Festhalten von SMD-Teilen beim Löten mit Paste und Hitze

Ich war sehr froh zu erfahren, dass ich SMD-Teile an Ort und Stelle löten konnte, indem ich Lötpastenpunkte auf alle Pads tupfte, meine Teile platzierte und erhitzte. Ich habe es mit einem modifizierten Toasterofen oder alternativ heißer Luft (von einer Nacharbeitsstation) gemacht. Ich habe aus Antworten auf eine ähnliche Frage, die ich vor Jahren gepostet habe, gelernt, wie man Dinge auf diese Weise macht , als ich noch Teile einzeln mit einem Bügeleisen lötete.

Aber ich muss immer noch etwas falsch machen, denn viel zu oft neigen Teile mit einer Größe von 805 oder darunter dazu, sich auf einem Pad hochzuheben, sich in einen inakzeptablen Winkel zu verdrehen oder in einigen Fällen buchstäblich vollständig von ihrem Platz zu springen. Als ich an den Hersteller meiner Paste schrieb, schlugen sie leider nur vor, dass ich eine Schablone verwende, um meine Paste gleichmäßiger aufzutragen. Mit anderen Worten, sie haben meine Frage abgewiesen. (Übrigens habe ich Chip Quick-Spritzen verwendet, SMD291AX.)

they blew off my question.... nein, sie haben dir die Antwort gegeben
Überprüfen Sie die thermische Masse Ihrer Kontakte. Verwenden Sie auch den Suchbegriff „SMD Tombstoning“
Nein @jsotola, sie haben meine Frage umgehauen, genau wie du. Weil ich weiß, dass die Leute das tun, was ich tue, erfolgreich und ohne Schablone. Es ist auch ziemlich offensichtlich, dass das Vorhandensein einer Schablone nicht garantiert, dass die richtige Menge Paste platziert wird, noch andere Fehler kompensiert, die ich möglicherweise mache. Bitte springen Sie nicht in die Beiträge von Leuten mit nicht hilfreichen Kommentaren.
Danke @Oldfart! Ich glaube, ich habe diesen Begriff "SMD-Tombstoning" schon einmal gehört. Jetzt, da ich einen bekannten Namen für mein Problem habe, werde ich wahrscheinlich mehr Glück haben, eine Lösung zu finden. | Ich wüsste nicht, wie ich die thermische Masse meiner Kontakte bestimmen oder einfach ändern könnte. Abgesehen von der Angabe der Kupferdicke, wenn ich eine Platine herstellen lasse, verlasse ich mich auf die SMD-Pad-Größen, die in den meisten der in meiner Designspark-SMD-Bibliothek enthaltenen Bauteil-Footprints empfohlen werden, um den Empfehlungen für die Bauteilgröße zu entsprechen.
Drehen Sie den Luftstrom herunter. Die Verwendung eines Heißluftwerkzeugs an kleinen Teilen, die in grüne Lötpaste gesetzt sind, ist praktikabel, aber es ist auch eine Fähigkeit. Bei der thermischen Masse müssen Sie auch die verbundenen Leiterbahnen berücksichtigen, insbesondere auf große Unterschiede in der Verbindung der beiden Enden achten.
Schuldig dort @ChrisStratton! Das sehe ich jetzt! Besonders in Fällen, in denen eine Seite einer Reihe von Widerständen auf Masse geht! Das bedeutet nicht nur Fälle, in denen zwei Leiterbahnen ein einzelnes Pad verbinden, sondern da das Programm davon ausgeht, dass GND zu den Stilen gehört, die mit Leistung verbunden sind, "wählt" es normalerweise eine viel breitere Leiterbahn aus. Elektrisch macht das Sinn, aber ich kann sehen, wo es ein Problem für die thermische Abkühl- und Aufheizrate gibt. Trotzdem... für Teile der Größe 805? Ich denke schon!
Damit die Oberflächenspannung gleich ist, muss der Temperaturanstieg über Liquidus synchron sein, wobei gleiche „Wärmeleitpads“ verwendet werden können, aber nicht ausreichend, wenn andere Ungleichheiten wie Flussmittelverdunstung des Volumens bestehen.
@Randy Idealerweise wäre die Masseseite eher eine Verbindung zu einer Leistungsebene als zu einer Leiterbahn, und die Fülleinstellungen der Leistungsebene sind am besten so eingestellt, dass sie ein "Wärmeentlastungs" -Muster um die Pads herum erzeugen.
@ Randy, alles, was Sie sehen, ist use stencil... alles, was ich sehe, ist apply my paste more evenly.... Die Verwendung einer Schablone ist irrelevant
Ihr Kommentar "Es ist auch ziemlich offensichtlich, dass eine Schablone nicht garantiert, dass die richtige Menge Paste platziert wird" lässt mich fragen, ob Sie verstehen, wie das Schablonieren mit Lötpaste funktioniert. Sie können eine Schablone sicherlich falsch entwerfen, aber normalerweise sind die meisten Fußabdrücke ziemlich nah beieinander, und Sie erhalten konsistente Lötpastenmengen.
@W5VO, was ich verstehe ist, dass Sie neben den zusätzlichen fabelhaften Kosten der Schablonen bereit sein müssen, eine beträchtliche Menge Paste der Luft auszusetzen (was sie meines Wissens verschlechtert), um sie richtig über einen Bereich zu streichen. Auf jeden Fall, wenn ich versuchen würde, größere Mengen von Boards zu machen, von denen ich sicher wusste, dass sie für eine Weile nicht mehr überarbeitet werden mussten, würde ich die Schablonen machen lassen und die Techniken lernen. Aber viele von uns, die Spaß an Elektronik haben, aber ein begrenztes Budget haben, müssen versuchen, die minimale Paste aus der kleinsten Spritze „herauszutupfen“. Ich hoffe nur zu lernen, das jetzt besser zu machen.
Mylar-Schablonen müssen nicht teuer sein, und ich würde es sogar für ein Brett tun, wenn es genug Teile hätte. Lötpaste bei Umgebungstemperatur (nicht gekühlt) stehen zu lassen, ist das "Schlimmste", aber selbst dann wird es Ihnen schwer fallen, eine beliebige Menge Lötpaste zu verwenden, bevor sie ihr Verfallsdatum erreicht. Spritzen lassen sich nur schwer mit Paste nachfüllen, Dosen/Dosen eignen sich am besten zum Schablonieren. Spritzen sind für die Verwendung mit automatisierten Geräten oder einer Dosiermaschine gedacht, was eine weitere Möglichkeit ist, eine Konsistenz des Lotvolumens zu erreichen. Für Prototypen verwende ich ein Bügeleisen, Drahtlot, Flussmittel und Lötdocht.
Ein gutes Bild eines schlechten Ergebnisses wäre hier hilfreich, zumindest um die Lotmenge zu beschreiben

