Resistenza Elettrica di Saldatura a Stagno

[eins]

Qualcuno ha idea di quanto possa essere la resistenza elettrica di una saldatura a stagno? Ad esempio, se saldo a stagno una resistenza R su una basetta PCB, al valore R devo aggiungere due volte il valore Rss delle due saldature a stagno (per quanto piccolissime esse ovviamente siano). La resistenza totale sarà quindi R+2Rss. Qualcuno ha idea di quanto all'incirca possa essere questo valore? Ed anche dove io possa trovare una trattazione teorica di questo argomento? E in ultimo quanto potrebbe essere la resistenza stimabile dei due reofori (i due piedini, i due filetti) che escono dalla resistenza e che servono a connetterla e saldarla al circuito stampato?
Grazie a tutti per l'aiuto.

[angel99]

Si potrebbe anche rispondere tranquillamente zero.

Intanto bisogna suddividere la risposta nei casi in cui si abbia un montaggio di tipo tradizionale oppure superficiale. E nel caso del montaggio tradizionale se il foro è metallizzato oppure no.

Poi bisognerebbe comprendere cosa si voglia fare della risposta. Se è una domanda accademica, la risposta dipende dal grado di accuratezza della risposta desiderata. Si può andare dal semplice zero, come scritto sopra, all'analisi FEA del volume di stagno compreso tra il terminale del resistore e quello del circuito stampato.

Altri fattori da considerare sono comunque la resistenza di interfaccia che si ha quando due conduttori diversi vengono a contatto, l'effetto pelle nel caso in cui la corrente sia variabile nel tempo, l'influenza della temperatura, l'effetto Seebeck e una milionata di altri fattori.

Rispondere zero ha senso quando il resistore abbia più di qualche ohm di valore nominale. In questo caso le resistenze parassite (e la loro variabilità) all'interno dello stesso componente sono talmente superiori a quelle delle saldature, che le ultime scompaiono se paragonate.

Quando i resistori hanno invece frazioni di ohm di resistenza nominale, le cose cambiano. La resistenza di saldatura può influire, ma allora è necessario circoscrivere l'analisi a casi specifici e, normalmente, si aggira il problema utilizzando componenti particolari, come quelli che consentono la connessione tipo Kelvin di cui l'immagine seguente è un esempio.

shunt_resistor.png (9.67 KiB) Osservato 6677 volte

[eins]

Grazie per l'articolatezza della risposta, inusuale e gradita. Naturalmente 0 era proprio ciò che avrei voluto evitare. Nell'immediato mi interessa il caso (per me) più classico di foro passante non metallizato in normale saldatura su semplice basetta PCB (io uso in particolare le stripboard, ma questo mi sembrerebbe essere ininfluente).

Per quanto riguarda i fini della domanda, ammetto di non essere assolutamente capace di darmi una buona definizione dei limiti tra questioni accademiche e non, nonostante io abbia speso quasi quaranta anni intensi su questo tipo di riflessione.

Ho in questo momento bisogno di scegliere una classe di tolleranza per delle resistenze di precisione da 120 ohm, che andranno a completare un ponte di misura per Strain-Gauges, per i quali purtroppo non ho modo di sapere a priori la tolleranza delle resistenze sugli altri rami. Tali misure saranno effettuate in un laboratorio universitario di ricerca di Ingegneria, per cui l'ambito è accademico, ma l'applicazione è molto pratica. Mi si è presentata la questione se scegliere tra resistenze un po' più economiche allo 0.1% (quindi con 120/1000=0.12 ohm di incertezza) e resistenze allo 0.01% (quindi con 0,012 ohm di incertezza), decisamente più costose. A chi dovrà fare la scelta finale, vorrei riuscire a dare almeno una classe di approssimazione della resitenza di contatto (saldatura a stagno), per non sovradimensionare la spesa rispetto al vantaggio.

Da qui la necessità (e ovviamente la curiosità) di avere una stima se tale resistenza sia dell'ordine di 10 alla meno uno o meno due o meno tre, etc. (che se ben ricordo, a volte avevo trovate stimato in alcuni articoli, di cui non ho purtroppo più trovato tracce, neanche in rete).

Molto istruttiva ed utile invece la bozza di approccio esaustivo al tema, che ritengo comunque potenzialmente di interesse per tutti, sia dal punto di vista teorico che operativo, per cui invito chi volesse ad approfondirlo ulteriormente, con tutta la mia gratitudine. eins.

[angel99]

Credo tu stia affrontando un problema inesistente, mentre non consideri altri problemi che possono essere ben più seri.

