Druckfehler an Feinstpitch-Bauteilen liegen selten an nur einem Parameter. Das Pad bestimmt die Öffnungsbreite, die Schablonendicke gibt es nur in wenigen festen Stufen, und der Pastentyp muss sich nach der kleinsten Öffnung richten. Jeder Wert kann für sich passen, während die Kombination trotzdem nicht druckt.
Dieser Beitrag behandelt nur die Abstimmung dieser drei Größen. Definition des Flächenverhältnisses und Herkunft der Grenze 0,66: Flächenverhältnis von SMT-Schablonenöffnungen. Warum kleine Öffnungen unvollständig füllen: Grenzen kleiner Öffnungen im Schablonendruck.
Wer welche Größe festlegt
| Größe | Festgelegt durch | Bereich |
|---|---|---|
| Öffnungsbreite | Padgröße, Raster, Lötstopp-Freistellung | Höchstens Padgröße, meist etwas kleiner |
| Schablonendicke | Feinstes Raster und größter Pastenbedarf | Fünf Stufen: 0,08 / 0,10 / 0,12 / 0,15 / 0,20 mm |
| Pastentyp | Kleinste Öffnungsbreite | Einteilung nach J-STD-005, laut Datenblatt der Paste |
Die Reihenfolge zählt. Das Pad legt die Öffnung fest, Öffnung und Dicke ergeben das Flächenverhältnis, und die kleinste Öffnung bestimmt den Pastentyp. Erst den Pastentyp zu wählen und die Öffnungen daran anzupassen, geht meist nicht auf.
Öffnungsbreite: von Pad und Raster ausgehen
Die Referenztabelle der SKPCB-SMT-Schablonenfertigung nennt folgende Startwerte:
| Bauteil | Raster | Pad | Öffnung | Dicke | Flächenverhältnis |
|---|---|---|---|---|---|
| QFP | 0,50 mm | 0,25 mm | 0,22–0,24 mm | 0,12–0,14 mm | 0,66–0,83 |
| QFP | 0,40 mm | 0,20 mm | 0,19–0,20 mm | 0,10–0,12 mm | 0,68–0,85 |
| QFP | 0,30 mm | 0,18 mm | 0,15 mm | 0,07–0,09 mm | 0,72–0,93 |
| BGA | 0,50 mm | ⌀0,28 mm | ⌀0,26 mm | 0,08–0,09 mm | 0,72–0,81 |
Mit jeder Rasterstufe wird die Öffnung mit dem Pad schmaler, und die nutzbare Dicke sinkt. Das sind Startwerte; maßgeblich sind die Schablonendaten nach der technischen Prüfung.
Schablonendicke: nur fünf Stufen
Die Dicke ist nicht stufenlos wählbar. Bereiche wie 0,07–0,09 mm oder 0,08–0,09 mm fallen in der Praxis auf eine Standardstufe: 0,08 mm.
Für runde Öffnungen gilt: Flächenverhältnis = Öffnungsdurchmesser ÷ (4 × Dicke). Beispiel ⌀0,26 mm für ein BGA mit 0,50 mm Raster:
| Dicke | Flächenverhältnis | gegenüber 0,66 |
|---|---|---|
| 0,08 mm | 0,26 ÷ 0,32 = 0,81 | darüber |
| 0,10 mm | 0,26 ÷ 0,40 = 0,65 | darunter |
Braucht ein Steckverbinder auf derselben Platine mehr Paste und wird die ganze Schablone 0,10 mm dick, fällt das 0,50-mm-BGA unter die Grenze. Dann bleiben eine durchgehende 0,08-mm-Schablone oder eine Stufenschablone mit Zonen.