Antworten (4)

Sie schlugen vor, dass ich eine Schablone verwende, um meine Paste gleichmäßiger aufzutragen. Mit anderen Worten, sie haben meine Frage abgewiesen.

Nein, haben sie nicht. Sie haben dir den richtigen Rat gegeben.

Wenn Sie viel Lot auf einem Pad und wenig auf einem anderen haben, kann die Oberflächenspannung des großen Kleckses das Teil hochhebeln. Es ist sehr ungewöhnlich, dass dies bei so großen Teilen wie 0805 passiert. Es ist ein häufiges und bekanntes Problem für 0204. Das Phänomen wird als Tombstoning bezeichnet . Verwenden Sie das als Suchbegriff, und Sie werden viele Informationen finden.

Die Dinge, die Sie tun müssen, um Tombstoning zu vermeiden, sind:

  1. Verwenden Sie gerade genug Paste, um eine gute Lötverbindung zu erzielen, aber nicht mehr. Größere Blobs üben aufgrund der Oberflächenspannung mehr Tombstoning-Kraft aus. Hierfür ist eine Schablone hilfreich.

  2. Das Brett gleichmäßig erhitzen. Wenn alles gleichzeitig schmilzt, gleichen sich alle Kräfte aus.

  3. Entwerfen Sie die Pads richtig. Legen Sie insbesondere nicht mehr Kupfer unter das Gerät, als es die Fehlertoleranz erfordert, und machen Sie die Pads nicht breiter als nötig.

Da dieses Problem bei Teilen mit einer Größe von bis zu 0805 auftritt, müssen Sie wahrscheinlich alle oben genannten Probleme beheben.

Als Antwort auf Kommentare hinzugefügt

Ich verstehe nicht, wie eine Schablone garantiert, dass ich nicht zu viel Paste aufhäufe.

Dann müssen Sie nachlesen, was Schablonen sind und wie sie funktionieren.

Die Schablone hat Löcher, wo Paste aufgetragen werden soll. Die Paste wird über die gesamte Schablone aufgetragen, dann wird überschüssige Paste von der Oberseite der Schablone abgekratzt. Das bedeutet, dass die Paste auf jedem Pad durch die Dicke der Schablone begrenzt ist. Die Dicke der Schablone definiert die Dicke der Pastenschicht, die nach dem Entfernen der Schablone zurückbleibt.

