen muss wie hier festgelegt erfolgen. Maßnahmen zur

Zugentlastung sind besonders zu beachten.

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8.7 Montage von Steckverbindern an Leiterplatten

8.7.1 Allgemeines Steckverbinder sind nach Abschnitt 8.1 zu montieren.

8.7.2 Vorgaben Steckverbinder von Leiterplatten sind entweder mit vorgebogenen Anschlüssen zur Zugentlastung oder mit geraden epoxidgekapselten, direkt aus dem Steckverbinderkörper austretenden Anschlüssen zu liefern. Das Entgolden/Vorverzinnen von Anschlüssen (siehe Abschnitt 7.1.6) ist vor dem Befestigen der Steckverbinder auf der Leiterplatte durchzuführen. Steckverbinderanschlüsse müssen nach der Befestigung nach Abschnitt 8.4.4 aus der Leiterplatte herausragen.

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9 Befestigung von Drähten an Lötstützpunkten, Lötbuchsen und Kabeln

9.1 Allgemeines

9.1.1 Drähte Die Befestigung von Drähten an Lötstützpunkten muss nach den Darstellungen in diesem Abschnitt erfolgen, der Anforderungen an die Montage, das Abisolieren, die Umwicklung bzw. das Biegen von Drähten festlegt.

9.1.2 Lötstützpunkte Bei galvanisch vergoldeten Lötstützpunkten und Lötbuchsen ist der Goldüberzug im Befestigungsbereich zu entfernen und nach dem in Abschnitt 7.1.6 c) beschriebenen Verfahren durch einen im heißen Zustand aufgebrachten Überzug aus Zinn-Blei-Lot zu ersetzen. Lötstützpunkte mit ungleichmäßigem oder zu starkem Überzug auf den Montageflächen dürfen nicht verwendet werden, da sich der Überzug beim folgenden Löten lösen kann. Lötstützpunkte müssen eine den Drähten entsprechende zulässige Größe besitzen. Sie dürfen nicht zur Aufnahme ungeeigneter Größen verändert werden.

9.1.3 Bauelementanschlüsse Bauelementanschlüsse dürfen nicht als Lötstützpunkte verwendet werden (siehe auch ECSS-Q-70-28 bezüglich Reparatur oder Änderungen).

9.2 Drahtanschlüsse

9.2.1 Kabelbaumabzweigungen Bei Mehrfachdrähten, die von einem gemeinsamen Kabelbaum zu gleich weit voneinander entfernten Lötstützpunkten verlegt werden, muss die Länge der Drahtenden einschließlich der Toleranzen für Biegungen zur Aufnahme von Schwingungen einheitlich sein, um eine Spannungskonzentration an den Drähten zu verhindern.

9.2.2 Kleinste und größte Abisolierlänge Siehe Abschnitt 7.1.4.

9.2.3 Mehrdraht-Anschlüsse Treffen mehrere Drähte parallel auf einen Lötstützpunkt, brauchen die Abisolierlängen nicht gleich zu sein.

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9.2.4 Abweichungen Wenn der Wellenwiderstand oder Schaltungsparameter beeinträchtigt werden wie in Hochspannungs-schaltkreisen oder HF-Koaxialanschlüssen, darf von den Anforderungen an die Abisolierlänge abgewichen werden. Solche Abweichungen im Verfahren sind zu dokumentieren.

9.2.5 Massiver Schaltdraht Massiver Schaltdraht zwischen Befestigungen darf nicht länger als 25 mm sein. Er sollte in Harz gebettet oder umhüllt werden. Ein Einzeldraht darf nicht zur Verbindung von mehr als zwei Punkten verwendet werden.

9.2.6 Zugentlastung Jeder Draht, der an einer Lötverbindung endet, muss zur Aufnahme thermischer oder mechanischer Beanspruchungen eine Zugentlastung besitzen. Das Entstehen einer Dochtwirkung ist entsprechend Abschnitt 7.1.6. a) zu kontrollieren.

9.2.7 Mechanische Sicherung Kabelbäume sind so zu sichern, dass die Lötverbindungen keinen mechanischen Belastungen ausgesetzt sind.

9.3 Turm- und Stiftlötstützpunkte

9.3.1 Seitliche Drahtzuführung Die seitliche Drahtzuführung ist wie folgt vorzunehmen [siehe Bild 14(a)]: • Leiter sind um mindestens 180° (1/2 Umwicklung) bis höchstens 270° (3/4 Umwicklung) um den

Pfosten zu wickeln [siehe Bild 14(c)]. • Bei Turmlötstützpunkten müssen alle Drähte in den Führungsschlitzen verlaufen. • Drähte dürfen nicht über die Basis des Lötstützpunkts vorstehen. • Es darf mehr als ein Draht in einem einzelnen Führungsschlitz installiert werden, sofern dieser

ausreichend breit ist und vorausgesetzt, dass jeder Draht um den Pfosten des Lötstützpunkts und nicht auf einen anderen Draht gewickelt ist.

• Drähte, die an Lötstützpunkten ohne Schulter oder Turm enden, müssen in einem Abstand von der Oberkante des Lötstützpunkts befestigt werden, der mindestens dem Drahtdurchmesser entspricht.

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9.3.2 Drahtzuführung von unten Der Leiter muss von unten in den Anschluss eingeführt , durch den seitlichen Führungsschlitz nach oben geführt und wie für den seitlichen Anschluss gefordert umwickelt werden [siehe Bild 14(b)].

