Die Bauteilgröße definiert die Dicke der Schablone.

Der Artikel erklärt, warum kleine und große Bauteile sehr unterschiedliche Schablonen benötigen.

22.09.2021
 

Das Drucken von Lotpaste für sehr kleine Bauteile, wie CSP mit einem Pin-Abstand von 0,3 mm oder Bauteile in Chip 01005-Gehäusen, ist eine zentrale Herausforderung im Druckprozess. Dies wird besonders schwierig, wenn sich auf derselben Leiterplatte auch viel größere Bauteile befinden, wie HF-Schirme, SMT-Steckverbinder oder große Bauteile in einem Chipgehäuse.

Um das sogenannte An-Flächenverhältnis (in der Abbildung unten dargestellt) größer als 0,55 zu halten, von dem allgemein angenommen wird, dass es eine gute Pastenübertragung auf das Substrat garantiert, erfordern kleinere Elemente normalerweise eine 3 mil-Schablone. Andererseits erfordern größere Komponenten eine größere Höhe oder ein größeres Volumen der Lötpastenablagerung, und daher liegt eine geeignete Schablonendicke für sie im Bereich von 4 bis 5 mil.

Abbildung 1: Konzept des Flächenfaktors. Quelle: © 'Stencil Options for Printing Lotpaste for 0.3 Mm CSP's and 01005 Chip Components' William E. Coleman Ph.D., Photo Stencil und Chris Anglin, Indium.

Um tiefer auf das Problem des gleichzeitigen Vorhandenseins von Groß- und Miniaturbauteilen einzugehen, lohnt es sich, beim Drucken die „Arbeit“ einer dünnen und dicken Schablone zu betrachten. Einerseits benötigen große Bauteile mehr Lotpaste, um ausreichend Lot für den Reflow-Prozess bereitzustellen. Wenn die gleiche Schablone zum Drucken von Paste für Kleinteile verwendet wird, sind die Löcher so klein, dass es schwierig oder sogar unmöglich ist, Paste aus der Öffnung zu lösen. Die schlechte Freisetzung der Paste ist auf eine Kombination mehrerer Faktoren zurückzuführen, aber das Ganze kann durch das Flächenfaktorkonzept veranschaulicht werden. Das Flächenverhältnis ist definiert als die Fläche des Lochs geteilt durch die Fläche der Lochwand (Abbildung 1).



Abbildung 2: Vor- und Nachteile der Verwendung einer dicken Schablone. Quelle: © 'Stencil Options for Printing Lotpaste for 0.3 Mm CSP's and 01005 Chip Components' William E. Coleman Ph.D., Photo Stencil und Chris Anglin, Indium.

Die Probleme, die bei der Verwendung einer dicken Schablone sowohl für kleine als auch für große Bauteile auftreten, sind in Abbildung 2 dargestellt. Eine dickere Schablone liefert genug Paste, um akzeptable Formen für Reflow-Lötverbindungen zu bilden Veröffentlichung. Lotpastenablagerungen und die Bildung von defekten Lötstellen.

Für dieses „Dilemma“ gibt es mehrere Standardlösungen. Die erste – seltene – Möglichkeit besteht darin, die Platte zweimal mit zwei Schablonen zu drucken. Zuerst werden kleine Öffnungen mit einer dünnen Schablone gedruckt und größere Ablagerungen mit einer dickeren Schablone mit speziellen konvexen Taschen zum Schutz des ersten Drucks. Eine weitere Option sind natürlich die Schablonen-Steppenbänder mit variabler Dicke, denen wir in einem separaten Artikel widmen werden. Eine andere Möglichkeit ist der Einsatz moderner Technologien zur Herstellung der Schablone selbst, die eine gute Pastenübertragungseffizienz bei einem Oberflächenverhältnis unter 0,5 gewährleisten. In diesem Fall können Tampons für alle Bauteile mit einer dickeren Schablone bedruckt werden. Moderne Technologien zum Schneiden von Mustern mit einem Oberflächenkoeffizienten von 0,4 bis 0,69 umfassen das Laserschneiden von Mustern aus feinkörnigem Edelstahl, Stahl mit PTFE-Beschichtung und galvanisch geformten Schablonen mit oder ohne Teflonbeschichtung.


Quelle: https://tek.info.pl/

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