Für eine gute Lötstelle braucht es nicht viel Paste. Schließlich sollte zwischen dem Pin eines Bauteils und dem Pad, auf dem der Pin sitzt, nur eine dünne Lötschicht sein. Wenn Sie eine gute Lötstelle mit einer Juwelierlupe oder einem Mikroskop betrachten, sollten Sie einen kleinen Meniskus an den Kanten der Stifte sehen. Das ist ein Beweis dafür, dass alles richtig benetzt wurde und das Lot richtig floss.

Mehr Lot als das macht nichts Sinnvolles. Das manuelle Auftragen von Paste führt in der Regel zu viel mehr Lot als nötig.

Ich denke, mein Grund, den Teil über die Schablone zu diskreditieren, ist, dass ich nicht verstehe, wie eine Schablone garantiert, dass ich nicht zu viel Paste aufhäufe. Ich denke, Ihr Punkt Nr. 2 ist jedoch mein größtes Problem ... Ich hatte viel bessere Erfolge mit dem Ofen als mit der heißen Luft. Der Ofen ist ein langsamerer Prozess und scheint sicherlich besser darin zu sein, alles gleichzeitig zum Fließen zu bringen. Punkt 3 Ich glaube, ich habe indirekt verletzt, indem ich größere Leiterbahnen verwendet habe, um Pads mit einer gemeinsamen Masse zu verbinden. Pads sind wahrscheinlich in Ordnung, aber nicht mit all dem zusätzlichen Kupfer, das direkt verbunden ist. Lebe und lerne, oder?
@Randy - schau dir genauer an, wie Lötpastenschablonen funktionieren. Es kann sich nicht mehr als die Dicke der Schablone "auftürmen", es sei denn, Sie machen es sehr, sehr falsch.
Als ich zum ersten Mal auf SMD-Teile umgestiegen bin, dachte ich: "Das ist auf keinen Fall genug Lötzinn". Nachdem Sie die Lötpaste verteilt und den Überschuss entfernt haben, sieht das Ergebnis eher nach Farbe als nach Paste aus. Vertrauen Sie mir – für kleine Teile ist dieser Klecks Paste alles, was Sie brauchen.
@AlanCampbell - würde das gleiche gelten, wenn Sie nicht den Vorteil einer Schablone hätten? Viele haben erwähnt, dass sie zu viel Paste verwenden. Also mit nur einer Unterspritzung, nehme ich an, das würde bedeuten, auf kleinere Punkte zu tupfen und die Teile flach darauf zu drücken, ohne Sorge, ich verteile zu dünn, richtig?
@ Randy - SMD-Paste erinnert mich an Schmieröl in mechanischen Uhren [Uhrenkunde]. Sobald das Lot schmilzt und sich das Teil absetzt, haben Sie nur noch Lot an den Seiten. Wenn Sie versuchen, es zu "augballieren", erhalten Sie eine KLEINE Perle auf der Spritze, tupfen Sie sie auf die Leiterplatte und schmieren Sie sie noch dünner. Hat jemand einen Pastenspender erfunden, der wie ein Stift funktioniert?

Möglicherweise verwenden Sie viel zu viel Paste oder Ihre Pad-Abmessungen sind weit von den optimalen oder IPC-Standardabmessungen entfernt.

Ich habe Tombstoning auf 0402s gesehen, aber wenn Sie es auf 0805s sehen, machen Sie etwas sehr, sehr falsch, entweder in der Pad-Form und den Abmessungen.

Wenn Sie ein Foto der Teile vor und nach dem Löten haben, ist eine genauere Antwort möglicherweise möglich.

