Berechnung des Lötvolumens bei Pin-in-Paste-Aperturen mit StencilCoach(TM)

Leute,

Das Pin-in-Paste-Verfahren (PIP) ist oft die beste Wahl, wenn es sich bei der PCBA um eine gemischte SMT- und Durchsteckplatine mit einer geringen Anzahl an Durchsteckbauteilen handelt. Es kann jedoch eine Herausforderung sein, sicherzustellen, dass die richtige Menge an Lötpaste aufgedruckt wird, um eine ausreichende Lötmenge für eine zuverlässige Durchstecklötstelle zu gewährleisten. Ein Hilfsmittel, das dabei Unterstützung bietet, ist der „Pin-in-Paste Aperture Calculator“. Die Formeln zur Berechnung des Lötvolumens wurden von Jim McLenaghan von Creyr Innovation, einem guten Freund der Indium Corporation, entwickelt.

Um die richtige Menge an Lötpaste zu ermitteln, müssen wir das Volumen des plattierten Durchgangs berechnen, das Volumen des Bauteilpins davon abziehen und das Volumen der Lötnaht hinzurechnen. Siehe Abbildung 1.

Abbildung 1. Lötvolumina im „Pin-in-Paste“-Verfahren.

Nehmen wir an, wir verfügen über die Maße der Leiterplatte und der Bauteilpins, wie in der linken Spalte von Abbildung 2 unter der Überschrift „Input“ dargestellt. Blaue Zellen sind Eingabewerte, grüne Zellen sind Berechnungen von^{StencilCoach™.} Beachten Sie: Wenn Sie einen rechteckigen Pin haben, berechnet^{StencilCoachTM} den äquivalenten Pin-Durchmesser zur Eingabe in die „Input“-Zellen. Der „Pastenreduktionsfaktor“ ist der Anteil des Pastenvolumens, der aus Lot besteht. Die meisten Pasten bestehen zu etwa 50 Volumenprozent aus Flussmittel, daher würde dieser Wert in der Regel bei etwa 50 % oder 0,50 liegen.

Abbildung 2. PIP-Kennzahlen.

Die Berechnungen unter „Output“ sind für die vorliegende Aufgabe – nämlich die Bestimmung der Abmessungen der Schablonenöffnung – zwar nicht unbedingt erforderlich, könnten aber von Interesse sein. Die wichtigen Schablonenabmessungen sind im Abschnitt „Stencil Metrics“ aufgeführt. Beachten Sie, dass wir in unserem Beispiel, obwohl wir eine 7-mil dicke Schablone haben, eine quadratische Öffnung mit einer Seitenlänge von 93 mil benötigen würden, um genügend Lötpaste zu erhalten. Bei einer kreisförmigen Öffnung muss der Radius >50 mil betragen; bei einem Pinabstand von 100 mil wäre der Abstand zwischen den aufgedruckten Lötpasten nicht groß genug, sodass sie sich überlappen würden. Daher müssen wir quadratische Öffnungen verwenden.

Wie in diesem Fall ist es beim PIP-Verfahren ein häufiges Problem, ein ausreichendes Lötvolumen zu erzielen. Wenn die Abmessungen der Leiterplatte und der Bauteile so beschaffen sind, dass die Zufuhr von ausreichend Lötpaste ein Problem darstellt, kann es hilfreich sein, Lötvorformlinge zu verwenden, um das Lötvolumen zu erhöhen. Der nächste Beitrag wird sich mit diesem Thema befassen.

Zum Wohl,

Dr. Ron