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Forum: Platinen QFPN Probleme mit Lötbrücken


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Autor: Bert S. (kautschuck)
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Hi,

Ich verbaue schon seit einiger Zeit QFPN Komponenten wie den 
STM32F412CEU6 etc. auf meinen PCB's und Löte das ganze dann im Reflow 
Ofen. Nun passiert es mir aber fast immer (sicher schon bei 9/10 
Boards), dass sich zwischen manchen Pins Lötbrücken bilden und ich diese 
dann von Hand mit einer Entlötlitze entfernen muss. Da ich mit einer 
dieser Boards bald in die Produktion gehe, frage ich mich, ob allgemein 
QFPN anfälliger ist für diese Lötbrücken und wenn ja, wie man das am 
besten verhindern kann? Bestückt wird mit einer passenden Schablone und 
mit einem Kunststoff-Spachtel wird überschüssige Lötpaste entfernt. 
Würdet ihr den Footprint ein wenig erweitern, so dass alle Pads so +1mm 
weiter rauskommen?

Grüsse Bert

: Verschoben durch Moderator
Autor: Richard B. (r71)
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Bert S. schrieb:
> passenden Schablone

...diese ist scheinbar doch nicht passend.
Du könntest die Öffnungen verkleinern...

Autor: Timmo H. (masterfx)
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Also Brücken kommen eigentlich nur zustande wenn du zuviel Lötpaste 
drauf hast oder irgendwie deine Lötpaste nicht mehr genug Flux drin hat.
Hat dein Stencil denn die richtige Dicke und ist entsprechend der 
Guidelines? Je dicker der Stencil um so kleiner das Stencil opening.

Also selbst wenn ich es ohne Stencil mache (einfach ne ~0.8mm Wurst quer 
rüber) habe ich nur sehr wenige bis keine Brücken.

Autor: Bert S. (kautschuck)
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Also ich habe das bei JLCPCB bestellt, dort wird anscheinend die Dicke 
des Stencils von ihren Ingenieuren gemäß den GERBERs gewählt (Nummer 7):

https://support.jlcpcb.com/article/68-instructions-for-ordering

Ich habe die Pads der QFPN Komponenten ein wenig erweitert, eben so 
+1mm, da ich sonst die Lötbrücken nicht mehr korrigieren konnte mit dem 
Lötkolben. Macht ihr das auch oder ist das keine gute Idee?

: Bearbeitet durch User
Autor: Sven B. (scummos)
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Wie gesagt, wenn Brücken entstehen und die Paste ok ist, ist zu viel 
Paste drauf. Du musst die Cutouts im Stencil kleiner machen oder den 
Stencil dünner. Die Pads rauszuziehen ist ein Workaround.

Ich weiß auch nicht, wie man nur anhand der Gerber-Files entscheiden 
soll wie dick der Stencil ist, unterschiedlichen Technologien brauchen 
doch unterschiedlich viel Paste pro Pad-Fläche ...?

Autor: Systemd (Gast)
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Bert S. schrieb:
> Da ich mit einer dieser Boards bald in die Produktion gehe

Dann solltest du ganz schnell lernen wie man nach JEDEC fertigt! Nicht 
nur die Schablone sondern auch die Pads deiner Platine.

Autor: Systemd (Gast)
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By the way: lade deine Boardfiles hier hoch. Ich schau mir die mal an.

Autor: Gebhard R. (geb)
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Nach meinen Erfahrungen sind QFPN Bauteile weniger empfindlich auf 
Lötbrücken als TQFP. Bei einem Raster von 0,5mm würd ich Pad und 
Schablone auf 0,25mm designen bei einer Schablonenstärke von 0,12mm. 
Damit hab ich dann eigentlich nie Probleme. 1mm Überstand der Pads ist 
schon sehr reichlich, 0,5mm sollten es auch tun.

Grüsse

Autor: Gerd E. (robberknight)
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Wie sieht die Schablone für das Exposed Pad von dem QFN bei Dir aus? Ist 
sie dort für die komplette Fläche offen oder ist die in 4 kleinere 
Quadrate aufgeteilt?