Ich werde versuchen, ein paar Fotos hinzuzufügen. Aber ja... die Tatsache, dass das bei so großen Teilen passiert, überrascht mich auch. Mir ist auch klar, dass ich die empfohlene "Lebensdauer" meiner Lötpaste möglicherweise um mehrere Monate über das hinausschiebe, was der Hersteller angibt. empfiehlt. (Vielleicht bilden sich in der Vergangenheit nach einem bestimmten Alter Luft- oder andere Gasblasen?) Ich verwende ein veraltetes, aber anscheinend sehr seriöses Open-Source-SCAD/PCB-Paket, Designspark, und entwerfe normalerweise keine eigenen Komponentenpads, es sei denn, es ist a Teil, den ich in ihren Bibliotheken nicht finden kann.
Haben Sie die Fußabdrücke mit den von IPC oder Herstellern empfohlenen Fußabdrücken verglichen? Ich für meinen Teil verwende niemals vorgefertigte Bibliotheks-Footprints. Ich gehe auch (vielleicht zu Unrecht) davon aus, dass Sie eine Lötstoppmaske mit mehr oder weniger handelsüblichen Standardöffnungen und Spuren angemessener Größe haben, die von den Pads wegführen.
Ich sehe definitiv, wo ich schuldig bin, zu viele Spuren und zu große Spuren zu haben, die von einem von zwei Pads wegführen, in Fällen, in denen eine Reihe von Teilen ein gemeinsames GND-Netz teilen. Eine größere Leiterbahn beim Routing zu/von einem Stromnetz (wie VCC oder GND) scheint elektrisch sinnvoll zu sein, aber vielleicht nicht so sehr thermisch! Ich hatte weniger Vorfälle mit einem Ofen als mit Heißluft, was mich zu der Annahme veranlasst, dass eine ungleichmäßige Erwärmung teilweise schuld ist. Für den Moment muss ich vielleicht Linien von Teilen mit einem dünnen Streifen aus flachem Metall beschweren, bis ich die Platine ein wenig schlauer mache.

Ich wüsste nicht, wie ich die thermische Masse meiner Kontakte bestimmen oder einfach ändern könnte. Andere als die Angabe der Kupferdicke, wenn ich eine Platine anfertigen lasse

Das ist nicht der einzige Teil. Ein wichtiger Faktor ist das „verbindende“ Kupfer.

Besonders bei breiten Strombahnen kann die Wärmeverteilung unterschiedlich sein, wenn ein Pad eine dicke Kupferbahn hat und das andere nicht. Unten sind einige Beispiele, die ich gemacht habe:
Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

A ist richtig. R7 hat zwei Spuren, die beide die gleiche Dicke haben. R6 hat zwei viel dickere Ketten, aber sie sind wieder auf beiden Seiten gleich.

B ist nicht falsch. R7 hat zwei Spuren auf der rechten Seite, aber eine auf der linken Seite. Ich habe festgestellt, dass Sie damit oft durchkommen, aber R7 in A ist offensichtlich besser. R6 ist falsch. Eine breite Spur auf der einen Seite und eine schmale Spur auf der anderen Seite.

C ist definitiv falsch. R7 hat völlig unausgeglichenes Kupfer und Tombstoning ist wahrscheinlich.

Ich bin mir immer noch nicht sicher, wie viel Wärmepfad ein Via zu einem Flugzeug führt. Es gibt unten zwei Beispiele mit den Anschlüssen, wie ich sie haben möchte, aber ich habe keine Ahnung, wie (un)ausgeglichen die Wärmepfade sind.
Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier ist man definitiv schuldig. Wie ich in anderen Kommentaren erwähnt habe, insbesondere wenn viele Teile ähnlicher Größe nebeneinander platziert sind, wenn eine Seite vollständig mit Masse oder VCC verbunden werden soll. Da es sich um Stromnetze handelt, wählt die Software beim manuellen Routing natürlich eine breitere Spur, und ich würde "natürlich" einfach von einem zum anderen Pad und dann zum nächsten wechseln. Als ich anfing, SMD zu machen und Teile manuell mit einem Bügeleisen lötete, war das nie ein Problem. Lebe und lerne! Ich kann sicherlich von anderen Boards sehen, die ich gemacht habe, wo ich weniger schuldig an diesem Fehler war, das Problem war viel seltener.

Eine Schablone (plus heiße Luft) garantiert kein Tombstoneing, hilft aber sehr. Sie müssen die Platine immer noch mit einem Binokularmikroskop mit geringer Leistung untersuchen ... es sei denn, die Platine hat eine geringe Anzahl von Teilen. Auch dann sollten Sie zumindest eine Lupe oder ähnliches verwenden.

Wenn Sie die Teile einzeln von Hand löten, schlage ich vor, dass Sie auf die Paste verzichten und Lötdraht mit geringem Durchmesser verwenden.

Legen Sie einen kleinen Klecks auf eine Seite, legen Sie das Teil mit einer Pinzette ab und halten Sie es fest, während Sie das Lot schmelzen. Dann die andere Seite anlöten. Verwenden Sie nicht mehr Lot als nötig. Zu viel Lötzinn macht Keramikkappen anfällig für Rissbildung durch Biegung der Platine. Die Risse sind schwer bis gar nicht zu sehen. Wahrscheinlich kein Problem für kleinere Boards. Verwenden Sie eine Art Bügeleisen mit feiner Spitze.

Ich habe viele Teile auf diese Weise abgelegt. Hoffe das hilft.

Festhalten von SMD-Teilen beim Löten mit Paste und Hitze
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