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Forum: Platinen SMD beidseitig bestücken - spricht was dagegen?


Autor: Felix K. (flxk)
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Hallo!

Mein Ästhetikempfinden sagt mir eigentlich, das eine Platine immer nur 
von einer Seite bestückt werden sollte - ohne dass ich das näher 
begründen könnte. Normalerweise habe ich auch genug Platz, um das so 
machen zu können.

Nun mache ich aber einen Entwurf, bei dem sehr viele (SMD-)ICs auf sehr 
wenig Fläche unterbringen muß. Das ganze wird wesentlich einfacher, wenn 
ich einen Teil der Bauelemente auf die "Lötseite" verfrachte.

In der industriellen Fertigung kann ich mir ja durchaus Mehrkosten durch 
doppelten Aufwand vorstellen, aber spricht grundsätzlich etwas dagegen, 
eine Platine beidseitig zu bestücken, hat das außer dem finanziellen 
irgendwelche Nachteile?

Viele Grüße,
Felix

Autor: Zwölf Mal Acht (hacky)
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>... aber spricht grundsätzlich etwas dagegen ...

Nichts. Im Gegenteil.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Felix K. schrieb:
> In der industriellen Fertigung kann ich mir ja durchaus Mehrkosten durch
> doppelten Aufwand vorstellen, aber spricht grundsätzlich etwas dagegen,
> eine Platine beidseitig zu bestücken, hat das außer dem finanziellen
> irgendwelche Nachteile?
Dein Bestücker muss seinen Prozess wirklich beherrschen. Da bei 
beidseitiger Bestückung zwangsweise eine Seite zwei Mal durch den Ofen 
wandert (ja, zwangsweise - kein Mensch macht mehr Klebefixierung), ist 
weit mehr gefordert als einen Prozess nur unabhängig ein zweites mal 
auszuführen.

Wenn du also bei deinem neuen Produkt auf erhöhte Ausschusszahlen 
triffst, spitz die Ohren in die Richtung.

Für die Funktion der Platine gibt es keinen Grund, warum beidseitige 
Bestückung zu vermeidenwäre. Wie auch hacky sagt, ist eher das Gegenteil 
der Fall.

Autor: Ralf (Gast)
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Es spricht nichts dagegen, die Gründe die in der Industrie gelten, sind 
natürlich auch für private Zwecke anwendbar (aber dort meistens eher zu 
verkraften).

Aber layouttechnisch musst du u.U. geplanter als bei einer einseitig 
bestückten Platine zu Werke gehen. Du wirst nämlich je nach 
Packungsdichte feststellen, dass dir die Vias, die du für die Bauteile 
der einen Seite gesetzt hast, bei den Bauteilen der anderen Seite 
Schwierigkeiten machen.

Daher der Tipp: Beim Platzieren der Bauteile nicht "einseitig" denken :)

Ralf

Autor: Mike Hammer (-scotty-)
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Hängt davon ab ob manuelles oder maschinelles Bestücken
und Löten. Bei maschinellen Löten kommt man ums Kleben wohl
nicht herum. Ist eben mehr Aufwand.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Mike Hammer schrieb:
> und Löten. Bei maschinellen Löten kommt man ums Kleben wohl
> nicht herum.
Nein, kein Mensch klebt mehr - außer für die Welle.
Die Adhäsionskraft der Paste reicht sogar für dicke Tantals.

Autor: Felix K. (flxk)
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Vielen Dank für die Antworten!

Ich werde erstmal händisch bestücken, aber der Ausblick auf die 
Serienfertigung war schon mal sehr interessant.

Momentan mache ich an der Uni nur Einzelstücke oder Kleinstserien, meist 
aber noch DIL, so das man eh einseitig bestückt (und oft auch nur 
einseitige Platinen oder auch Lochraster hat). Daher habe ich vermutlich 
den "Drang", alles auf eine Seite zu packen :)

Viele Grüße,
Felix

Autor: Chris __ (_chris_)
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In der Industrie wird die Doppelseitige Bestückung generell nur mit 
einmaligem Löten gemacht, und der Layouter passt auf, daß die Bauteile
auch kleben bleiben, ansonsten wird es teuer. Die Formel dafür lautet
G=C/P wopei C das Gewicht in Gramm und P die Fläche der benetzen Pads in
inch² ist, wobei man natürlich auch die Reduktion der Pads für das 
Stencil
berücksichtigen muß. Wenn G kleiner als 30 ist, bleibt das Bauteil 
kleben,
ansonsten fällt es unweigerlich ab.

