Forum: Platinen Pastenmaske bei SMD-Bauteilen mit großen Pads


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von Stephan C. (stephan_c)


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Hallo Genossen,

ich würde gerne mal wissen, was ihr so für Erfahrungen mit SMD-Bauteilen 
mit großen Pads gemacht habt. Es geht mir im Speziellen darum, dass die 
Bauteile während des Lötprozesses nicht verrutschen, verdrehen oder 
sonst wie ihre gewünschte Position verlassen.

Bei Packages mit einem Exposed Pad, wie z.B. bei QFN, wird in den 
Datenblättern immer wieder empfohlen, dass man die Pastenmaske beim 
Exposed Pad aus mehreren Rechtecken/Quadraten mit Stegen dazwischen 
anordnet.
Habt ihr sowas bei SMD-Spulen oder anderen Bauteilen mit großen Pads 
auch schon mal gemacht?

Bisher habe ich die Pads von SMD-Spulen immer mit einer durchgehenden 
Pastenmaske versehen, hatte da bei manchen Designs aber das Problem, 
dass die Spulen nach dem Lötvorgang nicht mehr mittig ausgerichtet 
waren.

Gerade bei Bauteilen, wo die empfohlenen Pads wesentlich größer, als die 
tatsächlichen Pads am Bauteil sind, dürfte eine erhöhte Gefahr des 
Verrutschens des Bauteils von seinem Ursprung beim Lötvorgang bestehen.

Wie sind eure Erfahrungen?

Viele Grüße

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Stephan C. schrieb:
> Exposed Pad aus mehreren Rechtecken/Quadraten mit Stegen dazwischen
So wirds gemacht.
Überlege dir wie Lötpaste aufgetragen wird und stell dir vor, über eine 
große Fläche mit weit entfernt liegendem Schablonenrand soll eine 
einheitlich 0,1mm dicke Pastenschicht gerakelt werden.
Nun klar warum?

Stephan C. schrieb:
> Gerade bei Bauteilen, wo die empfohlenen Pads wesentlich größer, als die
> tatsächlichen Pads am Bauteil
Die verrutschen immer. Daher macht man die Pads nicht wesentlich größer, 
wenn sie das Bauteil bei der Selbstzentrierung stören.

von Stephan C. (stephan_c)


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Michael schrieb:
> Stephan C. schrieb:
>> Exposed Pad aus mehreren Rechtecken/Quadraten mit Stegen dazwischen
> So wirds gemacht.
> Überlege dir wie Lötpaste aufgetragen wird und stell dir vor, über eine
> große Fläche mit weit entfernt liegendem Schablonenrand soll eine
> einheitlich 0,1mm dicke Pastenschicht gerakelt werden.
> Nun klar warum?

Und ich dachte immer, dass die Stege dafür da sind, dass beim Lötvorgang 
eingeschlossene Luft besser entweichen kann.

von Bernd G. (Gast)


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Stephan C. schrieb:
> Bisher habe ich die Pads von SMD-Spulen immer mit einer durchgehenden
> Pastenmaske versehen, hatte da bei manchen Designs aber das Problem,
> dass die Spulen nach dem Lötvorgang nicht mehr mittig ausgerichtet
> waren.

Bei solchen Dingern bekommen die Pads auf max 50% ihrer Fläche einen 
durchgehenden Pastenauftrag, Da verrutscht nichts, weil da nichts mehr 
aufschwimmen kann.
Man kann auch ein Stitching im Pad machen. Das überflüssige Lot 
verschwindet dann in den Durchstichen.
Oder eben das Gittermuster, wenn es ganz orthodox sein soll.

von Stephan C. (stephan_c)


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@Bernd:

Was meinst du mit 'Stitching im Pad'?

von Michael (Firma: HW Entwicklung) (mkn)


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Bernd G. schrieb:
> Man kann auch ein Stitching im Pad machen. Das überflüssige Lot
> verschwindet dann in den Durchstichen.

Ein Maskenausschnitt größer oder kleiner als das Pad reguliert in 
Grenzen die Lotmenge.
Man muss die Lotmenge an das Stiching anpassen, nicht umgekehrt.

von Bernd G. (Gast)


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Michael schrieb:
> Man muss die Lotmenge an das Stiching anpassen, nicht umgekehrt.

Ohne jeden Zweifel. Ich verwende das Stitching wegen des Stromes zum 
Annähen an die entsprechenden Flächen/leiterzüge und verkleinere 
zusätzlich noch die Pastenfläche.

Stephan C. schrieb:
> Was meinst du mit 'Stitching im Pad'?