Umwicklung mindestens 180°

Oberer Führungsschlitz

UntererFührungsschlitz

Freier Abstandder Isolierung


Basis

Umwicklung höchstens 270°

Bild 14: Seitliche Anschlüsse und Anschlüsse von unten anTurmlötstützpunkte

9.4 Gabellötstützpunkte

9.4.1 Allgemeines Bei Gabellötstützpunkten können, wie im Folgenden beschrieben, Anschlüsse von oben, von der Seite oder von unten oder Kombinationen verwendet werden. Bei seitlichem Anschluss dürfen Drähte nicht über die Oberkante des Lötstützpunkts vorstehen.

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9.4.2 Drahtzuführung von unten Drahtzuführungen von unten sollen nach Bild 15 vorgenommen werden. Drähte dürfen nicht über den Rand der Basis hinausragen, ausgenommen die Ausführung nach Bild 15(c), die nur bei ausreichendem Einbauraum zulässig ist und wenn die elektrischen Kenngrößen dies erlauben.

Mindestabstand der Isolierung

Umwicklung Umwicklung

Pfosten

Basis

Siehe Abschnitt 9.4.2.

Bild 15: Anschlüsse von unten an einen Gabellötstützpunkt

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9.4.3 Drahtzuführung von der Seite Seitliche Drahtzuführungen sind nach Bild 16 vorzunehmen; der Draht muss dabei senkrecht zum Pfosten zwischen die Gabelzinken gelegt werden. Wird mehr als ein Draht an den Lötstützpunkt angeschlossen, muss die Richtung der Umwicklung wechseln (Bilder 16(b) und (d)). Drähte dürfen nicht über die Basis herausragen, ausgenommen die Ausführung nach Bild 16(c), die nur bei ausreichendem Einbauraum zulässig ist und wenn die elektrischen Kenngrößen dies erlauben.

Siehe Abschnitt 9.4.3.



Eintrittspunkt Eintrittspunkt ist für denoberen Leiter gleich

Lot für Pfostenund Zinken


Bild 16: Seitlicher Anschluss an einen Gabellötstützpunkt

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9.4.4 Drahtzuführung von oben Die Drahtzuführung von oben von oben darf nicht verwendet werden, wenn genügend Platz für eine seitliche Zuführung vorhanden ist. Der Anschluss von oben ist nach Bild 17 auszuführen. Draht, der den Spalt zwischen den Zinken ausfüllt, ist bis zur Basis einzuführen. Draht, der den Spalt nicht ausfüllt, ist zusammen mit einem verzinnten Fülldraht (Volldraht oder Litze) zu halten oder wie dargestellt umzubiegen, vorausgesetzt, dass der doppelte Durchmesser zum Ausfüllen des Spalts ausreicht. Der Anschluss von oben und der seitliche Anschluss dürfen nicht an demselben Lötstützpunkt verwendet werden.

Abstandder Isolierung

VerzinnterFülldraht

Bild 17: Anschluss von oben an einen Gabellötstützpunkt

9.4.5 Kombination aus Anschlüssen von oben und unten Bei Anschlusskombinationen „oben/unten“ ist der Anschluss von unten nach Bild 15 zuerst, dann der Anschluss von oben nach Bild 17 zu installieren, wobei der von oben angeschlossene Draht auf dem durch den Boden angeschlossenen ruht.

9.4.6 Kombination aus seitlichem Anschluss und Anschluss von unten Bei Anschlusskombinationen „seitlich/unten“ ist der Anschluss von unten nach Bild 15 zuerst, dann der seitliche Anschluss nach Bild 16 zu installieren.

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9.5 Hakenlötstützpunkte Anschlüsse an Hakenlötstützpunkte sind nach Bild 18 vorzunehmen. Die Umwicklung des Drahtes muss dabei mindestens 180°und darf höchstens 270° betragen. Das Vorstehen von Drahtenden ist zu begrenzen, um eine Beschädigung der Isolierung (sofern vorhanden) zu vermeiden.

(b) Mehrere Drähte

Abstand der Isolierung


Überstand

(a) Ein Draht

Bild 18: Anschlüsse an Hakenlötstützpunkte

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9.6 Lötösen Anschlüsse an Lötösen sind nach Bild 19 vorzunehmen. Die Umwicklung des Drahtes muss dabei mindestens 90° und darf höchstens 270° betragen. Das Vorstehen von Leiterenden ist zu begrenzen, um eine Beschädigung der Isolierung (sofern vorhanden) zu vermeiden.

Abstand der Isolierung

Seitlicher Eintritt

Umwicklung 90° Umwicklung 180°

Höchstens einDrahtdurchmesser



Bild 19: Anschlüsse an Lötösen

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9.7 Lötbuchsen Drähte müssen nach Bild 20 in entgoldete, vorverzinnte Lötbuchsen gelötet werden. Vorverzinnte Drähte müssen bis zum Boden der Lötbuchse eingeführt werden und die Innenwand der Buchse berühren. Die größte Anzahl der Drähte ergibt sich aus der Anzahl der Drähte, die die Innenwand des Bechers in voller Höhe berühren. Die Lötdauer muss ausreichend lang sein, um den Einschluss von Flussmittel in der Buchse zu vermeiden. Massiver starrer Draht darf nur an einen fixierten Kontakt angeschlossen werden, sofern nicht eine genaue Ausrichtung des Drahtes möglich ist.