Mfg
Chris

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Chris __ schrieb:
> In der Industrie wird die Doppelseitige Bestückung generell nur mit
> einmaligem Löten gemacht, und der Layouter passt auf, daß die Bauteile
Interessant, ich kenns genau andersrum...

Autor: Reinhard Kern (Gast)
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Felix K. schrieb:
> In der industriellen Fertigung kann ich mir ja durchaus Mehrkosten durch
> doppelten Aufwand vorstellen, aber spricht grundsätzlich etwas dagegen,
> eine Platine beidseitig zu bestücken, hat das außer dem finanziellen
> irgendwelche Nachteile?

Hallo Felix,

worauf du auch mit einfachem Nachdenken kommen könntest: in den meisten 
Fällen gibt es schon noch eine "Bestückungsseite" in dem Sinn, dass hohe 
Bauteile nur auf einer Seite bestückt werden dürfen. d.h. auf der 
"Lötseite" ist die Bauhöhe auf z.B. 2 oder 3 mm beschränkt (muss mit dem 
Anwender vereinbart werden). Daraus folgt dann, dass alle Stecker usw. 
auf BS positioniert werden müssen, für LS bleibt das Hühnerfutter, aber 
auch flache ICs.

Es ist sehr hilfreich, wenn das CAD-System Bauhöhen verwaltet und die 
Definition von Areas mit beschränkter Bauhöhe unterstützt.

Ansonsten ist das absolut Stand der Technik. Um wirklich oben und unten 
maximale Packungsdichte zu erreichen, werden allerdings meistens Blind 
Vias gebraucht, mit den entsprechenden Kosten. Sonst blockieren die Vias 
die jeweils andere Seite.

Gruss Reinhard

Autor: ohne Namen (Gast)
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Man muß schwere Bauteile (dicke BGAs, Spulen etc) auf eine Seite setzen, 
ansonsten fällt einem das Geraffel im Ofen runter.

Autor: _Gast-XIV (Gast)
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Felix K. schrieb:
> ber spricht grundsätzlich etwas dagegen,
> eine Platine beidseitig zu bestücken, hat das außer dem finanziellen
> irgendwelche Nachteile?

Kommt darauf an ob du BWLer Technker Layouter Bestücker oder Entwickler 
bist:

BWLer: Keine weiteren Nachteile (kostet halt nur)
Techniker: Schon wieder so ne Sch.... Platte,
           wie soll man da Fehler suchen?
Layouter: Wie blick ich da durch / Prima Platz ohne Ende
Entwickler: Super, da werden die Leiterbahnen schön kurz
Bestücker: (K)ein Problem

Autor: Chris __ (_chris_)
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> Interessant, ich kenns genau andersrum...
Nur bei kleinen Betrieben, wo die P&P den Kapazitätzsengpass darstellt
wird zweimal ein Reflow gefahren, wenn es auch mit einem gehen würde.
Ansonsten wird das gemacht, wenn der Layouter es nicht hinbekommen hat,
daß die Bauteile kleben bleiben oder er keine Ahnung hat.
Da werden dann zwei unterschiedliche Pasten
mit unterschiedlicher Temperatur genommen.
Was da an Mehraufwand hinzukommt, Rakel/Siebdruckmaschine reinigen,
mehr Abfall an Lötpaste, anderes Profil im Ofen, was auch seine Zeit 
braucht
das umzustellen, Verwendung einer Paste wo die Produktion nicht 
optimiert ist inkl. teuerere Paste (da nicht in der Menge), Mehraufwand 
in der AOI usw.

Autor: Michael H. (michael_h45)
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Chris __ schrieb:
> Nur bei kleinen Betrieben, wo die P&P den Kapazitätzsengpass darstellt
Stimmt, ich bin eher im oberen Mittelstand als in der Großindustrie 
zugegen.

> Da werden dann zwei unterschiedliche Pasten
> mit unterschiedlicher Temperatur genommen.
Nene, die selbe Paste nur mit einem zweiten Reflow-Vorgang. Flüssiges 
Lot wirkt mit genügend Adhäsion ein, was die Paste nicht schaffen würde.

