Hallo zusammen,

das Thema SMT ist noch relativ neu für mich. Wir investierten 2021 in unsere erste SMD-Linie und haben die Stellen rein intern besetzt. Generell habe ich die Linie gut im Griff, jedoch komme ich bei diesem Problem nicht weiter. Derzeit plagt mich der Pastendruck mit µBGAs. Die zu druckende Fläche pro Pad für die µBGAs beträgt 250µ. Entweder reißt die Lötpaste ab und bleibt in der Schablone hängen, oder es entsteht ein Kegel anstelle des Zylinders, welches das SPI erwartet. Bei beiden wird mir dann eine insuffizienz des Volumens angezeigt. Die Schablonendicke beträgt 100µ. Ich habe zuerst mit 120µ gedruckt, jedoch war ich davon überzeugt, dass die Fläche auf dem Pad im Vergleich zur Fläche des Zylinders in der Schablone zu klein sei, und dadurch die Paste eher in der Schablone bleibt. Leider bleibt die Problematik auch bei 100µ Schablonen. Bei 0201“ habe ich komischerweise keine Probleme, obwohl diese Pads ähnlich groß sind.

Wir verwenden eine Serio4000 von Ekra und die Paste S3X58-M500 von Koki. Ich habe bereits die Paste leicht erwärmt um die Viskosität zu erhöhen und wirklich lange gerührt. Auch mit den Parametern zum Trennen, sowie Rakeldruck und Rakelgeschwindigkeit habe ich gespielt. Leider brachte das nur geringfügig etwas. Derzeit verwenden wir 65° Rakel. Ich habe den Tipp von Ekra erhalten, dass ich mal 55° Rakel probieren soll. Diese befinden sich derzeit im Zulauf. Das kommt mir sowieso entgegen, da wir bei THR Pads etwas zu wenig Paste in den Pads haben, wobei mir die 55° Rakel helfen könnten.

TL;DR: Vermutlich Auslöseprobleme beim Druck von 250µ Pads µBGA.


Über Tipps würde ich mich sehr freuen!

Beste Grüße
Manuel

Servus,

im Prinzip bist du nicht verkehrt unterwegs mit deinen Grundeinstellungen und Setup. 100µm Schablone sollte funktionieren, die Koki Typ 4 Paste verwenden wir auch als Standard, du könntest auch mal die Typ 5 Paste verwenden KOKI S3X70-M500C, die ist etwas feiner.
Wie ist das Schablonendesign von dem BGA? Laut Bilder runde Öffnungen??? Wir designen BGA´s mit abgerundeten Ecken, weil es besser auslöst. Ist die Baugruppe an der Stelle wo der BGA ist gut unterstützt? Wie verändert sich das Ergebnis wenn du die Druckparameter veränderst? Rakeldruck , Rakelgeschwindigkeit und Trenngeschwindigkeit?

Anbei noch 2 Bilder zum Aspect Ratio und BGA Schablonendesign

grad ist mir noch ein Referenzprojekt von uns eingefallen. µBGA mit Padröße 230µm x 230 µm. Wird bei uns mit 80 µm Schablone und Paste Typ 5 Körnung gedruckt.

Hallo Wippsen,

vielen Dank für deine schnelle Antwort!

Typ 5 hatte ich tatsächlich schon probiert. Mit den Standard-Einstellungen hat sich nicht viel verändert. Ich bekomme zwar mit dem herumspielen von Rakeldruck, -geschwindigkeit und Trennung ein etwas besseres Ergebnis, aber noch lange keines, bei dem ich von Prozesssicherheit sprechen kann.

Tatsächlich sind die Öffnungen absolut rund. Ich werde das Thema mit den abgerundeten Ecken mal unserem Layouter präsentieren. Das würde sich mit dem Thema 0201" decken. Da ging es ja ohne Probleme, die waren eckig. (Update: Unser Layouter wird den Footprint der µBGAs so wie du abgebildet hast, abändern. Bei den nächsten Prototypen Ende September werde ich dann das Ergebnis mitteilen können.)

Die Unterstützung der Baugruppe war an der Stelle vollflächig.

Ich danke dir vielmals für deine Tipps!

Beste Grüße
Manuel

ja kein Ding, aber denken Sie auch an die Schablonendicke!!

Hallo Manuel,
wie der Kollege schon gesagt hat ist die Schablonendicke ein wichtiger Faktor um optimale Druckergebnisse zu bekommen. Hierzu kann ich Dir folgende Faustfromel von Dr. Ron Lasky, Indium empfehlen:
"Flächenverhältnis der Aperturen soll mindestens 0,66 betragen um optimale Druckergebnisse zu erzielen. Bei Verwendung einer hochwertigen Lötpaste und/oder einiger der neuen Schablonen-Nanobeschichtungen sind (auch. bei einem Flächenverhältnis von unter 0,66) gute Ergebnisse möglich" Link: http://indiumblog.com/entry.php?id=2007&lang=DE

Zusätzlich dazu kann man als Faustformel für die richtige Lotpasten - Pulvergröße 5-7 der größten Kugeln nebeneinander durch die Aperture/Schablonenöffnung passen müssen um einen vernünftigen Druck zu bekommen. Bei Typ 4 hättest Du also min. 190µm Padbreite in der Schablone (besser 228µm) und bei Typ 5 Paste dann dementsprechend 125 bzw. 150µm.

Hallo zusammen,

vielen Dank für die weiteren Tipps und das erneute erwähnen der Schablonendicke. Ich habe mir das Flächenverhältnis der kreisförmigen Aperturen angeschaut und komme leider zu einem Ergebnis, welches deutlich unter 0,66 liegt. Da wir eine Schablone (100µ und 120µ für eine Test PCB haben, werde ich dort die neuen Aperturen mit den abgerundeten Ecken testen. Dem Ergebnis entsprechend werde ich dann evtl. zu Stufenschablonen greifen müssen.

Besten Dank!

Grüße
Manuel

Hallo zusammen,

ich konnte nun ein paar Schablonen mit einer Stufe ausprobieren. Tatsächlich lag es an der Dicke der Schablone. Mit einer Stufe von 80µ klappt das Auslösen nun problemlos. Ab und an werden noch Warnungen von zu wenig Paste angezeigt, jedoch keine Fehler mehr. Ich vermute, die Kombination mit den abgerundeten Ecken als Aperturen sind ebenfalls eine gute Unterstützung für den Auslöseprozess. Einen großen Unterschied zu Typ 4 und Typ 5 konnte ich beim Ergebnis des Drucks nicht feststellen. Dennoch ist mir die Notwendigkeit von Typ 5 ab einer gewissen Größe der Apertur bewusst.

Nochmals vielen herzlichen Dank für die Unterstützung!
Grüße
Manuel

Gerne und immer wieder wenn es hilft