Draht muss denBoden der Buchseberühren



Eintrittspunkt

Drähte müssen denBoden der Buchseberühren

Bild 20: Verbindungen mit Lötbuchsen

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9.8 Anwendung von Isolierungsschlauch Zur elektrischen Isolierung ist - sofern erforderlich - für die Raumfahrt zugelassener transparenter Isolierschrumpfschlauch zu verwenden (siehe ECSS-Q-70-71 bezüglich Materialauswahl). So sind Hakenlötstützpunkte, Lötbuchsen und Busleitungen, die nicht durch Isolierung an Durchführungen durch Vergussmaterialien oder Umhüllungen geschützt sind, mit Isolierschlauch zu umgeben. Wenn ein mit einem Isolierschlauch überzogenes Bauelement der Abstützung bedarf ist sicherzustellen, dass sich das Bauelement innerhalb der Isolierung nicht frei bewegen kann. Es ist besonders darauf zu achten, dass eine Beschädigung des Bauelements infolge übermäßiger Wärmeeinwirkung während des Schrumpfens des Schlauchs vermieden wird.

9.9 Verbindung zwischen Drähten und Kabeln

9.9.1 Allgemeines Verfahren, bei denen flussmittelgefüllte Lotformteile in Schrumpfhülsen verwendet werden, sind nicht zugelassen. Gelötete Drahtverbindungen sind mit einem Verfahren herzustellen, das das Entfernen von Flussmittel und Flussmittelresten erlaubt und eine Sichtprüfung der Verbindung und des umgebenden Materials zulässt. Der Draht ist nach dem Löten mit Schrumpfschlauch zu überziehen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass eine Hülse aus ungefärbtem Polyolefin bei Erwärmung zwischen 100 °C und 140 °C schrumpfen kann. Hülsen aus Fluorkohlenstoff sollten nicht verwendet werden, da zum Schrumpfen hohe Temperaturen aufgewendet werden müssen, die die Lötverbindung beschädigen bzw. aufschmelzen können.

9.9.2 Vorbereitung von Drähten Die Drahtisolierung ist nach Abschnitt 5.5.6 so zu entfernen, dass sich eine Abisolierlänge nach Abschnitt 7.1.4 ergibt. Es sind zugelassene Werkzeuge (siehe Abschnitt 5.5.9) zu verwenden, um ein Hochziehen von Flussmittel oder Lot zwischen Draht und Isolierung zu verhindern.

9.9.3 Vorbereitung von abgeschirmten Drähten und Kabeln Zum Einritzen und Entfernen der Isolierung über eine Länge von 5 mm bis 12 mm ist ein Skalpell oder ein anderes geeignetes Werkzeug zu verwenden. Der Bereich der freigelegten Abschirmung darf sich am Ende oder an jeder anderen Stelle der Länge eines Drahtes oder Kabels (Mittelspleiß) befinden. Es ist besonders darauf zu achten, dass eine Beschädigung der freigelegten Abschirmung vermieden wird (siehe auch Abschnitte 7.1.2 und 7.1.3). Der Abschirmungswerkstoff muss gut lötbar sein und braucht nicht vorverzinnt zu werden; es ist jedoch mit einem Lösemittel (siehe Abschnitt 6.3) zu reinigen.

9.9.4 Vormontage a) Ein Stück Schrumpfschlauch ist über einen Teil des zu verbindenden Drahtes oder der zu

verbindenden Drähte zu ziehen. Das Schlauchstück muss so lang sein, dass es die Lötverbindung im fertigen Zustand vollständig bedeckt und die Isolierung jedes Drahtes um (5 ± 2) mm überdeckt. Das Schlauchmaterial muss ausreichend elektrisch isolieren und die fertige Verbindung mechanisch abstützen.

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b) Die zu lötenden Drähte sind zu sichern, um eine Störung des Lötvorgangs und beim Erstarren des Lots zu verhindern. Dazu sind folgende Verfahren (einzeln oder kombiniert) anzuwenden:

• Verwendung einer Vorrichtung, mit der die Drähte geklammert und ausgerichtet werden; • Verwendung von Bindedraht (z. B. verzinnter Kupferdraht), der dünner ist als AWG 34 (siehe

Bild 21(a)); • Verwendung dünner schrumpffähiger Ringe, die über den Enden der Drahtisolierung

angebracht sind [siehe Bild 21(b)] oder eines um die Litze verdrillten Spleißdrahts [siehe Bild 21(c)];

c) Die zu verbindenden Drähte müssen parallel liegen und sich berühren. Dies kann bei dicker

Isolierung ein geringfügiges vorheriges Zurichten der vorverzinnten Längen erforderlich machen. Biegewerkzeuge siehe Abschnitt 5.5.4.

• Spleißdrähte sind überlappt (nicht stumpf) zu verbinden. • Bei Abschirmanschlüssen muss der Erdungsdraht des Kabels auf der freigelegten

Abschirmung befestigt werden. • Kein Draht sollte die Isolierung eines anderen Drahtes überdecken. Keine Überlappung darf

größer sein als der Durchmesser des größten Drahtes oder Kabels der Verbindung.

9.9.5 Lötverfahren a) Die Wahl des Lötkolbens muss nach Abschnitt 5.5.7 erfolgen, die Temperatur der Lötspitze darf

330 °C nicht überschreiten. Die Zusammensetzung von Lot und Flussmittel muss Abschnitt 6.1 bzw. 6.2 entsprechen.

b) Es sollten zugelassene Lötwerkzeuge (siehe Abschnitt 5.5.9) verwendet werden, um eine

Dochtwirkung von Fluss- oder Lötmittel unter der Isolierung zu verhindern. c) Nach dem Erstarren des Lots muss die Kontur jedes Drahtes erkennbar sein; benachbarte Leiter

müssen mit einer konkaven Lotkehle verbunden sein.

