Läuft der Feinstpitch-Druck schlecht, heißt die übliche Reaktion: „feineres Pulver" oder „Folie eine Stufe dünner". Beides kann die Feinstpitch-Pads verbessern und gleichzeitig eine andere Padklasse auf derselben Leiterplatte verschlechtern. Alle drei Parameter hängen an derselben Grenze: der kleinsten Öffnung auf der Leiterplatte.
Wie das Flächenverhältnis berechnet wird und warum kleine Öffnungen nicht mehr auslösen, steht in Flächenverhältnis und Pastenauslösung und Grenzen kleiner Öffnungen. Hier geht es nur um eine Frage: in welcher Reihenfolge die drei festgelegt werden und wohin jede Änderung das Problem verschiebt.
Was jeder Parameter steuert
| Parameter | Bestimmt direkt | Wirkung auf kleinste Öffnung | Wirkung auf große Pads |
|---|---|---|---|
| Foliendicke | Depothöhe, Nenner des Flächenverhältnisses | dicker senkt das Verhältnis | dünner heißt weniger Paste |
| Pulvertyp | Partikel über die Öffnungsbreite | gröber macht die Füllung zufällig | vernachlässigbar |
| Öffnungsverfahren | Wandrauheit, Konizität, Auslösung | schlechtere Wand löst bei gleichem Verhältnis schlechter | gering |
Entscheidend ist die letzte Spalte: Die Foliendicke wirkt auf die ganze Leiterplatte, Pulvertyp und Öffnungsverfahren vor allem auf kleine Öffnungen. Jede Foliendickenänderung muss an den großen Pads gegengeprüft werden.
Die Reihenfolge: von der kleinsten Öffnung aus
Schritt 1: Die kleinste Öffnung festhalten, nicht den kleinsten Pitch.
Die Druckschwierigkeit hängt an der Öffnungsgröße, und die wird durch Pad und Lötstoppmaskenöffnung begrenzt. Zwei Bauteile mit 0,4 mm Pitch und unterschiedlichen Pads sind zwei verschiedene Probleme. Kleinste Öffnungsklasse in der Pastenlage suchen, Bauteil, Padgröße und Maskendefinition notieren.
Schritt 2: Obergrenze der Foliendicke über das Flächenverhältnis.
Die SKPCB-Schablonenseite nennt fünf Stufen: 0,08 / 0,10 / 0,12 / 0,15 / 0,20 mm. Das ist kein stufenloser Regler. Von der kleinsten Öffnung zurückrechnen: Die dickste Stufe, bei der das Flächenverhältnis die Faustregel 0,66 hält, ist die Obergrenze. 0,66 ist eine empirische Untergrenze, kein Abnahmekriterium.
Schritt 3: Pulvertyp über die Öffnungsbreite.
Eine gängige Faustregel: Über die kleinste Öffnungsbreite sollten etwa fünf der größten Partikel passen. Sonst steigt die Streuung zwischen gleich großen Öffnungen; die SPI zeigt das zuerst als größere Standardabweichung, nicht als niedrigeren Mittelwert. Partikelbereiche aus dem Datenblatt der verwendeten Paste.
Schritt 4: Zurück zu den großen Pads.
Hat der Feinstpitch die Folie dünner gemacht, bekommen QFN-Wärmepads, Steckverbinder und Leistungspads weniger Paste. Hier entscheidet sich, ob eine Stufenschablone oder eine andere Maßnahme nötig ist.
Schritt 5: Erst dann das Öffnungsverfahren.
Nahe der Grenze des Flächenverhältnisses zählt der Wandzustand mehr. Elektropolieren, Nanobeschichtung und Galvanoformung schaffen Reserve, nachdem Schritt 1–4 feststehen. Sie ersetzen sie nicht.
Ein Parameter geändert: wohin das Problem wandert
| Änderung | Feinstpitch-Pads | Problem wandert zu |
|---|---|---|
| Folie eine Stufe dünner | höheres Verhältnis, bessere Auslösung | zu wenig Paste auf großen Pads, Voiding-Risiko am Wärmepad |
| feinerer Pulvertyp | weniger Füllstreuung | Oxidationsempfindlichkeit, strengere Akklimatisierung und Standzeit, schnellere Viskositätsdrift |
| größere Öffnung | höheres Verhältnis | weniger Abstand zum Nachbarn, mehr Brücken; begrenzt durch Pad und Maske |
| kleinere Öffnung gegen Brücken | weniger Brücken | niedrigeres Verhältnis, zu wenig Lot, Unterbrechungen |
| Elektropolitur oder Beschichtung | stabilere Auslösung bei gleichem Verhältnis | Kosten und Lieferzeit; Verhältnis unverändert |
Das Muster: Die Folie wirkt am breitesten, das Pulver kostet Prozessführung, die Öffnung kostet Nachbarabstand. Immer nur eine Größe ändern und die SPI neu lesen.