Multiple Durchkontaktierungen im Pad zum stromtragenden Leiter auf den 
anderen Layern. Stitching heißt das, weil die DK im CAD-System wie mit 
der Nähmaschine erzeugt werden können.

von Stephan C. (stephan_c)


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Ich dachte, dass er damit vielleicht was anderes gemeint hat.
Weil VIAs im Pad, wo das Zinn ablaufen kann, sehen Bestücker überhaupt 
nicht gerne....

: Bearbeitet durch User
von Bernd G. (Gast)


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Stephan C. schrieb:
> Weil VIAs im Pad, wo das Zinn ablaufen kann, sehen Bestücker überhaupt
> nicht gerne....

Ist korrekt, vor allen Dingen, wenn es ohne Sinn und Verstand gemacht 
wird, z.B. an irgendwelchen Pads und dann noch sporadisch und 
unsymmetrisch zur Restgeometrie des Bauteils. Da ich selbst konstruiere, 
bestücke und löte, kann ich den Prozess in jedem Falle passend machen.
Sieh dir mal Leiterplatten von z.B. Grafikkarten genauer an. Da werden 
die Linearregler in SMT gerne über Unmengen Stitching Vias an die 
rückseitige Wärmeableitfläche genäht.

Der Bestücker hat keinen einfachen Job, weil er mit allen möglichen 
Sonderlocken und Fehlkonstruktionen seiner Auftaggeber leben muss. 
Deshalb habe ich bisher alle Bestückungsanfragen rundheraus abgelehnt.

von Rainer W. (rawi)


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Stephan C. schrieb:
> Bei Packages mit einem Exposed Pad, wie z.B. bei QFN, wird in den
> Datenblättern immer wieder empfohlen, dass man die Pastenmaske beim
> Exposed Pad aus mehreren Rechtecken/Quadraten mit Stegen dazwischen
> anordnet.
> Habt ihr sowas bei SMD-Spulen oder anderen Bauteilen mit großen Pads
> auch schon mal gemacht?

Spulen oder andere Bauteile mit großen Pads haben nicht das Problem von 
bspw. QFN, weil sie keine zusätzlichen Pins haben, die verlötet werden 
müssen.
Die Reduzierung des Pastenauftrags beim exposed Pad sorgt dafür, dass 
der Chip nicht so hoch über der PCB sitzt. Dadurch reicht die Paste auf 
den Pads der Anschlüsse für einen anständigen Meniskus.
40% Bedeckung auf dem EP sind schon sehr reichlich.

: Bearbeitet durch User
von Jens M. (schuchkleisser)


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Rainer W. schrieb:
> 40% Bedeckung auf dem EP sind schon sehr reichlich.

Erstaunlich.
Wir (EMS) fahren in der Regel 60-75%, darunter ist der Kontakt oft nicht 
ausreichend (viele Voids), darüber schwimmts halt.
Hängt aber auch von der Padgeometrie ab, und vor allem von der 
Übereinstimmung Pad und IC-Fläche.

In ganz seltenen Fällen (z.B. QFN 3x2mm mit 18 Pins und 3 Pads) haben 
wir auf 40% reduziert, weil es da dummerweise ein paar Vias drunter gab, 
die auf der anderen Seite überdruckt sind, also gab es Luftblasen die 
den Chip hochdrücken.
Der "inschinör" der das verbockt hat hat es nicht begriffen, also musste 
der Bestücker halt die Menge reduzieren, und schwupps gehts.

Bei DPAKs ist oft das Pad auf der LP zu groß und die Dinger stehen dann 
halt schief, egal wie du es anstellst.
Andere Layouter (mit eigenen Schablonen) schaffen es dann aber auch, das 
DPAKs mit 100% Paste alle gerade stehen. Da ist dann die Kupferfläche 
deutlich anders geformt und vor allem kleiner.

von P. S. (namnyef)


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Ich verwende in meiner Bibliothek für normale SMD-Pads einfach 100 % und 
für Exposed Pads 50 % Bedeckung. Das funktioniert ganz gut, wenn man 
sich selber mit der Basteldampfphase und 100 µm Schablone einen 
Prototypen zusammen brät. Bei dickeren Schablonen hat man bei 100 % bzw. 
50 % Bedeckung aber oft schon zu viel Paste auf dem Pad. Nur bei 
exotischen Footprints setze ich evtl. die Herstellerempfehlung um (falls 
vorhanden).

Für die Serienproduktion überlasse ich die Schablone einfach dem EMS und 
versuche gar nicht erst schlauer zu sein. Vor allem bei komplexeren 
Designs ist das eine Wissenschaft für sich alle Bauteile möglichst unter 
einen Hut zu bekommen. Ich schicke dem EMS zwar meine Schablone als 
Ausgangsbasis, aber im Grunde kann er damit machen was er will/muss (nur 
für das Hinzufügen oder Entfernen von ganzen Öffnungen ist eine Freigabe 
erforderlich).

: Bearbeitet durch User
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