Un resistore ha la tolleranza indicata solo quando è nel suo contenitore con il quale ti viene spedito.

Se fletti i terminali, cambia valore.
Se lo saldi, cambia valore.
Se ci fai passare corrente, cambia valore.
Anche se lo lasci li senza fare nulla, cambia valore.

Queste variazioni sono decine o centinaia di volte (e anche centinaia di migliaia di volte) più grandi della resistenza della saldatura.

In uno strumento di misura devi sempre prevedere una taratura. Questo è proprio uno di quei casi. Se prevedi la taratura, poco importa il valore iniziale del componente, ciò che conta è la sua stabilità. Nel tempo, in temperatura, al variare dell'umidità, della tensione e/o corrente applicata, ecc.

Se può servire alle tue valutazioni, una saldatura come quella che hai descritto dovrebbe avere una resistenza di qualche microohm.

[eins]

Perdonami, ma credo che tu non abbia capito cosa mi serve e cosa ho chiesto (se poi sbaglio io chiedo scusa, ma prima di affermare sarebbe sempre meglio riflettere a fondo). Non sarò io a scegliere lo strumento che acquisirà quello Strain-Gauge, strumento che avrà sicuramente tutte le regolazioni e le tarature del caso, ma queste non toccheranno a me, quindi inutile per me citarle ora. Ti ho anche spiegato che devo SOLAMENTE suggerire se scegliere una tolleranza 0.1% oppure 0.01% sull'acquisto di resisteze da 120 ohm e 5ppm di stabilità termica (specifiche già fissate da altri). Ti ho anche spiegato il contesto perché tu me lo hai (giustamente) chiesto, ma in definitiva la mia domanda era solo a quanto si può grossolanamente approssimare la resistenza di contatto di una saldatura a stagno su resistenze saldate su un PCB con fori e reofori passanti.

Potrebbe forse essere dell'ordine di 0.1 ohm, oppure di 0.01 ohm, oppure di molto meno? La mia domanda è semplicemente e banalmente solo questa, non pretendo che tu voglia o possa rispondere, se puoi sei il benvenuto, altrimenti grazie lo stesso di averci provato. eins.

[angel99]

Ho già risposto...

[eins]

Purtroppo i uohm (10 alla meno 6 ohm) sono troppo pochi per snobbare le resistenze da 0.01%, peccato, speravo meglio (ovvero peggio). Ti devo comunque anche ringraziare per avermi suggerito la problematica delle resisteze piccolissime (shunt-resistors) usate con inserimento kelvin e misura a quattro fili. L'ho approfondita grazie alla tua segnalazione e penso che mi sarà molto utile. eins.

[angel99]

1 uohm è lo 0.01% di 10 mohm.

Mi sembrava tu stessi lavorando con resistori di valore superiore. Se stai saldando su un circuito stampato un resistore da 10 mohm allo 0.01% di tolleranza, ti prego di dirmi dove lo hai acquistato.

[eins]

Aiutooooo, per favore stop, mi sto perdendo, basta ironia per favore, non ne hai motivo, non te ne ho dato nessun motivo, ho apprezzato il tuo sforzo di dare una risposta esaustiva, anche se non era quello che mi serviva. Ti ho ringraziato anche per quello che comunque ho imparato, ora per favore basta con toni inutilmente polemici.

Ho detto che dovrò suggerire ad altri se acquistare resistori da 120 ohm con tolleranza di precisione al 0.1% o al 0.01% (vedi sopra, ripetuto più volte). Ora, sia lo 0.1% che lo 0.01% di 120 ohm dà un valore ben superiore ai microohm (uohm, 10 alla meno sei ohm) che mi hai gentilmente stimato tu per le resistenze di contatto nelle saldature a stagno, quindi mi vedo costretto, in mancanza di ogni altro dato, a suggerire l'acquisto di resistori allo 0.01%, un po' più precisi anche se più costosi, non potendo io a questo punto fare affidamento (negativo) sul mascheramento dell'errore introdotto dalla resistenza di saldatura a stagno con cui saranno connessi i resistori al PCB. Ma tutto questo riguarda solo me, per favore non toccare più questo aspetto personale, non credo che sia di interesse generale, probabilmente interessa solo me, mentre il resto forse sarà utile, speriamo, anche a qualcun altro, come dovrebbe essere nello spirito di un forum.

Per favore ora scusami, ma non avrò più possibilità, né tempo per interloquire ulteriormente. Grazie per il tempo finora dedicato. eins.

[angel99]

Ciao