Hallo,
ich bräuchte bitte euren Rat bezüglich des Lötens einer kleinen
Photodiode im COB Gehäuse, Zeichnung anbei.
Beim Löten (egal ob Heißluft oder Reflow oder Dampfphase) liegt das
Bauteil leider nie plan auf der Platine auf, sondern schwimmt auf dem
Lötzinn. Aus Gründen der Anpassung an das vorgeschaltete optische System
ist es aber gewünscht, dass das Bauteil direkten Kontakt zur Platine hat
und somit planar zur Paltinenoberfläche ist und eine definierte Höhe
(abzüglich Toleranzen Bauteil) aufweist.
Die zu lötenden Stückzahlen sind klein, händisches Löten mittels
Heißluft wäre möglich, aber wärend des Lötens mit einer Pinzette auf das
Bauteil zu drücken ist blöd, da sich das Bauteil dann deutlich
verschieben kann. Dann muss man wieder ausrichten, wodurch der
Lötvorgang zu lange dauert (Schäden am Bauteil möglich, Flussmittel
bereits verbraucht). Mir schwebt eine Vorrichtung vor, ich habe aber
noch keine gute Idee, wie die aussehen kann. Vorschläge?
Gibt es alternative Befestigungsmöglichkeiten, die auch bei kleinen
Stückzahlen einsetzbar wären?
Danke.
Auch wenn ich vom geneigten Fachpublikum ob der unorthodoxen Lösung
wieder einen Vogel gezeigt bekomme und mir der Wind ins Gesicht bläst:
in die Pads je zwei Durchkontaktierungen mit d = 0,3 bis 0,4 mm setzen.
In denen verschwindet das überflüssige Lot (trotzdem sparsam verwenden!)
und die Kapillarkräfte saugen das Teil in Richtung Leiterplatte.
Natürlich VP benutzen.
Bene schrieb:> s Gründen der Anpassung an das vorgeschaltete optische System
Mach doch mal nen ,,Schalt"plan, hihihi
Davon abgesehen, Kleben wär ne Möglichkeit. Entweder vor dem Löten mit
Kleber fixieren oder kleben und dann von hinten durch grosszügig
gewählte Durchkontaktierungen durchlöten oder so. Also zu Bohrlöcher mit
5mm Durchmesser vielleicht.
Oder leitfähiger Kleber, anisotropischer Kleber (definierte Schichtdicke
gibt dann auch Parallelität. Oder das Dingens auf einen Spacer aufsetzen
und nicht direkt auf die Platinenoberfläche.
Danke für die vielen Antworten!
Beim Kleben habe ich bedenken, dass man die Pads nicht mehr mit Lötzinn
erreicht. Bei geklebten SMD Bauteilen (z.B. Kondensatoren, Widerstände)
werden immer mehrere Seiten gelötet. Meine Diode hat allerdings nur Pads
an der Unterseite. Wenn ich das Bauteil vor dem Löten plan aufklebe sind
die Pads nicht mehr erreichbar. Selbst wenn ich das Pad auf dem PCB
größer mache, fließt vermutlich kein Zinn in den kleinen Spalt. Löcher
rein machen und von hinten Löten könnte eine Option sein, das werde ich
im Layout prüfen.
Durchkontaktierungen in den Pads werde ich versuchen.
Der Kleber wird genau wie die Paste vorm Bestücken aufgetragen. Danach
kommt das Bauteil drauf. Wie willst du auf einer teilweise bestücken
Platine denn Paste Rakeln?
Besprich das Problem mal mit deinem EMS Dienstleister, ich würde Kleben
als technisch reporduzierbare Variante bevorzugen. Via in Pad würd ich
lassen, das gibt dann kein reproduzierbares Lötergebnis. Je nach
Lötverfahren kann es auch sein, daß dabei der Grabsteineffekt versärkt
wird.
Bene schrieb:> Durchkontaktierungen in den Pads werde ich versuchen.
Würde ich auch versuchen - erst dann mit Kleber. Oder aus akademischen
Gründen beides mal, rein weils mich interessieren würde.
Schau dir mal an, wie bei Halbleiter auf Heatspreader das überflüssige
Lot weg kommt (Fotos von den Konstruktionen hier im Forum)...das spricht
für via :)
Klaus.
Christian B. schrieb:> daß es an der Stelle immer wieder zu> Lötfehlern kam
...weil es NICHT absichtlich war und daher weder Pad-Geometrie noch
Lötpastenmenge auf genau den Fall abgestimmt wurden, oder?
