Zuerst festlegen, wie lange diese Schablone leben soll
Die häufigste Informationslücke in einer Schablonenanfrage ist nicht die Folienstärke, sondern: es wird nicht gesagt, wie viele Fertigungslose die Schablone überstehen muss. Ohne diese Angabe lassen sich Material, Rahmen und Politur nicht festlegen.
Der Grund: Eine Schablone hat zwei völlig verschiedene Rollen.
Die eine ist ein Einwegwerkzeug — zwei Prototypen drucken, eine Pad-Revision prüfen, einige Muster von Hand drucken, danach ablegen. Die Kosten sollen minimal sein, Lagerplatz zählt mehr als Lebensdauer, und die unrahmte Folie ist die Standardantwort.
Die andere ist ein langfristiges Produktionsmittel — ein Produkt läuft ein Jahr, die Schablone geht wöchentlich auf und von der Maschine, dazwischen wird gereinigt. Jede Einspannung ist eine mechanische Störung. Folienspannung, Erkennbarkeit der Passermarken und Zustand der Öffnungswände verändern sich mit der Zyklenzahl. Die Auswahllogik kehrt sich um: erhaltbare Konsistenz zuerst, Kosten danach.
Die Reihenfolge lautet daher: „Wie lange und wie viele Einspannungen?" beantworten → mit oder ohne Rahmen → Material → dann Folienstärke, Politur und Beschichtung. Umgekehrt entsteht der klassische Nacharbeitsfall: eine für den Prototypenbau kalkulierte unrahmte Folie soll die Serie tragen.
Wo die drei Materialien jeweils enden
Die veröffentlichte Schablonenseite nennt drei Materialien. Es sind keine Preisklassen, sondern drei verschiedene Verfahrenswege.
Edelstahlfolie (Laserschnitt, Standard) — die Vorgabe für die große Mehrheit der Aufträge. Der Laser schneidet jede Öffnung aus den Pastendaten, die Öffnungslage folgt also den Daten, und die Folie ist steif genug für wiederholte Rakelbeanspruchung. Genau das meint die Suchanfrage laser surface mount stencils. Ohne konkreten Gegengrund ist eine Schablone lasergeschnittener Edelstahl.
Nickel (galvanisch geformt) — kein „besserer Edelstahl", sondern eine andere Art der Öffnungsbildung. Beim galvanischen Formen wächst Metall entlang der Öffnungswand; die entstehende Wandbeschaffenheit unterscheidet sich vom Laserschnitt und ist für die Pastenauslösung günstiger. Der Anwendungsfall sind kleine Öffnungen mit knappem Flächenverhältnis — wenn das berechnete Flächenverhältnis direkt an der Erfahrungsgrenze 0,66 liegt und die Folie schon so dünn wie möglich ist. Ob dieser Weg nötig ist, bestätigt die Technik bei der Prüfung der Gerber-Daten, niemals der Eindruck, eine Leiterplatte sehe „dicht bestückt" aus.
Kapton / PET — Handdruck. Folienmaterialien haben nicht die Steifigkeit von Metallfolie, passen nicht in die Spanneinrichtung eines Automaten und halten keine seriennahen Rakelzyklen aus. Sie lösen eine andere Aufgabe: Paste mit nahezu null Werkzeugkosten auf eine Handvoll Leiterplatten bringen. Als billiger Edelstahlersatz in der Maschine sind sie eine Fehlauswahl.
Kurzregel: Edelstahl ist Standard; galvanisches Nickel nur bei knappem Flächenverhältnis prüfen; Kapton/PET nur für handgedruckte Muster.
Mit oder ohne Rahmen verändert mehr als den Preis
Im Bestellformular sieht das nach günstig/teuer aus. Tatsächlich verändert es vier Dinge: die Art der Spannung, die Wiederholbarkeit jeder Einspannung, die Lagerkosten und die passende Losgröße.