Letzteres ist klar zu empfehlen. Denn ansonsten hast Du zu viel Lot auf 
dem Exposed Pad. Da das nicht nach oben oder sonstwohin kann, drückt es 
das nach außen auf die Pads und führt dort zu Kurzschlüssen.

Autor: -gb- (Gast)
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Dachte ich auch immer, ist aber nicht so. Louis Rossmann repariert 
Macbooks auf YouTube, der tauscht massig QFN Steine. Er nimmt immer echt 
viel Lot und drückt dann drauf. Dann fährt er aussen einmal mit dem 
Lötkolben herum. Aber der nimmt auch Unmengen an Flussmittel. Bei mir 
funktioniert das so auch wunderbar, ganz ohne Paste oder Schablone. Nur 
Heißluft und Lötkolben.
Was auch geht sind Vias durch die das Lot durchfließen kann.

Autor: Timmo H. (masterfx)
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-gb- schrieb:
> Er nimmt immer echt viel Lot und drückt dann drauf.
Das machst du aber beim normalen reflow Prozess nicht. Paste drauf, 
Bauteile drauf,Profil durchfahren und das wars. Bei ein. Paar Dutzend 
Platinen willst du nicht jede noch nacharbeiten müssen. Bei partiellen 
Reparaturen kann man das so machen wie Louis, wobei ich mir das drauf 
drücken spare, habe die lötzinn Menge inzwischen gut im Urin

: Bearbeitet durch User
Autor: -gb- (Gast)
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Natürlich, wenn man eine leere Platine bestückt macht man das nicht. 
Wobei ich meine Platinen oft Stück für Stück in betrieb nehme und dann 
geht das nicht mit der Schablone.

Autor: Mehmet K. (mkmk)
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-gb- schrieb:
> Louis Rossmann repariert
> Macbooks auf YouTube, der tauscht massig QFN Steine.

Vollstaendigkeitshalber:
Youtube-Video "How to solder ISL6259 QFN chip on Macbook Pro logic board if you suck at soldering."

Autor: Squeegee (Gast)
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Lotbrücken an den QFN-Anschlüssen deutet immer auf zu viel Zinn hin.
Meine Vorschläge:
1.) Wie weit ragen die Pads unter das Bauteil? Weiter nach innen über 
den Bauteilanschluss hinaus ist zu vermeiden, das überschüssige Zinn, 
was nicht mit dem Bauteilanschluss verlötet werden kann drückt sich nach 
vorne heraus.
2.) Die Signalpads etwa 0,8 mm über die Bautelkante hinaus verlängern, 
damit sich überschüssiges Zinn verteilen kann. Die QFN´s haben in der 
Regel an den Bauteilkanten im Bereich der Anschlüsse eine Hohlkehle, 
hier kann das Zinn hochfließen.
3.) Die Pads im Stencil in der Länge um 10 % verkleinern, in der Breite 
ein Pad-zu-Steg-Verhältnis von 1:1 einstellen, also 0,25 mm 
Offnungsbreite und 0,25 mm Stegbreite. Dicke des Stencil: 125 µm. Die 
Spezifikation für den Stencil muß der Bestücker vorgeben. Beachte: 50 % 
aller Lötfehler sind auf einen fehlerhaften Lotpastendruck 
zurückzuführen!
4.) Exposed-Pad ohne Vias: Die Lotpaste im Stencil in 4 Quadrate 
aufteilen, die Kanäle begünstigen einen Gasaustausch, darauf achten, daß 
die Kanäle nicht zu schmal sind. Beim Bestücken wird die Paste 
zusammengedrückt und kann die Kanäle verschließen, der Gasaustausch wird 
gestört, das führt unweigerlich zu Voids (Gaseinschlüsse).
5.) Exposed-Pad mit Vias: Die Vias nie verschließen, das führt zu 
Gaseinschlüssen! Die Lotpaste nicht in die Vias drucken, das führt zu 
Lotkugeln auf der Rückseite. Die Vias auf der Rückseite mit ausreichend 
großen Restringen versehen, damit eventuell auf der Rückseite 
austretendes Zinn verteilt werden kann.

Gruß

Squeegee

Autor: Thomas U. (thomasu)
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Wie sieht es denn mit dem Temperaturprofil aus? Wird das zu Lot lange zu 
warm?

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