Mischbestückung: Feinstpitch und große Pads auf einer Schablone
- Öffnungen großer Pads erweitern, soweit die Maskenöffnung es zulässt. Am günstigsten, wenig Reserve.
- Stufenschablone: Bereich der großen Pads lokal dicker oder Feinstpitch-Bereich lokal dünner. Stufenkanten brauchen eine Rakel-Übergangszone, siehe Stufenschablonen und mehrstufige Öffnungen.
- Wärmepads aufteilen: große Öffnungen als Raster, um Volumen und Voids zu steuern und Auskratzen durch die Rakel zu vermeiden.
Alle drei setzen voraus, dass die Folie bereits nach der kleinsten Öffnung festgelegt ist. Umgekehrt pendelt man zwischen zwei Padklassen.
Das passende Öffnungsverfahren
Laserschneiden, Elektropolieren, Nanobeschichtung und Galvanoformung betreffen alle die Wand. Vergleiche in Lasergeschnitten oder galvanogeformt und Wandpolitur und Nanobeschichtung.
Eine Regel: Je näher die kleinste Öffnung an 0,66 liegt, desto mehr lohnt eine bessere Wand; bei großzügigen Verhältnissen bringt sie wenig. Erst rechnen, dann für die Wand bezahlen.
Zu fixierende Kombination bei der Erstmusterfreigabe
- Kleinste Öffnungsklasse: Bauteil, Padgröße, Maskendefinition, Öffnungsmaß
- Foliendickenstufe sowie Lage und Dicke der Stufenbereiche
- Pastenprodukt und Pulvertyp
- Öffnungsverfahren: Schneidverfahren, Politur, Beschichtung
- SPI-Kriterien: Mittelwert und Streuung je Öffnungsklasse, nicht eine Zahl für die ganze Leiterplatte
- Bekanntes Verschiebungsrisiko: welche großen Pads nahe der Depotuntergrenze liegen
Fehlt ein Punkt, lässt sich nach Linienwechsel oder neuer Pastencharge nicht sagen, welcher Parameter sich bewegt hat.
Angaben für Schablonen- und Bestückungslieferanten
- Pastenlage als Gerber (RS-274X) mit Masken- und Konturlage oder ODB++; das sind die auf der Serviceseite genannten Eingabeformate
- Bauteile mit dem feinsten Pitch und ihre Paddefinition
- Pastenprodukt und Pulvertyp; falls offen, „Empfehlung durch Lieferant" vermerken
- Ob Stufenschablone, Elektropolitur und Nanobeschichtung zulässig sind
- Rahmengröße des Druckers
Der verifizierte minimale Bestückungspitch bei SKPCB beträgt 0,2 mm für BGA und 0,3 mm für QFN/QFP. Foliendicken, Rahmengrößen und Spezifikationen stehen unter SMT-Schablonen; Daten können direkt an Angebot anfordern gehen.
Fazit
Die drei Parameter werden in fester Reihenfolge festgelegt: kleinste Öffnung → Obergrenze der Folie → Pulvertyp → zurück zu den großen Pads → Öffnungsverfahren. Die Folie wirkt auf die ganze Leiterplatte. Wer vorher anderes ändert, verschiebt das Problem, statt es zu lösen. Bei der Erstmusterfreigabe alle sechs Punkte gemeinsam fixieren.
FAQ
F: Zu wenig Paste am Feinstpitch: zuerst feineres Pulver oder dünnere Folie?
A: Zuerst das Flächenverhältnis der kleinsten Öffnung berechnen. Liegt es unter der Faustregel 0,66, liegt das Problem bei Folie oder Öffnung. Stimmt das Verhältnis, streuen aber gleiche Öffnungen, dann feineres Pulver prüfen.
F: Was kostet eine Folienstufe dünner?
A: Die Folie wirkt auf die ganze Leiterplatte. Große Pads, Wärmepads und Steckverbinder verlieren Paste und brauchen größere Öffnungen oder eine Stufenschablone.
F: Ist feineres Pulver immer besser?
A: Nein. Feines Pulver ist oxidationsempfindlicher und bei Akklimatisierung, Standzeit und im Druck schwerer zu führen. So fein wie nötig, laut Pastendatenblatt.
F: Ersetzen Elektropolitur oder Nanobeschichtung eine dünnere Folie?
A: Nein. Sie verbessern die Auslösung an der Wand, ändern aber das Flächenverhältnis nicht. Weit unter der Faustregel holen sie die Lücke nicht auf.
F: Was wird bei der Erstmusterfreigabe fixiert?
A: Kleinste Öffnungsklasse, Folie und Stufenbereiche, Pastenprodukt und Pulvertyp, Öffnungsverfahren, SPI-Kriterien je Öffnungsklasse und bekannte Risiken an großen Pads.