Schablonen mit Rahmen (glue-in): Die Folie wird über einen Geweberand in einen dauerhaften Rahmen geklebt und gespannt, verlässt das Werk also bereits mit Zielspannung. Die veröffentlichte Seite beschreibt diese Bauform mit glatten, steifen Öffnungen für präzise Drucke, doppelseitiger Verklebung für hohe Beanspruchung, nicht verblassenden Passermarken und Eignung für hohe Stückzahlen und Langzeitproduktion. Der Preis dafür ist ein physischer Rahmen Lagerplatz je Produkt sowie die Rahmenkosten selbst.
Unrahmte Folien: Geliefert wird nur die Folie; sie wird in einen wiederverwendbaren Rahmen in der Fertigung eingespannt und danach entnommen. Die veröffentlichte Seite nennt geringen Lagerbedarf, Eignung für Sieb- und Handdruck, weniger Material und geringere Umweltbelastung, niedrigere Kosten als mit Rahmen und gute Druckleistung. Faktisch verlagert diese Variante das Spannen vom Werkzeug in den wiederverwendbaren Rahmen der Fertigung — die Folge, die bei der Auswahl am häufigsten übersehen wird.
Die Trennlinie ist deshalb nicht die Losgröße, sondern wie oft diese Schablone eingespannt wird und ob jede Spannung reproduzierbar ist. Vierzig Einspannungen pro Jahr mit einer unrahmten Folie bedeuten vierzig Spannvorgänge, die von Rahmen und Bediener abhängen. Der geklebte Rahmen legt diese Variable im Werk fest.
Einmalige Absicherung, häufige Revisionen, Prototypenphase → unrahmte Folie. Ein Produkt in langfristiger Wiederholfertigung mit Anforderungen an Losgleichheit → mit Rahmen. Dazwischen prüfen, ob die Rahmenmaße der Fertigung die Leiterplattengröße abdecken und ob die Linie eine stabile Spannungskontrolle hat.
Folienstärke und Rahmenmaß: zwei Zahlen mit äußeren Vorgaben
Die Folienstärke bestimmt die Pastenmenge pro Fläche und ist in 0,08 / 0,10 / 0,12 / 0,15 / 0,20 mm verfügbar. Sie lässt sich nicht allein wählen, sondern geht mit der kleinsten Öffnung der Leiterplatte in das Flächenverhältnis ein — Öffnungsfläche ÷ Öffnungswandfläche, nach IPC-Erfahrungsregel bei 0,66 oder darüber. Darunter bleibt die Paste eher in der Öffnung, es entstehen Pastenmangel oder offene Stellen. Bei BGA mit 0,2 mm Pitch oder QFN/QFP mit 0,3 mm Pitch (die feinsten von unserer Bestückung unterstützten Rastermaße) geht die Stärke zum dünnen Ende. Nur Leiterplatten mit großen Pads, Steckverbindern und hohem Pastenbedarf gehen zu 0,15–0,20 mm.
Der Konflikt entsteht bei Leiterplatten mit feinem Raster und großen Leistungspads gleichzeitig: Die dünne Folie löst am feinen Raster saubere Depots, hungert aber die großen Pads aus; die dicke Folie macht das Gegenteil. Der Ausweg ist eine Stufenschablone (mehrlagig/Step) oder getrennte Schablonen für Ober- und Unterseite, nicht eine Kompromissstärke, die beides verfehlt. Diese Abwägung gehört zur Verfahrensentscheidung und steht im separaten Beitrag zur Verfahrenswahl, wird hier also nicht wiederholt.
Das Rahmenmaß (bei gerahmten Schablonen) ist in 370×470, 420×520, 450×550, 550×650 und 584×584 mm verfügbar. Es richtet sich nicht nach der Einzelplatine, sondern nach dem Nutzenumriss plus Klemmrand und Rakelweg, die die Maschine braucht. Verglichen wird mit der Nutzenzeichnung, nicht mit der Einzelplatine. Ohne Umrisslage lässt sich die Rahmenpassung nicht bestätigen — eine der häufigsten Rückfrageschleifen bei Schablonenaufträgen. Sonderrahmen und Übermaßfolien außerhalb des üblichen Bereichs werden fallweise geprüft.
