Löttechnologie in einem heißen Auto an einem sonnigen Sommertag

Hier ist eine wahre Geschichte bezüglich der Betriebstemperatur von Lotnähten.

Gestern, als ich von der Arbeit nach Hause fuhr, ist mir aufgefallen, dass es draußen wirklich heiß war. Ich setzte mich in mein Auto und schaltete die Klimaanlage ein.  Da ist mir aufgefallen, dass mir das Lenkrad die Hände verbrannte.  Als nächstes ist mir die alarmierendste Offenbarung aufgefallen; mein neuer iPod (den ich im Auto gelassen hatte) spielte eine andere Musik, nicht die, die ich programmiert hatte, als ich mich morgens ins Auto gesetzt habe.  Dann sah ich eine Warnmeldung, dass das Gerät überhitzt sei und nicht richtig funktionieren würde, bis es abgekühlt ist.  Ich legte den iPod in den Strom kalter Luft, die aus den Lüftungsschächten strömte und fuhr los.

Da ich in der Lotindustrie arbeite, verbrachte ich den Rest der Fahrt damit, über die Lotnähte in meinem Gerät und welchen Auswirkungen sie ausgesetzt waren nachzudenken  Erstens, wie heiß war es im Auto?  Der Wetterbericht gab an, dass es im Freien etwa 85 °F hatte und das verglichen mit ein paar Studien, die durchgeführt wurden, um zu bestimmen, wie heiß es in einem Wagen, der in der Sonne steht, wird, schätzte ich, dass die Temperatur im Auto etwa bei 120 °F lag, jedoch nicht darüber.

Die 120 °F in Grad Celcius umgerechnet, die häufiger verwendete Einheit in unserer Industrie, kam ich etwa auf 50 °C. Nachdem ich erleichtert ausgeatmet hatte, war ich zufrieden, dass diese Temperatur weit unterhalb des Schmelzpunktes der Legierungen lag, die vermutlich auf den Leiterplatinen in meinem iPod verwendet wurden.  Üblicherweise schmelzen Zinn-Bismut-Legierungen bei etwa 140 °C, Zinn-Blei-Legierungen bei etwa 183 °C und Zinn-Silber-Kupfer-Legierungen(SAC) bei etwa 217 °C.  Ich weiß nicht, welche Legierungen im iPod verwendet wurden, aber ich wette, dass keine unterhalb dieser gewöhnlichen Legierungen schmilzt, weshalb ich mir sicher war, dass keine Lotnähte geschmolzen waren.

Mein nächster Gedanke befasste sich mit den Loten selbst. Eine Sorge waren die intermetallischen Schichten an den Schnittstellen zwischen den Lotnähten und den Pads.  Eine dauerhafte Erwärmung kann das intermetallische Wachstum verstärken.  Ein Nachmittag in der Sonne reicht vermutlich nicht aus, um die Lotnähte zu verändern.  Eine Regel, die mir zu Lotnähten gesagt wurde, lautet, dass man die Betriebstemperatur unter 90 % der Solidustemperatur der Legierung in Kelvineinheiten halten muss.  Wenn das Lot einen Zeitraum lang darüber hinaus erhitzt wird, kann sich die Lotnaht in ihrer Struktur verändern und brüchiger werden.  Bei allen oben beschriebenen Legierungen, war ich auf der sicheren Seite.

Meine letzte Sorge war die Hitze, die vom Gerät selbst erzeugt wurde.  Glücklicherweise schaltet mein Auto die Stromzufuhr an den USB-Anschluss ab, wenn das Auto nicht läuft, weshalb der iPod also nicht den ganzen Nachmittag aufgeladen wurde.  Ein übermäßiges Aufladen hätte zu innerer Hitze von der Batterie führen können.  Außerdem erhitzen sich die Komponenten bei der Verwendung vieler elektronischer Geräte.  Viele davon sind so entworfen, dass die Hitze von den Komponenten durch die Lotnaht in die Leiterplatine oder die Umgebung abgeleitet werden kann.  Dadurch wird verhindert, dass sich die Komponente überhitzt und frühzeitig ausfällt.  Hier machte ich einen Fehler, da ich weiterhin Musik hörte, während der iPod abkühlte.  Ich hätte ihn ausschalten sollen, damit keine innere Hitze vom iPod selbst erzeugt wird, da ich versuchte, ihn von der Umgebungshitze, die er aufgenommen hatte, abzukühlen.

Bisher scheint mein iPod zu funktionieren und wie ich bereits oben geschildert habe, glaube ich nicht, dass nach einer einmaligen Aussetzung gegenüber solch extremen Temperaturen, etwas geschieht.  Ich werde ihn nicht mehr im Auto lassen, wenn ich nicht fahre (eine Sache mehr, die ich tragen muss, das ist es aber wert).  Einen guten Ratschlag um einen iPod kühl zu halten, finden Sie in diesem Artikel. 

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