Autor: Ulf (Gast)
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Chris __ schrieb:
> In der Industrie wird die Doppelseitige Bestückung generell nur mit
> einmaligem Löten gemacht

Ein Lötvorgang oder zwei Lötvorgänge??

Meine Platine bestücke ich von Hand. SMD Kleber ist vorhanden. Also 
stehen mir beide Wege offen. Ich verwende einen Bestückungsrahmen, 
sodass nur die richtige Vorgehensweise beim Rakeln fraglich ist. In dem 
Rahmen ist die Bauteilhöhe unkritisch. Ich kann ja erst auf beiden 
Platinenseiten Lötpaste aufbringen und danach bestücken.
Wenn ich zum Rakeln die Platine nun umdrehe, also die Seite mit 
aufgebrachter Lötpaste unten liegt, brauche ich wohl eine Auflage, die 
hoch genug ist, damit mir auf der Unterseite die Lötpaste nicht 
verschmiert, wenn ich mit dem Rakel das Auftragen auf der Oberseite 
durchführe. Ist das ein Weg, wie ich nur einen Reflow-Lötvorgang 
brauche? Oder ist eher davon abzuraten? Was spricht für einmal 
Reflow-Löten? Was dagegen?
Muss ich beim Reflow-Löten in zwei Schritten auch auf Ober- & Unterhitze 
schalten?

Für Tipps dazu bin ich sehr dankbar!

Autor: Sepp (Gast)
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Michael H. schrieb:
> Mike Hammer schrieb:
>> und Löten. Bei maschinellen Löten kommt man ums Kleben wohl
>> nicht herum.
> Nein, kein Mensch klebt mehr - außer für die Welle.
> Die Adhäsionskraft der Paste reicht sogar für dicke Tantals.

Moin moin,

die Mär vom nicht Kleben müssen.........  gilt nur für Bauteile die 
unter einem bestimmten Verhältnis von Gewicht des Bauteils zur 
Oberfläche der Lötstelle ( ganz grob gesagt) je Anschluß liegen. Alles 
ander muß geklebt werden.......  heißt für den Anwender: alles was 
Vogelfutter ist geht im ersten Reflowdurchlauf, bei zweiten Durchlauf 
kommt dann die Seite mit den "schweren" Bauteilen.

mfg  Sepp

Autor: Bernd Wiebus (berndwiebus) Benutzerseite
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Hallo Michael H.

> Mike Hammer schrieb:
>> und Löten. Bei maschinellen Löten kommt man ums Kleben wohl
>> nicht herum.
> Nein, kein Mensch klebt mehr - außer für die Welle.
> Die Adhäsionskraft der Paste reicht sogar für dicke Tantals.

Ich bin beim Ausschlachten auf ein kleineres kompaktes Schaltnetzteil 
gestossen, die verwendeten zwei unterschiedliche Lotsorten mit stark 
unterschiedlicher Temperatur auf den verschiedenen Seiten.

Das ist, oder im Zuge von RoHS eher war, auch eine Möglichkeit.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic

http://www.dl0dg.de

Autor: Bernd Wiebus (berndwiebus) Benutzerseite
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Hallo Felix K.


> Mein Ästhetikempfinden sagt mir eigentlich, das eine Platine immer nur
> von einer Seite bestückt werden sollte - ohne dass ich das näher
> begründen könnte.

Das ist nicht dein Ästhetikempfinden, das ist Dein Sinn für Gewohnheit 
und Tradition. ;-)


> Nun mache ich aber einen Entwurf, bei dem sehr viele (SMD-)ICs auf sehr
> wenig Fläche unterbringen muß. Das ganze wird wesentlich einfacher, wenn
> ich einen Teil der Bauelemente auf die "Lötseite" verfrachte.

Der Teufel steckt im Detail.....

>
> In der industriellen Fertigung kann ich mir ja durchaus Mehrkosten durch
> doppelten Aufwand vorstellen, aber spricht grundsätzlich etwas dagegen,
> eine Platine beidseitig zu bestücken, hat das außer dem finanziellen
> irgendwelche Nachteile?
>

Eher Vorteile. Wie Du schon bemerkt hast, kann das Deine Platzsituation 
entkrampfen. Dein Lagenaufbau kann symmetrischer werden (was zu weniger 
mechanischem Temperaturstress durch Biegung der Leiterplatte führt). Du 
verteilst Deine Bauteile und damit deine Wärmeentstehung besser, das ist 
ein Kühlvorteil, es sei, ein besonders der Kühlung benötigendes Teil 
gerät jetzt ins Lee der Platine selber.