Ebenfalls hier festzulegen: Ober-, Unterseite, oder beide Seiten auf einer Schablone gegenüber getrennten Schablonen. Eine Schablone für beide Seiten spart Kosten, doch beide Seiten teilen dann eine Folienstärke — bei deutlich unterschiedlichem Pastenbedarf getrennt ausführen.
Was Politur und Nanobeschichtung jeweils lösen
Beide erscheinen als Aufpreisoption, greifen aber an verschiedenen Stellen an.
Politur betrifft den Zustand der Öffnungswand. Schleifpolitur ist Standard; elektrolytische Politur ist eine Option und verbessert die Pastenauslösung. Liegt das Flächenverhältnis nahe der Grenze oder zeigt eine Öffnungsklasse wiederholt zu geringen Übertrag, ist elektrolytische Politur eine der zu prüfenden Maßnahmen — ihr Platz ist nach dem Reduzieren der Folienstärke und vor dem Umgestalten der Pads.
Nanobeschichtung betrifft die Stabilität über die Nutzungsdauer. Die veröffentlichte Seite beschreibt sie als Option, die die Wischhäufigkeit reduziert und die Lebensdauer verlängert. Sie verändert die Öffnungsgeometrie nicht, sondern das Anhaftverhalten der Paste an Öffnungswand und Schablonenunterseite. Ihr Nutzen skaliert deshalb mit der Druckanzahl: auf einer Einwegschablone bringt sie wenig, bei einem langlaufenden Produkt, in dem das Wischen Taktzeit frisst, bringt sie Verfügbarkeit zurück.
Wischintervalle oder Lebensdauer in Drucken werden hier nicht genannt — sie hängen von Paste, Layout und Linienparametern ab und erfordern technische Prüfung. Fest steht die Richtung: Politur dient der Frage „lässt sich das überhaupt drucken", Beschichtung der Frage „sieht Druck 200 wie Druck 1 aus".
Spannung und Reinigung: Zuständigkeit im Betrieb
Die Auswahl reicht nur bis zur Lieferung. Die meisten Konsistenzprobleme entstehen danach, deshalb muss die Grenze klar sein.
Lieferzustand liegt beim Schablonenlieferanten: Folie auf Zielzustand gespannt (gerahmte Schablonen kommen fertig, unrahmte Folien passend zum wiederverwendbaren Rahmen), Stichprobenprüfung kritischer Öffnungsmaße und Lageabweichungen, saubere und gratfreie Passermarken.
Betriebszustand liegt bei der Linie, und drei Dinge sind steuerbar:
- Reproduzierbarkeit der Einspannung. Ob jede Einspannung mit derselben Methode dieselbe Spannung und Ausrichtung erreicht. Unrahmte Folien hängen stark davon ab, weil das Spannen in der Fertigung stattfindet.
- Reinigung und Wischen. Rückstände in den Öffnungen verändern die wirksame Öffnungsfläche unmittelbar — also genau das berechnete Flächenverhältnis. Die Wischhäufigkeit ist ein Linienparameter, kein Schablonenparameter; die Nanobeschichtung kann sie entspannen, nicht ersetzen.
- Zeitpunkt der Zustandsbeurteilung. Der Schablonenzustand zeigt sich zuerst im Pastendepot, nicht im Aussehen der Schablone.