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(b) Sicherung mit Schrumpfhülse

(a) Verwendung von dünnem Draht (AWG 34) zur Umwicklung

(c) Um die Litzenader verdrillter Draht

Bild 21: Verfahren zur Drahtsicherung

9.9.6 Reinigung Die Entfernung von Flussmittel und Rückständen hat nach Abschnitt 11 zu erfolgen.

9.9.7 Überprüfung Jede Verbindung ist nach Abschnitt 12 zu überprüfen. Es gelten die Kriterien für Abnahme und Rückweisung nach den Abschnitten 12.2 und 12.3.

9.9.8 Ausführung Das Löten ist sorgfältig auszuführen, alle Verbindungen müssen eine glatte und helle Oberfläche aufweisen. Die Abnahmekriterien müssen Anhang A entsprechen. Die Festlegungen dieses Abschnitts gelten auch für ähnliche Drahtverbindungen.

9.9.9 Umhüllung von Verbindungen Der Schrumpfschlauch (siehe Abschnitt 9.9.4) muss über der gereinigten und überprüften Verbindung mittig angeordnet und durch einen heißen Gasstrom oder mittels Wärmestrahlung dicht geschrumpft werden. Die Verbindung darf der Wärmeeinwirkung nicht länger als acht Sekunden ausgesetzt werden; der Schmelzpunkt des Lots darf dabei nicht überschritten werden, die höchste Temperatur (bei Schutzschichten aus ungefärbtem Polyolefin) sollte 140 °C nicht überschreiten.

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9.10 Verbindung von Litzendraht an Leiterplatten Litzendrähte sind mit Überlappungsverbindungen oder mit durchmetallisierten Löchern entsprechend Bild 22 mit Leiterplattenanschlüssen zu verbinden, wobei jeweils Zugentlastung vorzusehen ist. Die dabei einzuhaltenden Maße sind in Tabelle 4 aufgelistet.

Tabelle 4: Maße für Bild 22

r ≥ 2 dc dc = Drahtdurchmesser

r1 ≥ 2 dg dg = Drahtaußendurchmesser

1 mm ≤ H ≤ 2 mm H = Abisolierlänge

(1,5 ± 0,8) mm LP = Überstand

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Mechanisch befestigt (Klebung)

(c) Anschluss mit abgeschirmtem Kabelund Durchgangsloch

(b) Anschluss durch Verbindungmit Durchgangsloch

(a) Überlappter Anschluss

Verklebt

Verklebt

Bild 22: Befestigung von Litzendrähten an Leiterplatten

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10 Löten an Lötstützpunkten und Leiterplatten

10.1 Allgemeines

10.1.1 Sicherung von Leitern Leiter müssen so gesichert sein, dass zwischen ihnen und dem Lötstützpunkt während des Lötens und während des Erstarrens des Lots keine Relativbewegung auftreten kann. Leiter dürfen während des Erstarrens des Lots nicht unter mechanischer Vorspannung stehen, die in der fertigen Verbindung eine Restspannung hervorrufen kann. Es darf nicht direkt auf einen galvanischen Goldüberzug gelötet werden.

10.1.2 Schutzabdeckungen und -überzüge Schutzabdeckungen und -überzüge auf gelöteten Teilen müssen den für die jeweilige Baugruppe geltenden Anforderungen entsprechen.

10.1.3 Wärmeableiter Wärmeableiter sind zu verwenden, wenn Wärme beim Löten die Qualität von Leitern, der Isolierung, von Bauelementen oder bestehenden Lötverbindungen beeinträchtigen kann.

10.1.4 Hochspannungsverbindungen Hochspannungsverbindungen müssen, wenn eine Koronaunterdrückung erforderlich ist, in Spezialausführung hergestellt werden. Lötverbindungen müssen mit glatten Lotkehlen und ohne Unregelmäßigkeiten oder starke Änderungen in der Kontur ausgeführt werden, d. h. scharfe Kanten und Punkte sind zu vermeiden.

10.2 Löten an Lötstützpunkten

10.2.1 Löten von Lötstützpunkten mit gebördeltem Flansch auf Leiterplatten Lötstützpunkte, die durch Bördelung an einem massiven Flachbandleiter befestigt sind, sind an eine Oberfläche des Leiters zu löten.

10.2.2 Löten von Leitern an Lötstützpunkte (ausgenommen Lötbuchsen) a) Zwischen dem Lötstützpunkt und jeder Seite des Leiters muss sich eine konkave Lotkehle ausbilden. b) Nach dem Löten muss die Kontur des Leiters erkennbar sein. c) Bei Lötstützpunkten, an denen mehr als ein Draht angebracht wird, muss jeder Draht mit dem

Lötstützpunkt Kontakt haben und an ihn gelötet sein.

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10.2.3 Löten von Drähten an Lötbuchsen a) Zwischen Draht und Buchsenöffnung muss sich eine Lotkehle bilden. Diese muss innerhalb der

Grenzen, die in den als annehmbar (einwandfrei) eingestuften Lötverbindungen (siehe Anhang A) dargestellt sind, der Kontur der Buchsenöffnung folgen.

b) Überschüssiges Lot an der Außenseite der Buchse ist zulässig, wenn sie einer Verzinnung ähnelt

und die Funktion der Baugruppe oder des Steckverbinders nicht beeinträchtigt.

10.3 Löten von Leiterplatten

10.3.1 Lotbedeckung Das geschmolzene Lot muss entsprechend Anhang A um den Leiter und über die Anschlussfläche fließen, ausgenommen Hochspannungsverbindungen, die nach Abschnitt 10.1.4 auszuführen sind.