Klaus.
Christian B. schrieb:> aus versehen, ja. Mit dem Effekt, daß es an der Stelle immer wieder zu> Lötfehlern kam. Es kehrte erst ruhe ein, als die Pads ohne Via waren.
Anstatt ein VIA als eher schlecht definierten Abfluß sollte man lieber
die Lotpastenschablone anpassen.
Fläche verkleinern oder Dicke der Schablobe vermindern-> Weniger Lot,
weniger Aufschwimmen
Damit sollte man es schaffen, das Bauteil nahezu planar aufzulöten.
> Anstatt ein VIA als eher schlecht definierten Abfluß sollte man lieber
Nochmal: das fließt nicht lustlos irgendwohin ab, das wird durch die oft
beschworenen Kapillarkräfte aktiv weggesaugt.
Ist ja auch egal. Statt der hier üblichen Verweigerungshaltung einfach
mal den Versuch machen, wäre keine Lösung?
Es kann natürlich nicht sein, was nicht sein darf.
Christian B. schrieb:> aus versehen, ja. Mit dem Effekt, daß es an der Stelle immer wieder zu> Lötfehlern kam. Es kehrte erst ruhe ein, als die Pads ohne Via waren.
Wenn das einseitig geschieht, dann entsteht der Grabsteineffekt.
Beidseitig, symmetrisch wäre doch mal einen Versuch wert.
Eine heißverzinnte PCB wird sich anderes verhalten, als eine vergoldete.
Letzterer räume ich größere Chancen ein, da dort nur 1x Zinn in
definierter Menge aufgetragen wird. Wird auf das verzinnte Board
nochmals Zinnpaste aufgedruckt, ist ein Aufschwimmen wahrscheinlicher.
Bürovorsteher schrieb:> Auch wenn ich vom geneigten Fachpublikum ob der unorthodoxen Lösung> wieder einen Vogel gezeigt bekomme
Die Diskussion hatten wir ja schon :)
@TO:
Am sinnvollsten dürfte es sein, die Menge der Lötpaste zu reduzieren.
Komplett ohne Offset wird es aber nicht gehen. Eine Mindestmenge an Lot
ist notwendig, um überhaupt eine Haftung hinzubekommen. Ob du viel
weniger als 100µm Standoff hinbekommst, würde ich erst mal in Frage
stellen.
Dass das doof ist, wenn das mechanische Konzept schon fertig ist, ist
klar. Vielleicht kannst du ja die Leiterplatte in die Gegenrichtung
fixieren oder die Linse ein bisschen nach außen drücken?
> Die Diskussion hatten wir ja schon :)
Das muss ja auch nicht diskutiert werden. Es darf sogar ohne
Quellenangabe oder irgendwelche Nachnutzungsrechte frei ausprobiert
werden. Eine Mehrheitsentscheidung hier im Forum hilft da auch nicht
weiter.
Also bei preiswertesten chinesischen Hersteller eine kleine Musterplatte
fertigen lassen usw...
Aber es kann natürlich nicht sein, was nicht sein darf. Das sehe ich
voll ein.
Es ist natürlich nicht verkehrt, vorher den Fertiger zu fragen, wie der
das lösen würde. Ich muss nicht fragen, ich fertige selbst und kann mir
deshalb solche technologischen Eskapaden leisten.
Vielen Dank für die vielen Rückmeldungen!
Die Arbeitsschritte beim Kleben des Bauteils hatte ich mir tatsächlich
falsch vorgestellt.
Es läuft also alles auf eine Versuchsreihe aus. Ich werde die
Durchkontaktierungen unter den Pads und kleinere Pastenöffnungen testen.
Das Verkleben hebe ich mir als letzten Ausweg auf, ist eben ein
Arbeitsschritt mehr.
Die Durchkontaktierungen unter den Pads sieht man häufig bei Bauteilen
mit einem Pad exposed pad. Das wird von vielen Herstellern in den
Datenblättern empfohlen, nicht nur bei Leistungs-ICs. Es scheint also
nicht nur der besseren thermischen Ankopplung zu dienen, sondern auch
beim Löten zu helfen. Auch der Footprint-Generator von z.B. Altium
Designer erstellt bei entsprechenden Bauteilen Durchkontaktierungen
unter den Pads. Diese Vorgehensweise scheint demnach nicht unüblich zu
sein.