Punkt 3 bestimmt die Prüfstrategie: Den Schablonenzustand nicht durch Ansehen beurteilen, sondern über den Nachweis nach dem Druck. Die Beweiskette besteht auf der Bestückungsseite bereits: SPI → Inline-2D-AOI → 3D-AOI nach dem Reflow → Röntgen → ICT / FCT, Abnahme nach IPC-A-610 Klasse 3, Lunkeranteil an verdeckten Lötstellen wie BGA gegen <10 % bei Stickstoff-Reflow geprüft, dazu 100 % elektrischer Test am Fertigprodukt. SPI ist der früheste Posten: gleiches Produkt, gleiche Öffnungsdaten — beginnt die Volumenverteilung im SPI zu driften, sind zuerst Schablonenzustand und Reinigung zu prüfen, nicht das Pad-Design.
Konkrete Spannungswerte, Durchhang, Reinigungsmittel und Mischungsverhältnisse sowie Lebensdauer in Drucken werden hier nicht genannt — sie sind von der Technik gegen Anlage, Paste und Layout zu bestätigen.
Was einzureichen ist und was die Technik zurückgibt
Die Eingaben für einen Schablonenauftrag sind eindeutig:
- Dateien: Gerber RS-274X mit Pastenlage, Lötstopplage und Umrisslage; oder ODB++ oder DXF. Ohne Lötstopplage lässt sich die Zuordnung Öffnung zu Pad nicht prüfen, ohne Umrisslage nicht die Rahmenpassung. Diese beiden verursachen die meisten Rückfrageschleifen.
- Im Auftrag festzulegen: Material (Edelstahlfolie / galvanisches Nickel / Kapton-PET), mit oder ohne Rahmen, Folienstärke (aus 0,08–0,20 mm), Rahmenmaß bei gerahmter Ausführung, Lagen (Ober- / Unterseite / beide auf einer oder getrennt), Menge.
- Optionen: Politur (Schleifen Standard, elektrolytisch optional und auslösefördernd), Nanobeschichtung.
- Sinnvoller Kontext: erwartete Anzahl Einspannungen und Produktionszeitraum, Druckmaschine und Maße der wiederverwendbaren Rahmen, feinstes Rastermaß auf der Leiterplatte und ob große Pads gemischt vorkommen. Diese drei Angaben steuern alle oben genannten Abwägungen.
Menge und Preis werden nach Prüfung der Gerber-Daten, der Menge und der Verfahrensanforderungen bestätigt. Dieser Schritt ist nicht überspringbar, weil Flächenverhältnis, Bedarf an Stufen- oder Trennschablone und Rahmenpassung aus den Daten gelesen werden müssen.
Vollständige Spezifikationen und der Bestellweg stehen auf der Seite SMT-Schablonenfertigung; Bestückungsleistungen und Prüfmethoden unter PCBA-Bestückung; die Öffnungsgestaltung muss zu dem passen, was die Leiterplatte selbst leisten kann, siehe Fertigungstoleranzen und Fertigungsmöglichkeiten; Abnahmekriterien und Prüfverfahren in Qualitätssicherung und PCB-Qualitätsprüfmethoden.
FAQ
F: Wie entscheide ich konkret zwischen gerahmt und unrahmt?
A: Nach der Zahl der Einspannungen und der Reproduzierbarkeit der Spannung. Einmalige Absicherung, häufige Revisionen und kleine Prototypenlose passen zur unrahmten Folie — geringer Lagerbedarf, niedrigere Kosten als gerahmt, für Sieb- und Handdruck nutzbar. Ein Produkt in langfristiger Wiederholfertigung mit Anforderungen an Losgleichheit passt zur gerahmten Ausführung: Die Folie wird über einen Geweberand in einen dauerhaften Rahmen geklebt und gespannt, kommt mit Zielspannung, ist für hohe Beanspruchung doppelseitig verklebt und behält nicht verblassende Passermarken. Die Losgröße ist nur ein Hilfsindikator, entscheidend ist die Zahl der Einspannungen.
F: Was unterscheidet lasergeschnittenen Edelstahl von galvanischem Nickel, und sollte ich aufrüsten?