10.3.2 Lotfüllungen Lotfüllungen müssen den Anschluss umlaufend benetzen und Anhang A entsprechen. Bei überlappten Anschlüssen, bei denen eine Seite eines Flachbandanschlusses mit der Kante des Lötauges bündig ist, muss entlang von mindestens drei von vier Seiten des Anschlusses eine Lotkehle vorhanden sein. Ist ein Bauelement auf derselben Seite wie der überlappte Anschluss montiert, ist eine Hohlkehle dort erforderlich, wo das Flachband oder der runde Anschluss vom Lötauge weg gebogen ist. Die Länge der Lotkehle entlang des Anschlusses muss mindestens der halben Dicke des Anschlussbogens oder dem halben Durchmesser des Anschlussdrahts entsprechen.

10.3.3 Löten von Bauelementanschlüssen an durchmetallisierten Löchern Die Lotfüllung auf der Seite durchmetallisierter Löcher, auf der die Wärme bzw. das Lot zugeführt wird, muss den Anforderungen dieser Norm entsprechen. Auf der entgegengesetzten Seite der Leiterplatte (d. h. der Bauelementseite) muss zu allen Lötaugen des Anschlusses Lot geflossen sein und der jeweilige Anschluss mit dem Lötauge verbunden sein. Die Lotfüllung sollte sich über den gesamten Lochumfang erstrecken, mindestens aber über 25 % des Umfangs.

10.3.4 Lotauftrag Lot sollte nur auf der Lötseite eines durchmetallisierten Loches aufgetragen werden. Die verwendete Lötspitze sollte gut verzinnt sein und das Lot mit bestmöglicher Wärmeübertragung an der Übergangsstelle zwischen Lotspitze und Verbindung zugeführt werden. Nach der Erwärmung sollte das Lot an die Lötstelle und nicht an die Lötspitze gebracht werden. Bei hoher Wärmeabfuhr darf auf beiden Seiten des Lochs gleichzeitig Wärme zugeführt werden. Dabei darf keine Beschädigung an Bauelementen oder Werkstoffen auftreten; das Verfahren ist vollständig zu dokumentieren.

10.4 Dochtwirkung („Wicking“) Zur Einschränkung der Dochtwirkung von Flussmittel oder Lot unter der Isolierung können zugelassene Werkzeuge (siehe Abschnitt 5.5.9) verwendet werden. Das Lot darf die Kontur des Leiters am Ende der Isolierung nicht verdecken.

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10.5 Nacharbeit von Lötstellen Nacharbeit an gelöteten Leiterplatten-Baugruppen muss entsprechend den Anforderungen dieser Norm hinsichtlich des Lötens durchgeführt werden. Eine Verbindung darf höchstens dreimal nachgearbeitet werden. Hierbei wird die vollständige Entfernung des Lotes von Lötstelle und Anschluss empfohlen, damit er gereinigt und die Verbindung neu hergestellt werden kann. Die Verwendung von Werkzeugen und Hilfsmitteln nach ECSS-Q-70-28 ist zulässig. Trotz ausführlicher Beschreibung der Nacharbeit in der vorliegenden Norm muss ECSS-Q-70-28 bezüglich durchzuführender Reparaturen und Veränderungen herangezogen werden.

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11 Reinigung von Leiterplatten-Baugruppen

11.1 Allgemeines Nach dem Erstarren und Abkühlen des Lotes sind von jeder Lötverbindung Flussmittel und Rückstände mit einem Lösemittel nach Abschnitt 6.3.1 sorgfältig zu entfernen. Das Lösemittel muss dabei so angewendet werden, dass möglichst wenig davon unter die Isolierung gelangt und kein Lösemittel in die Bauelemente eindringt. Flussmittelrückstände müssen möglichst schnell, jedoch innerhalb von 24 Stunden nach dem Löten, beseitigt werden, da Flussmittel auf Kolophoniumbasis nach längerer Zeit nur schwierig zu entfernen sind. Werden Leiterplatten zur Reinigung in Lösemittel oder andere Reinigungsflüssigkeiten getaucht, darf die Tauchdauer 10 Minuten nicht überschreiten, um Kontaktkorrosion zwischen benachbarten Metall-oberflächen zu vermeiden.

11.2 Ultraschallreinigung Teile sollten nicht mittels Ultraschallreinigung gereinigt werden. Bei Baugruppen mit empfindlichen Bauelementen (z. B. integrierte Schaltungen, Dioden und Transistoren) ist Ultraschallreinigung unzulässig.

11.3 Nachweis der Reinheit Die Wirksamkeit des Reinigungsverfahrens kann mit folgenden Methoden bestimmt werden.

11.3.1 Reinheitsprüfung Die Reinheitsprüfung wird angewandt, um die Wirksamkeit des Reinigungsverfahrens bei Leiterplatten-Baugruppen zu überwachen. Zwei grundlegende Methoden sollten eingesetzt werden: a) Prüfung des spezifischen Widerstands eines Lösemittelextraktes nach Abschnitt 11.3.4 a). b) Prüfung der Verunreinigung mit Natriumchloridionen nach Abschnitt 11.3.4 b).

11.3.2 Prüfhäufigkeit a) Die Prüfung muss regelmäßig, mindestens alle sechs Monate oder nach Änderung von Flussmitteln,

Prozessparametern, Verfahren, die beispielsweise die Reinigungsfähigkeit beeinträchtigen, erfolgen. b) Ständige Verfahren zur Lösemittelreinigung sollten statistisch überwacht werden. Um

unerwünschte Abweichungen frühzeitig erkennen zu können, sind die entsprechenden Messwerte aufzuzeichnen.

c) Wenn das Ergebnis einer Prüfung nicht mehr annehmbar ist, sind alle Leiterplatten-Baugruppen, die

seit der letzten bestandenen Prüfung gereinigt wurden, einem abschließenden Kundenreview zu unterziehen (ECSS-Q-20).