Aber der Teufel steckt im Detail......das mit den Vias hat ja schon 
jemand erwähnt.

Der Zusatzaufwand ist sooo hoch vieleicht garnicht. Für die Bestückung 
müsste die Platine einmal gewendet werden (was auch problematisch sein 
könnte), gelötet werden könnte sie in einmal. Hängt daran, wie gut dein 
Fertiger ist.

Mit freundlichem Gruß: Bernd Wiebus alias dl1eic

http://www.dl0dg.de

Autor: Michael_ (Gast)
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Aber wenn man sich eine PC-Hauptplatine ansieht, die ja wohl der 
absolute Stand der Technik ist, die wird ja einseitig bestückt. Es geht 
also und es ist eine Kostenfrage. Zweiseitige Bestückung nur anwenden, 
wenn es absolut nicht anders geht.

Autor: M. W. (hobbyloet)
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Michael_ schrieb:
> Aber wenn man sich eine PC-Hauptplatine ansieht, die ja wohl der
> absolute Stand der Technik ist, die wird ja einseitig bestückt.

Die ist aber nicht 2-Lagig!

Autor: Michael (Gast)
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M. W. schrieb:
> Die ist aber nicht 2-Lagig!

Mach dir mal nicht ins Hemd wegen den 5 Zwischenlagen xD

Ist das nicht wurscht ob geklebt wird oder nicht, muss doch nur der TE 
für sich abklären. Vielleicht hat er in der Uni ja einen Ofen oder er 
spricht mit dem Bestücker seines Vertrauens.

Autor: Chris D. (myfairtux) (Moderator) Benutzerseite
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Hallo Chris,

Chris __ schrieb:
> In der Industrie wird die Doppelseitige Bestückung generell nur mit
> einmaligem Löten gemacht, und der Layouter passt auf, daß die Bauteile
> auch kleben bleiben, ansonsten wird es teuer. Die Formel dafür lautet
> G=C/P wopei C das Gewicht in Gramm und P die Fläche der benetzen Pads in
> inch² ist, wobei man natürlich auch die Reduktion der Pads für das
> Stencil
> berücksichtigen muß. Wenn G kleiner als 30 ist, bleibt das Bauteil
> kleben,
> ansonsten fällt es unweigerlich ab.

Wir wollen demnächst auch mit automatischer Bestückung in SMD beginnen 
(bisher fast nur THT und Handbestückung), allerdings sind es bei uns 
wirklich nur Kleinstserien (max. 10 Stück).

Meist wird wohl einseitige Bestückung ausreichen, aber man will ja 
vorbereitet sein :-)

Zeitlich haben wir kein Problem, so dass wir durchaus kleben können. 
Aber wenn Du sagst, dass das auch zuverlässig (zumindest bei 
Hühnerfutter) ohne funktioniert, dann wäre es natürlich ohne netter.

Hast Du dazu nähere Angaben (Formeln, Erfahrungsberichte, etc.)?

Chris D.

Autor: Leo ... (-headtrick-)
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Und wie wollen die hochgeschätzen Experten dann die unvorteilhaften
Bauteile(kein Hühnerfutter) nachbestücken und löten?
Paste kann ja dann nur noch mit einem Dispenser aufgebracht werden.
Schablone geht dann halt nicht mehr. Bei wenigen Bauteilen wäre
Kleberverzicht noch vertretbar, aber bei einer größeren Anzahl von
Bauteilen kann es problematisch mit dem Aufwand, Güte und Qualität
werden. Und jeder weitere Reflowprozeß birgt das Risiko in sich das
Bauteile darunter leiden. Der ganze Spareffekt ist dann für die Tonne.
Da muss man schon gut abwägen ob das ganze Sinn macht und man aufs
kleben verzichtet.