Pastentyp: von der kleinsten Öffnung zurückrechnen
Je schmaler die Öffnung, desto weniger Partikel passen nebeneinander und desto ungleichmäßiger wird die Füllung. IPC-7525 beurteilt den Pastentyp danach, wie viele der größten Partikel über die kleinste Öffnungsbreite passen. Die Typen sind in J-STD-005 eingeteilt; den tatsächlichen Korngrößenbereich liefert das Datenblatt der verwendeten Paste.
Feineres Pulver hat seinen Preis. Die größere Oberfläche oxidiert leichter und verschärft Lagerung, Akklimatisierung und Standzeit nach dem Öffnen. Den Typ nach der kleinsten Öffnung wählen und nicht die ganze Linie umstellen.
Der Pastentyp liegt nicht beim Schablonenhersteller, sondern beim Bestücker. Weil er die Untergrenze der Öffnung bestimmt, wird er in der Schablonenprüfung mit abgefragt.
Was bei Konflikten zuerst geändert wird
| Reihenfolge | Maßnahme | Preis |
|---|---|---|
| 1 | Pad und Lötstopp-Freistellung prüfen; Pads nicht ohne Grund verkleinern | Layoutänderung, geringste Kosten |
| 2 | Schablone dünner oder als Stufenschablone | Weniger Paste an großen Pads / Schablonenkosten |
| 3 | Galvanogeformte Schablone mit glatteren Wänden | Höhere Kosten und Lieferzeit; laut Serviceseite für 0,3 mm Raster und 0201 |
| 4 | Feineren Pastentyp einsetzen | Strengere Materialführung |
Öffnungen werden vor dem Schneiden technisch freigegeben. Zu den Verfahren: Laserschneiden vs. Galvanoformung.
Angaben in der Schablonenbestellung
- Bestückungsbezeichner, Gehäuse und Padgröße des feinsten Bauteils
- Gewünschte Dicke oder Freigabe, sie nach Flächenverhältnis zu empfehlen
- Ob Stufen- oder galvanogeformte Schablone zulässig ist
- Geplante Paste und Pastentyp (Datenblatt nach Möglichkeit beilegen)
- Lage der Bauteile mit großem Pastenbedarf
- Pasten-, Lötstopp- und Konturlage als Gerber RS-274X, ODB++ oder DXF
Grenzen der SKPCB-Bestückung
Die SKPCB-Leiterplattenbestückung verarbeitet minimal BGA 0,2 mm und QFN/QFP 0,3 mm Raster sowie Bauteile bis 01005. Das sind Einzelgrenzen, die sich nicht beliebig kombinieren lassen. Kombinationen außerhalb der Tabelle werden gesondert geprüft; Daten bitte mit der Angebotsanfrage senden.
FAQ
F: Welche Schablonendicke für ein QFP mit 0,4 mm Raster?
A: Die Tabelle nennt 0,10–0,12 mm bei 0,19–0,20 mm Öffnung. Ist zusätzlich ein BGA mit 0,5 mm Raster auf der Platine, das Flächenverhältnis auch dafür prüfen.
F: Geht ein BGA mit 0,5 mm Raster mit 0,10-mm-Schablone?
A: Bei ⌀0,26 mm Öffnung ergibt sich 0,65, unter der Grenze 0,66. Die Tabelle empfiehlt 0,08–0,09 mm.
F: Braucht Feinstpitch immer Type-5-Paste?
A: Nein. Entscheidend ist, wie viele Partikel über die kleinste Öffnung passen, laut Datenblatt der Paste. Passt der aktuelle Typ, ist kein Wechsel nötig.
F: Wählt der Schablonenhersteller den Pastentyp?
A: Der Pastentyp ist eine Materialentscheidung des Bestückers. Die Schablonenprüfung braucht ihn, um die Öffnungsuntergrenze zu bestätigen.
F: Wann lohnt eine galvanogeformte Schablone?
A: Laut Serviceseite für 0,3 mm Raster und 0201. Ab 0,4 mm Raster reicht meist eine lasergeschnittene Schablone mit Elektropolitur oder Nanobeschichtung.