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11.3.3 Prüfkriterien a) Spezifischer Widerstand eines Lösemittelextraktes

Der spezifische Widerstand eines Lösemittelextraktes (Endwert) muss mehr als 2 × 106 Ω·cm betragen.

b) Prüfung der Verunreinigung mit Natriumchloridionen

Die Verunreinigung mit Natriumchloridionen (Endwert) muss weniger als 1,56 µg je cm–2 der Leiterplattenoberfläche betragen.

11.3.4 Prüfung a) Spezifischer Widerstand eines Lösemittelextraktes

Der spezifische Widerstand eines Lösemittelextraktes ist wie folgt zu messen (siehe Tabelle 5).

• Es ist eine Prüflösung aus 75 Vol.-% Isopropylalkohol und 25 Vol.-% entionisiertem Wasser herzustellen. Diese Lösung ist durch eine Mischbett-Ionenaustauscher zu leiten. Nach dem Durchströmen des Austauschers muss der spezifische Widerstand der Lösung größer als 6 × 106 Ω·cm sein. Mit dieser Lösung sind ein Trichter, eine Waschflasche und ein Behälter zu reinigen. Je cm2 Baugruppenfläche (umfasst die Flächen auf beiden Seiten der Leiterplatte) sind 1,55 ml der frischen Lösung einzusetzen.

• Die Prüflösung ist als feiner Strom auf beide Seiten der Leiterplatten-Baugruppe zu richten, bis die gesamte abgemessene Lösung verbraucht ist.

• Es ist der spezifische Widerstand der verwendeten Lösung (Lösemittelextrakt) zu bestimmen. b) Prüfung der Verunreinigung mit Natriumchloridionen

Die Verunreinigung mit Natriumchloridionen ist wie folgt zu messen:

• Für die Prüfung der Verunreinigung mit Natriumchloridionen ist eine Lösung aus 75 Vol.-% Isopropylalkohol und 25 Vol.-% entionisiertem Wasser zu verwenden. Die Lösung muss bei Erstgebrauch auf richtige Zusammensetzung überprüft werden.

• Die Geräte sind regelmäßig mit einer bekannten Menge Natriumchloridstandardlösung mit derselben Häufigkeit wie die Zusammensetzung der im 1. Absatz genannten Lösung zu kalibrieren.

Die Prüfung und die Berechnung der Werte müssen entsprechend dem für die betreffenden Prüfverfahren geltenden Gerätehandbuch durchgeführt werden.

Tabelle 5: Werte für Reinheitsprüfung

Parameter Spezifischer Widerstand (Anfangswert)

Endwert

a) Spezifischer Widerstand eines Lösemittelextraktes 6 x 106 Ω·cm größer als 2 x 106 Ω·cm

b) Verunreinigung mit Natriumchloridionen 20 x 106 Ω·cm kleiner als 1,56 µg·cm–2

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12 Abnahmeprüfung

12.1 Allgemeines Jede Lötverbindung muss durch Sichtprüfung gemäß den Kriterien dieses Abschnitts geprüft werden. Die Prüfung ist entsprechend der Größe der Verbindungen mit einer 4- bis 10-fachen Vergrößerung durchzuführen; gegebenenfalls ist eine zusätzliche Vergrößerung erforderlich. Bauelemente und Drähte dürfen bei der Prüfung mechanisch nicht beansprucht werden. Anhang A zeigt Muster typischer Lötverbindungen.

12.2 Abnahmekriterien Lötverbindungen gelten als annehmbar, wenn: a) sie eine saubere, glatte, glänzende, ungestörte Oberfläche haben; b) Lotkehlen zwischen Leiter und Anschlussflächen den Festlegungen dieser Norm entsprechen

(Verbindungen mit durchmetallisierten Löchern siehe in Abschnitt 10.3.3); c) die Drahtkontur ausreichend sichtbar ist, um dessen Verlauf und das Drahtende bestimmen zu

können (ausgenommen Hochspannungsverbindungen; siehe Abschnitt 10.1.4); d) die Lötstelle vollständig benetzt ist, was an einem kleinen Kontaktwinkel erkennbar ist; e) das Lot in ausreichender Menge und in richtiger Verteilung vorhanden ist; f) die Lötstelle keine Fehler nach Abschnitt 12.3 aufweist.

12.3 Rückweisungskriterien Im Folgenden sind einige Eigenschaften von unbefriedigenden Lötverbindungen genannt, die alle für sich ein Grund zur Zurückweisung sind: a) verkohlte, verbrannte oder geschmolzene Isolation von Bauelementen; b) von der Leiterplatte abgehobene Leiterbahnen; c) Brandstellen auf dem Basismaterial; d) durchgehende Verfärbung, die sich zwischen zwei Leiterbahnen erstreckt (z. B. Maserbildung,

Delaminierung, Halo-Bildung); e) zu viel Lot (Lotspitzen, Lotzapfen, Brückenbildung); f) Flussmittelrückstand, Lotspritzer oder andere Fremdstoffe auf der Leiterplatte oder auf

benachbarten Flächen; g) Entnetzung; h) ungenügende Lotmenge;

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i) Poren, Löcher oder Hohlräume oder freiliegendes Grundmetall in der Lötverbindung; j) körnige oder gestörte Lötverbindungen; k) gebrochene Lötverbindungen; l) eingeschnittene, eingeritzte, eingekerbte oder zerkratzte Leiter oder Leiterbahnen; m) unzureichende Leiterlänge oder Biegerichtung und unzureichende Überlappung auf einer

Leiterplatte; n) repariertes oder beschädigtes Leiterbild (Nacharbeit muss den Anforderungen dieser Norm

genügen; siehe Abschnitt 3.1); o) blankes Kupfer oder Grundmetall (außer die Kupferenden des zugeschnittenen Drahtes oder

Anschlusses); p) Lötverbindung wurde direkt auf galvanisch vergoldeten Anschlüssen und Leitern (ohne vorherige

Entgoldung) hergestellt; q) kalte Lötstellen; r) Bauelementkörper innerhalb der Lotkehle.