Deine Beobachtung ist richtig, die Schlussfolgerung aber falsch.
Diese Pads im inneren des Ics dienen zumeisst der Kühlung. Deshalb sind
die von Haus aus mit sogenannten Thermal Vias angebunden welche die
Aufgabe haben, die Wärme möglichst effektiv abzuleiten. diese werden
dann entweder auf der gegenüberliegenden Seite mit einem
Spiegelbildlichen Pad verbunden auf welche ein Kühlkörper montiert wird
oder, was häufiger der Fall ist, sie werden an Innenlagen angebunden um
die entstehende Wärme zu verteilen.
Auch hierbei gibt es Empfehlungen, wie man die Paste ausführt, daß sie
nach Möglichkeit nicht unkontrolliert in die Löcher abhaut. Bei mir
sieht das z.B. so aus, wie im Anhang.
> Auch hierbei gibt es Empfehlungen, wie man die Paste ausführt, daß sie> nach Möglichkeit nicht unkontrolliert in die Löcher abhaut.
Mit dieser Splittung soll lediglich verhindert werden, dass die Paste
beim Drucken in den Vias verschwindet.
Was denkst du, was passiert, wenn das Lot aufschmilzt? Das verteilt sich
gleichmäßig in alle Windrichtungen bis an die Ränder des Powerpads und
bildet eine geschlossene Fläche.
Das Vorhandensein von Lunkern ist ein schwerer technologischer Mangel.
Ein weiterer Zweck der Einzellotkleckse ist der, dass die Zwischenräume
zwischen ihnen beim Lötprozess vor dem Aufschmelzen Entgasungskanäle für
das Flussmittel bilden (um Lunkerbildung) zu verhindern.
Außerdem entstehen dadurch Stege in der Schablone, die verhindern, daß
der Rakel die Lötpaste in der Padmitte wieder mitnimmt. Ich hatte bei
einem D2PAK neulich diese Stege vergessen...war doof beim Rakeln.
Aber ich hätte noch einen anderen Vorschlag: Wie wäre es mit einem
kleinen Loch (ohne elektrischen Kontakt) unter der Photodiode?
Dann hätte man die Möglichkeit, mit einer Saugvorrichtung auf der
Rückseite die Diode zu fixieren, kann sie dabei in Ruhe ausrichten und
dann mit Heißluft und Paste anlöten. Und diesen Vorgang auch ein zweites
Mal wiederholen (was ja gerade bei Prototypen durchaus wichtig ist).
Wühlhase schrieb:> kann sie dabei in Ruhe ausrichten und> dann mit Heißluft und Paste anlöten
….wenn man die Zeit hat? Industriell klingt das nicht. :)
Klaus.
Klaus R. schrieb:> Wühlhase schrieb:>> kann sie dabei in Ruhe ausrichten und>> dann mit Heißluft und Paste anlöten>> ….wenn man die Zeit hat? Industriell klingt das nicht. :)>> Klaus.Bene schrieb:> Die zu lötenden Stückzahlen sind klein, händisches Löten mittels> Heißluft wäre möglich
Bene schrieb:> Die Durchkontaktierungen unter den Pads sieht man häufig bei Bauteilen> mit einem Pad exposed pad. Das wird von vielen Herstellern in den> Datenblättern empfohlen, nicht nur bei Leistungs-ICs.
Hm, das Exposed Pad ist zwar zum Verlöten mit dem Unterboden, die
Thermal Vias lege ich allerdings nicht mitten ins Exp.Pad, sondern drum
herum. So sind sie durch den Lötstopp geschützt.
Genauso habe ich es auch bei Demo-Boards gesehen.
Das betrachtete Bauteil hat eine Höhentoleranz von +/-0.2mm,
Leiterplatten sind auch nicht ideal masshaltig. Meine Meinung: Minimale
Lotmenge und gut. Es ist erstaunlich wie wenig Lot es braucht.
viel Erfolg
hauspapa
Bene schrieb:> Aus Gründen der Anpassung an das vorgeschaltete optische System
Bei mir in der Firma gibt es eine ähnliches Produkt. Der Aufwand der
hier getrieben wird ist gigantisch! Hochauflösende Kameras vermessen die
Position des LED Dies und dann wird die LED Platine ausgerichtet.
Eine einfachere Lösung gibt es leider nicht für hohe Reproduzierbarkeit.
ingaas-pin.jpg
(93 KB)
