Ausführung der Schablonenapertur für den Pin-in-Paste (PIP)-Prozess

Peter schreibt:

Lieber Dr. Ron,

ich versuche, ein Pin-in-Paste (PIP)-Verfahren zu implementieren. Die Leiterplatte ist 63 Tausendstel Zoll dick, der Pin-Durchmesser der Komponente beträgt 47 Tausendstel Zoll, der Durchmesser der Leiterplattenbohrung 87 Tausendstel Zoll und der Durchmesser des Leiterplatten-Pads 120 Tausendstel Zoll. Ich habe die Software der Indium Corporation verwendet. Laut dem Ergebnis benötige ich für die von mir verwendete 5 Tausendstel Zoll dicke Schablone eine Schablonenapertur mit einem Durchmesser von 416 Tausendstel Zoll.

Dieser Schablonenapertur ist viel zu groß. Und jetzt?

Beste Grüße,

Peter

Lieber Peter,

das Problem besteht darin, dass der Durchmesser Ihrer Leiterplattenbohrung zu groß ist. Er ist 40 Tausendstel Zoll größer als der Pin-Durchmesser der Komponente. Daher wird eine sehr große Lotmenge benötigt, um die meist leere Leiterplattenbohrung zu füllen. Siehe Abbildung 1. Da Lotpaste zu etwa 50 Volumenprozent aus Flussmittel besteht, ist oft recht viel Paste erforderlich, um eine gute Lötverbindung zu erreichen.

Abbildung 1. Bei dieser Abbildung handelt es sich um einen schematischen Querschnitt einer auf einer Leiterplatte montierten Komponente. Dargestellt sind das Kehl-, Bohrungs- und Stiftvolumen sowie das resultierende benötigte Lotvolumen. Wenn der Pin-Durchmesser der Komponente viel kleiner als der Durchmesser der Leiterplattenbohrung ist, wird mehr Lotpaste benötigt, als der Pin-in-Paste-Druckprozess liefern kann.

Im Gespräch mit meinen Freunden Jim Hall und Phil Zarrow von ITM und Jim McLenaghan von Creyr Innovation haben alle geraten, dass der Durchmesser der Leiterplattenbohrung 10 bis 12 Tausendstel Zoll größer als der Pin-Durchmesser sein sollte. In Ihrem Fall entspräche dies einem Bohrungsdurchmesser von 58 Tausendstel Zoll (ich habe 11 Tausendstel Zoll größer als Pin-Durchmesser gewählt) und einem Pad-Durchmesser der Leiterplatte von beispielsweise 80 Tausendstel Zoll. StencilCoach™ berechnet, dass ein Schablonenapertur-Durchmesser von 194 Tausendstel Zoll erforderlich ist, siehe Abbildung 2. Eventuell wäre es besser, eine quadratische Apertur von 172 Tausendstel Zoll auf einer Seite zu wählen, wie in der Berechnung von StencilCoach™ zu sehen ist. Sollte dieser Schablonenapertur-Durchmesser immer noch zu groß sein, können Lotformteile helfen. Ich werde in einem zukünftigen Beitrag näher auf deren Verwendung eingehen.​​

Abbildung 2. Die rechte Spalte dieser Abbildung zeigt, dass ein runder Schablonenapertur-Durchmesser von 194 Tausendstel Zoll (2 x 97,184, dritte Zelle von unten) erforderlich ist, um bei dieser Anwendung eine gute Lötverbindung zu bilden. Es könnte vorteilhaft sein, eine quadratische Apertur von 172 Tausendstel Zoll auf einer Seite zu verwenden, wie in der vierten Zelle von unten in der rechten Spalte zu sehen ist.

Übrigens hat Jim McLenaghan einige frühere Arbeiten weiterentwickelt, die zu der in StencilCoach™ verwendeten Formel für das Kehlvolumen geführt haben. Zarrow und Hall haben gerade ein Buch mit dem Titel Troubleshooting Electronic Assembly: Wisdom from the Board Talk Crypt veröffentlicht. Diese drei Leute gehören zu den fachkundigsten Personen in der heutigen Elektronikmontage.

Danke,

Dr. Ron