Autor: chris (Gast)
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Ja, die Formel hast du selbst zitiert, auf die Schnelle habe ich nur das 
hier gefunden , http://www.hellerindustries.com/acrobat/00600-248.pdf
, auch viele andere Bauteile gehen, deshalb auch die Formeln. Bei 
tradizionellem Siebdruck (keine Automatik) inkl
Mylarschablonen kann man auch die zwei Seiten gleichzeitig mit Lötpaste
bedrucken, man spart sich so ein eigenes Stencil für die Rückseite.
Habe ich mal auf einer indischen Seite gefunden, und spart mir Zeit und
Geld, speziell wenn auch pin in paste gemacht wird.

Für Leo.
Es gehen viele Bauteile außer Hühnerfutter.
Platine wird beidseitig vor der Bestückung gedruckt, dann ist auch
Pin in Paste möglich. Auch ein zusätzliches Kleben ist möglich, und
da ist dann auch der große Unterschied, ob man z.B. 50 oder nur 5 
Klebepunkte
machen muß, sei es mit dem Dispenser, Nadel oder über P&P.
Wenn man aber einen Kleber verwendet, macht man gerne zwei Reflows, weil
man sich dann die Trocknung des Klebers erspart. Man macht zuerst die
Unterseite inkl Kleber, reflow welche dann auch als Kleberhärtung 
fungiert,
und dann die andere Seite, mit den kritischeren Komponenten.
Beim zweiten Reflow hält dann der Kleber die Bauteile welche sonst zu 
schwer
wären und man braucht keine zusätzliche Härtung. In diesem Falle wird
die solder paste nach dem ersten Reflow aufgebracht und pin in paste ist
nur begrenzst sowie mit overprinting zu realisieren, was sich dann
teilweise auch mit dem Via in Pin nicht mehr verträgt.

Autor: Ulf (Gast)
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Chris __ schrieb:
> In der Industrie wird die Doppelseitige Bestückung generell nur mit
> einmaligem Löten gemacht

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Da ich leider keine Antwort hierauf erhielt, stelle ich meine Frage 
einfach nochmal:
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Ein Lötvorgang oder zwei Lötvorgänge??

Meine Platine bestücke ich von Hand. SMD Kleber ist vorhanden. Also
stehen mir beide Wege offen. Ich verwende einen Bestückungsrahmen,
sodass nur die richtige Vorgehensweise beim Rakeln fraglich ist. In dem
Rahmen ist die Bauteilhöhe unkritisch. Ich kann ja erst auf beiden
Platinenseiten Lötpaste aufbringen und danach bestücken.
Wenn ich zum Rakeln die Platine nun umdrehe, also die Seite mit
aufgebrachter Lötpaste unten liegt, brauche ich wohl eine Auflage, die
hoch genug ist, damit mir auf der Unterseite die Lötpaste nicht
verschmiert, wenn ich mit dem Rakel das Auftragen auf der Oberseite
durchführe. Ist das ein Weg, wie ich nur einen Reflow-Lötvorgang
brauche? Oder ist eher davon abzuraten? Was spricht für einmal
Reflow-Löten? Was dagegen?
Muss ich beim Reflow-Löten in zwei Schritten auch auf Ober- & Unterhitze
schalten?

Für Tipps dazu bin ich sehr dankbar!

Autor: chris (Gast)
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Rechne die Formel durch, G=C/P und wenn herauskommt, daß du kein
Kleber brauchst, nur einmal, ansonsten zweimal und du klebst nur das,
was laut Formel nötig ist, nicht alles. Ich gehe da von einer 
angepassten
Reflowkurve aus, mit längerer Anheizphase für den Kleber.
Klar mußt du die Hitze auf beiden Seiten gleich haben, schafft das dein
Ofen nicht, dann führt kein Weg an zwei mal Reflow vorbei.
Zwei mal Reflow ist unkritisch, mehr als zweimal, da beginnen dann die 
Probleme.

Autor: Jörg Wunsch (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite
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Michael_ schrieb:
> Aber wenn man sich eine PC-Hauptplatine ansieht, die ja wohl der
> absolute Stand der Technik ist, die wird ja einseitig bestückt.

Keineswegs so absolut.  Für Standard-PC-Formfaktor ist sie einfach
groß genug, da die Größe ohnehin "extern" definiert worden ist.
Dadurch kann man sich den Aufwand mit der zweiten Seite dann sparen.

Mini-PC-Mainboards sind dagegen sehr wohl zweiseitig bestückt.  Sowas
habe ich noch in der Ecke liegen als unerschöpfliche Quelle kleiner
Widerstandsarrays etc.

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