Peter schreibt:
Lieber Dr. Ron,
Ich versuche, das Pin-in-Paste-Verfahren (PIP) umzusetzen. Die Leiterplatte ist 63 mil dick, der Durchmesser des Bauteilpins beträgt 47 mil, der Durchmesser des Leiterplattenlochs 87 mil und der Durchmesser des Leiterplattenpads 120 mil. Ich habe die Software „StencilCoach™“ von Indium Corporation verwendet, und das Ergebnis ergab, dass ich für die von mir verwendete 5 mil dicke Schablone eine Schablonenöffnung mit einem Durchmesser von 416 mil benötigte.
Der Durchmesser der Schablonenöffnung ist viel zu groß. Was soll das denn?
Das Beste,
Peter
Lieber Peter,
Das Problem ist, dass der Durchmesser Ihrer Leiterplattenbohrung zu groß ist. Er ist 40 mil größer als der Durchmesser des Bauteilpins. Dies führt dazu, dass sehr viel Lötzinn benötigt wird, um die größtenteils leere Leiterplattenbohrung zu füllen. Siehe Abbildung 1. Da Lötpaste zu etwa 50 Volumenprozent aus Flussmittel besteht, ist oft eine beträchtliche Menge Paste erforderlich, um eine gute Lötstelle herzustellen.
Abbildung 1. Diese Abbildung zeigt einen schematischen Querschnitt eines auf einer Leiterplatte montierten Bauteils. Dargestellt sind die Volumina der Verrundung, der Bohrung und des Pins sowie das daraus resultierende erforderliche Lötvolumen. Ist der Pin des Bauteils deutlich kleiner als der Durchmesser der Bohrung in der Leiterplatte, wird mehr Lötpaste benötigt, als der „Pin-in-Paste“-Druckverfahren bereitstellen kann.
Im Gespräch mit meinen Freunden Jim Hall und Phil Zarrow von ITM sowie Jim McLenaghan von Creyr Innovation haben mir alle empfohlen, den Lochdurchmesser der Leiterplatte um 10 bis 12 mil größer als den Stiftdurchmesser zu wählen. In Ihrem Fall wäre dies ein Lochdurchmesser von 58 mil (ich habe mich für 11 mil mehr als den Stiftdurchmesser entschieden) und ein Pad-Durchmesser der Leiterplatte von beispielsweise 80 mil. StencilCoach™ berechnet, dass ein Schablonenöffnungsdurchmesser von 194 mils erforderlich ist, siehe Abbildung 2. Es könnte besser sein, eine quadratische Öffnung mit einer Seitenlänge von 172 mils zu wählen, wie in der StencilCoach™-Ausgabe zu sehen ist. Sollte diese Schablonenöffnungsgröße immer noch zu groß sein, können Lötvorformen Abhilfe schaffen. Ich werde deren Verwendung in einem zukünftigen Beitrag erläutern.
Abbildung 2. Die rechte Spalte dieser Abbildung zeigt, dass für diese Anwendung eine runde Schablonenöffnung mit einem Durchmesser von 194 mil (2 × 97,184, dritte Zelle von unten) erforderlich ist, um eine gute Lötstelle zu erzielen. Es könnte vorteilhaft sein, eine quadratische Öffnung mit einer Seitenlänge von 172 mil zu verwenden, wie in der vierten Zelle von unten in der rechten Spalte dargestellt.
Übrigens hat Jim McLenaghan einige frühere Arbeiten weiterentwickelt, aus denen die in StencilCoach™ verwendete Formel für das Füllvolumen hervorgegangen ist. Zarrow und Hall haben gerade ein Buchmit dem Titel „Troubleshooting Electronic Assembly: Wisdom from the Board Talk Crypt“ veröffentlicht. Diese drei Herren gehören zu den kompetentesten Experten im Bereich der Elektronikmontage, die es derzeit gibt.
Zum Wohl,
Dr. Ron