A: Kein Klassenunterschied, ein Unterschied in der Öffnungsbildung. Lasergeschnittene Edelstahlfolie ist die Standardoption und deckt die große Mehrheit der Leiterplatten ab. Beim galvanischen Formen wächst die Öffnungswand, was die Auslösung begünstigt; der Fall dafür ist ein Flächenverhältnis an der Erfahrungsgrenze 0,66 bei bereits minimaler Folienstärke. Nicht aufrüsten, weil eine Leiterplatte „dicht" aussieht: zuerst das Flächenverhältnis aus kleinster Öffnung und Zielstärke berechnen, dann die Technik anhand der Gerber-Daten bestätigen lassen.
F: Wann lohnt sich die Nanobeschichtung?
A: Proportional zur Druckanzahl. Die Beschichtung reduziert die Wischhäufigkeit und verlängert die Lebensdauer, ohne die Öffnungsgeometrie zu verändern. Auf einer Einwegschablone bringt sie wenig; bei einem langlaufenden Produkt, in dem Wischen Taktzeit kostet, bringt sie Verfügbarkeit. Wie weit sie das Wischen entspannt, hängt von Paste, Layout und Linienparametern ab und erfordert technische Prüfung, daher hier keine Intervallangaben.
F: Wird das Rahmenmaß nach der Leiterplattengröße gewählt?
A: Nein — nach dem Nutzenumriss plus Klemmrand und Rakelweg der Maschine. Gängige Maße sind 370×470, 420×520, 450×550, 550×650 und 584×584 mm; verglichen wird mit der Nutzenzeichnung, nicht mit der Einzelplatine. Ohne Umrisslage ist die Rahmenpassung nicht bestätigbar, das ist die häufigste Rückfrageschleife. Sonderrahmen und Übermaßfolien werden fallweise geprüft.
F: Sind Spannung und Reinigung Schablonenspezifikation oder Linienparameter?
A: Lieferzustand der Spannung, Stichprobenprüfung kritischer Öffnungsmaße und Lageabweichungen sowie saubere, gratfreie Passermarken sind Liefergegenstand. Reproduzierbarkeit der Einspannung, Wischen und Reinigungshäufigkeit im Betrieb sind Linienparameter. Den Zustand über den Nachweis nach dem Druck beurteilen, nicht durch Ansehen: Die SPI-Volumenverteilung driftet zuerst, danach folgen Inline-2D-AOI, 3D-AOI nach Reflow, Röntgen und ICT/FCT, Abnahme nach IPC-A-610 Klasse 3. Driftet SPI bei unveränderten Öffnungsdaten, zuerst Schablonenzustand und Reinigung prüfen, nicht die Pads ändern.
F: Können Kapton / PET Edelstahl aus Kostengründen ersetzen?
A: Nein. Diese Folien sind für den Handdruck. Sie haben nicht die Steifigkeit von Metallfolie, passen nicht in die Spanneinrichtung eines Automaten und halten keine seriennahen Rakelzyklen aus. Sie existieren, um Paste mit nahezu null Werkzeugkosten auf sehr wenige Leiterplatten zu bringen. In der Maschine sind sie eine Fehlauswahl und zeigen sich direkt als ungleichmäßige Depots.
F: Meine Leiterplatte hat QFN mit 0,3 mm Pitch und große Pads. Welche Stärke?
A: Meist funktioniert keine einzelne Stärke — die dünne Folie löst am feinen Raster sauber, hungert große Pads aus, die dicke umgekehrt. Der Ausweg ist eine Stufenschablone (mehrlagig/Step) oder getrennte Schablonen für Ober- und Unterseite, damit jede Stärkenzone ihren Bedarf deckt. Unsere Bestückung unterstützt BGA bis 0,2 mm Pitch, QFN/QFP bis 0,3 mm und 01005 als kleinstes Bauteil; ob Stufen- oder Trennausführung zutrifft, bestätigt die Technik nach der Gerber-Prüfung.