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13 Eignungsprüfung

13.1 Allgemeines Um die Zuverlässigkeit der Ausführung von Lötverbindungen, die nicht in diesem Dokument dargestellt sind, ermitteln zu können, sind Eignungsprüfungen (zur Verifizierung) durchzuführen. Eine bestimmte Ausführung gilt als verifiziert, wenn an ihr nach 200 Zyklen der Temperaturwechsel- und Schwingungsprüfung (siehe unten) keine gebrochenen Lötverbindungen oder Beschädigungen der Bauelemente festzustellen sind, wenn sie bei mindestens 15-facher Vergrößerung untersucht wird. Dabei spielt es keine Rolle, in welcher Reihenfolge die Beanspruchungen erfolgen. Leiterplatten sind in Flugausführung (d. h. mit denselben Vergussmassen, Klebern und Umhüllungen, wie sie für den Flug vorgesehen sind) zu prüfen.

13.2 Temperaturwechselbeanspruchung Der Prüfkörper ist in einem Wärmeschrank mit Luftumwälzung Temperaturwechseln zwischen Raumtemperatur und –55 °C bzw. +100 °C und zurück auf Raumtemperatur auszusetzen, wobei die Temperaturänderung 10 °C je Minute nicht überschreiten soll. Die Haltezeit bei jedem Temperatur-extremwert sollte 15 Minuten betragen. Die Dauer jedes Zyklus sollte im Mittel eine Stunde betragen. Diese Bedingungen können projektspezifisch und auf die einzelne Baugruppe abgestellt verändert werden.

13.3 Schwingungsbeanspruchung Der Prüfkörper ist Schwingungen auszusetzen, wobei Schwingungsbeanspruchung, -häufigkeit und -dauer aus den Systemanforderungen abzuleiten sind. Die Beanspruchung in der Schwingungsprüfung darf nicht unter derjenigen liegen, wie sie in Tabelle 6 festgelegt ist. Die Schwingungsbeanspruchung muss in zwei Achsen, parallel und senkrecht zur Leiterplatte, erfolgen.

Tabelle 6: Mindestanforderungen für Schwingungsprüfungen

Schwingungsamplitude 1,5 mm (Spitze-Spitze) bei 10 Hz–70 Hz

Frequenzbereich 70 Hz–2 000 Hz bei 15 g

gleitende Frequenz 1 Oktave pro Minute Sinusschwingungen

Beanspruchungsdauer 1 Zyklus: 10 Hz–2 000 Hz–10 Hz

Frequenzbereich 20 Hz–2 000 Hz bei 15 g – r.m.s.

Schwingungsleistung 0,1 g2 Hz–1Zufallsschwingungen

Beanspruchungsdauer 10 Minuten pro Achse

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14 Qualitätssicherung

14.1 Allgemeines Anforderungen zur Qualitätssicherung siehe ECSS-Q-20. Folgendes ist besonders zu beachten.

14.2 Daten Die Aufzeichnungen zur Qualitätssicherung (z. B. Protokolle) sind entsprechend der für das Projekt geltenden Vertragsbedingungen oder mindestens zehn Jahre lang aufzubewahren und müssen mindestens folgende Angaben enthalten: a) 1 Satz der gesamten Dokumentation über die Abnahmeprüfung; b) Fehlerberichte mit Korrekturmaßnahmen; c) Untersuchungs- und Testergebnisse für die einzelnen Verfahren mit Angaben zum Prüfpersonal, zu

Werkzeugen, verwendetem Lot, zu Flussmitteln und Lösemitteln.

14.3 Nichtübereinstimmung Alle bei den einzelnen Verfahren festgestellten Nichtübereinstimmungen sind entsprechend den Anforderungen an die Qualitätssicherung (siehe ECSS-Q-20-09) aufzuführen.

14.4 Kalibrierung Abisoliereinrichtungen, Lötkolben, Messeinrichtungen und Mess-Standards sind regelmäßig zu kalibrieren. Jeder vermutete oder tatsächliche Gerätefehler muss in einem Projektfehlerbericht aufgezeichnet werden, so dass sich frühere Ergebnisse überprüfen lassen, um zu ermitteln, ob eine erneute Prüfung und ein nochmaliger Test erforderlich sind. Der Kunde muss über die Fehler im Einzelnen informiert werden.

14.5 Rückverfolgbarkeit Während des gesamten Prozesses von der Eingangsprüfung bis zur Endprüfung muss Rückverfolgbarkeit sichergestellt werden, was die Prüfausrüstung und das eingesetzte Personal einschließt.

14.6 Ausführungsstandards Dem Löt- und Prüfpersonal sind Vergleichsmuster bereitzustellen, an denen die Qualitätsmerkmale aller betreffenden Lötverbindungen ersichtlich sind. Die Darstellungen in Anhang A dieser Norm sind, gegebenenfalls mit Ergänzungen, als Beispiele zu verwenden.

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14.7 Prüfung Auf allen Stufen des Herstellungsprozesses sind die erforderlichen Prüfungen durchzuführen. Dabei sind die Festlegungen in Abschnitt 9.9.7 sowie den Abschnitten 12.1 bis 12.3 besonders zu beachten.

14.8 Schulung und Zertifizierung von Löt- und Prüfpersonal Für den gesamten Lötprozess sowie für die Prüfungen ist geschultes und kompetentes Personal einzusetzen. Dazu ist ein Schulungsprogramm zu erstellen, zu aktualisieren und durchzuführen, um eine einwandfreie Ausführung der Arbeit sicherzustellen und dem Personal die erforderlichen Fertigkeiten sowie gründliche Kenntnis der in dieser Norm festgelegten Anforderungen zu vermitteln. Nach der Schulung sind dem Personal Zertifikate auszustellen als objektiver Nachweis der Qualität der gelöteten Verbindungen, die sich durch Tests und Prüfungen ergeben hat. Das Personal ist nachzuschulen oder erneut zu beurteilen, wenn wiederholte unannehmbare Qualitätslagen oder Änderungen hinsichtlich des Lötverfahrens, der Lötparameter oder der geforderten Fertigkeiten auftreten. Aufzeichnungen über den Schulungs- und Zertifizierungsstatus des Löt- und Prüfpersonals sind zu führen. Schulung und Zertifizierung dürfen nur an einer vom Endabnehmer autorisierten Lehreinrichtung durchgeführt werden.

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Anhang A (normativ) Beispiele für einwandfreie und fehlerhafte Lötverbindungen Die Darstellungen in diesem Anhang zeigen typische einwandfreie und fehlerhafte Lötverbindungen und sind zum Vergleich mittels Sichtprüfung zu verwenden.

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einwandfrei (empfohlene Ausführung)

unzureichend:unzureichende Lotmenge

ausreichend:Lotmenge gerade ausreichend

einwandfrei(empfohlene Ausführung)

ausreichend:höchstzulässige Lotmenge

unzureichend:Lotüberschuss

Bild A-1: Lötverbindungen mit umgebogenem Drahtende

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ausreichend (Lotmenge gerade ausreichend)


unzureichend (Lotüberschuss)

Bild A-2: Lötverbindungen an Stiftlötstützpunkten

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unzureichend(unzureichende

Lotmenge)

ausreichend(Lotmenge gerade

ausreichend)

ausreichend(höchstzulässige

Lotmenge)

unzureichend(Lotüberschuss)

Bild A-3: Lötverbindungen an Turmlötstützpunkten

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unzureichend(Lotüberschuss)


unzureichend(unzureichende Lotmenge)

ausreichend(Lotmenge gerade

ausreichend)

ausreichend(höchstzulässige

Lotmenge)

Bild A-4: Lötverbindungen an Turmlötstützpunkten

79




ausreichend:höchstzulässige

Lotmenge

einwandfrei(empfohleneAusführung)

ausreichend:Lotmenge gerade

ausreichend




Lotmenge



ausreichend

Bild A-5: Lötverbindungen an Gabellötstützpunkten

80



unzureichend:unzureichende

Lotmenge


ausreichend



Lotmenge

Bild A-6: Lötverbindungen an Hakenlötstützpunkten

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unzureichend:unzureichendeLotmenge


ausreichend


Lotmenge

Bild A-7: Lötverbindungen an Lötbuchsen

82


unzureichend:unzureichende Lotmenge

ausreichend:Lotmenge gerade ausreichend




Bild A-8: Handlötung an Verbindungen mit geschirmtem Kabel

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unzureichend:unzureichende Lotmenge;

Überlappung der Isolierung zu groß

ausreichend:Lotmenge gerade ausreichend;höchstzulässige Überlappung

einwandfrei (empfohlene Ausführung) einwandfrei (empfohlene Ausführung)



Bild A-9: Handlötung an Verbindungen mit geschirmtem Kabel

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a) ausreichend: höchstzulässige Überlappung der Isolierungb) ausreichend: Nadellöcher in Lotfüllung durch gewebtes Abschirmmaterial hervorgerufen

c) unzureichend: zu geringe Lotmenge zwischen den Leitern

unzureichend:unsaubere Verbindung (Flussmittel/Flussmittelrückstand vorhanden);

unzureichend: dielektrische Isolierung abgeschmolzen

b)

a)

c)

Bild A-10: Fehler bei handgelöteten Drahtverbindungen

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Verbesserungsvorschlag für ECSS-Dokumente

1. Dokumentnummer

ECSS–Q–70–08A

2. Datum des Dokuments

6. August 1999

3. Titel des Dokuments

Handlöten elektrischer Verbindungen hoher Zuverlässigkeit

4. Empfohlene Verbesserung (Abschnitte/Unterabschnitte angeben und geänderten Text und/oder geänderte graphische Darstellung aufnehmen; gegebenenfalls Anlagen beifügen)

5. Begründung

6. Antragsteller

Name: Organisation:

Adresse: Telefon:

Fax:

E-Mail:

7. Datum:

8. Zu senden an ECSS-Sekretariat

Name:

W. Kriedte

ESA-TOS/QR

Adresse:

ESTEC, P.O. Box 299

2200 AG Noordwijk

Niederlande

Telefon: +31-71-565-3952

Fax: +31-71-565-6839

E-Mail: [email protected]

Anmerkung: Der Antragsteller sollte die Felder 4, 5, 6 und 7 ausfüllen.

Die englische Fassung dieses Formulars ist erhältlich als Word- und Wordperfect-Vordruck im Internet unter

http://www.ecss.nl/

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raumfahrt- produktsicherung · 2007. 1. 9. · ecss-q-70-08a 6. august 1999 vorwort diese norm...

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