Problem mit Stencil bei TQFP-100 (2025 Update)

Aug 30, 2024 Last reply: 9 months ago 15 Replies

Hallo allerseits,



ich sitze hier an 10 Platinchen, die mittig einen ATMega-2560 tragen und nach dem löten massig Lötbrücken an den Pins haben, weil offenbar zuviel Lötpaste aufgetragen wird. Der Stencil ist 120µ dick und die Paste relativ dünnflüssig. Beim rakeln drücke ich so fest es geht an, reinige den Stencil auf der Unterseite nach jedem Auftrag und der Pastenauftrag sieht unter der Lupe auch perfekt aus, aber letztlich ist die Menge doch zu groß.



Ich arbeite (seit Jahren erfolgreich) mit Sprint-Layout und dort gibt es keine Möglichkeit, die Stencilebene manuell zu bearbeiten. Diese wird beim Erzeugen der Gerbers automatisch erstellt und ich bräuchte quasi einen Gerber-Editor, den ich nicht habe, um die Aussparungen zu verkleinern.



Habe ich irgendwelche Chancen, das mit dem vorhandenen Stencil "anders" zu machen?


MfG



Frank


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Fine-pitch will dünnes Blech. Was für grobes SMD dann weniger ideal ist.

Das Problem mit Lötbrücken habe ich mit meinen 0,5mm QFP auch. Der SDX1200 Cutter schneidet so kleine Pads in 0,125 Mylar ohnehin nicht, verwende derzeit lange dünne Balken quer.

Habe mich einstweilen mit Nacharbeit abgefunden. Tauche billige 2mm Enlötlitze ohne Flußmittel aus China in Fluxpaste, halte Metcal mit dicker Spitze drauf. Dann sind Zinnbrücken weg, aber üppig Dreck drauf. Danach Contact LS Spray und dann sofort ins Ultraschallbad. Wird trotzdem nicht völlig sauber.

MfG JRD

Rafael Deliano schrieb am Fri, 30 Aug 2024 13:07:23 +0200:

Laut der obigen Tabelle bin ich mit 120µ aber durchaus im grünen Bereich.

Das scheint nicht der schlechteste Weg zu sein. Hab jetzt doch eine Möglichkeit gefunden, SMD-Masken in Sprint-Layout zu editieren. Man importiert die entsprechende Ebene aus Gerber z.B. als K(upfer)1 und speichert es mit passendem Suffix zurück. Leider sind die Pads des von mir verwendeten QFP-100 keine fixen SMD-Pads, die man in Summe in 10µ-Schritten veränder kann, sondern Vierecke in Strichstärke 0 mit 4 Eckkoordinaten. Das tue ich mir jetzt nicht 100x an.

Das war sowieso ein schmerzhafter Weg, bis zu den fertigen Boards. Im www fand ich ein fertiges Template des ATMega mit beschrifteten Pins, das beim layouten unwahrscheinlich hilfreich war. Nur leider, leider stimmte der Footprint nicht. Bis dahin war mir neu, daß es für diese Gehäuseform 2 verschiedene Größen gibt. Also Ausschuß.

Dann habe ich das überarbeitet und irgendwas versehentlich und unbemerkt gelöscht. Da hatten die, mittlerweile passenden, Pads dann eine perfekte Lötlackversiegelung...

Erst beim 3. Versuch hat dann alles gepaßt. Sollten die Platinen nochmal erforderlich sein (beim ATMega sind alle 4 Hardware-UARTs herausgeführt, eine RTC, eine 4,096V-Referenz und 1-4 MBit EEproms sind onBoard; gibt es in der Kombi leider nicht bei Ali), werde ich vorher definitiv den Stencil überarbeiten. Der Querbalken erscheint mir durchaus als die bessere Variante.

Ja, ich mich auch.

Ich habe Isopropanol, LS und den zugehörigen Spüler und eine elektrische Zahnbürste.

MfG

Frank

Die SW kenne ich nicht, ich kann bei Cadence oder besser ich muss für jedes Layer bei einem Pin oder Pad eine Paste Pad extra erzuegen, der dann auch kleiner ausfallen kann oder auch viel kleiner.

Ich habe da noch keine eigenen Erfahrungen, weil mein erster manueller Stencil Printer gerade zur ABholung bei der Post ist.

Kann man unter Umständen mit sehr dünnem Klebe band aus Alu einfach die Pads hälftig abkleben (von unten) und so die Pasten Menge verringern? Das Aluklebeband was ich habe scheint mir sehr dünn zu sein.

Joerg Niggemeyer schrieb am Fri, 30 Aug 2024 16:39:43 +0200:

Einen Offset kann ich beim konvertieren nach Gerber einstellen, der kann positiv oder negativ sein, ist aber immer nur für alle Pads gültig und diese Ebene (smdmask) ist innerhalb des Editors nicht aufruf- bzw. editierbar.

Das mache ich manchmal, wenn Bauteile im Nachgang manuell aufgelötet werden. Pufferzellen oder hohe Piezopieper vertragen den Reflowofen nämlich nicht.

Ich nehme da immer hauchdünnes "Koptanband" von Ali. Das ist ein halbwegs gelungenes Kaptonimitat. Aber der Ansatz ist gut, das werde ich bei den verbliebene 4 PCBs einfach mal probieren.

MfG

Frank

Kannst du da bitte deine Bestellnummer/Lieferant zu angeben?

VG Joerg

Joerg Niggemeyer schrieb am Sun, 01 Sep 2024 11:03:10 +0200:

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Meine Bestellung liegt zu lange zurück für das Archiv, aber das hier sieht letztlich genauso aus. Ich habe damit z.B. den T962-Ofen saniert, der im Original mit Kreppklebeband "isoliert" ist und das Zeug hält nach wie vor und riecht auch nicht. Experimente mit einem Lötkolben bestätigten mir, daß das nicht nur gelb gefärbter "Tesafilm" ist, sondern temperaturmäßig wirklich was abhält. Ich nehme das immer mal für solche Spielereien, aber die Rolle hält ewig.

Würde trotzdem erst einen Probeschuß machen, zerwegens "verbesserte Rezeptur"...

MfG

Frank

Am 01.09.24 um 11:03 schrieb Joerg Niggemeyer:

Moin, ich sehe jetzt gerade nicht ob klebend gefordert war.

Ansonsten. für richtig dünn gibt es das m^2-Weise extrem preiswert bei der nächstbesten Drogeriemarkt/Apotheke in einseitig Alubeschichtet: Rettungsfolie. Deswegen ist eine Seite "gold"-farben... nicht wegen kühlend/wärmend sondern gelb für im Schnee sichtbar. Ist wirklich Kaption/PEI, wie der Lötkolbentest zeigte.

Viele Grüße, Olaf

PS: Irgendwozu müssen doch Ersthelferkurse nützlich sein;-)

Frank Scheffski schrieb am Sat, 31 Aug 2024 00:44:47 +0200:

Also, das hat so "einigermaßen" geklappt. Ich habe den Stencil von der PCB-Seite großflächig mit dem Kaptonband beklebt und dann mittig der Pads mit einem sehr scharfen Messer das ganze so ausgeschnitten, daß die Pads von innen gesehen ca. 50% abgeklebt waren. Die CPU saß nach dem Positionieren mit den Vorderkanten der Pins an der Lötpaste an, so daß das Lot auf die CPU zulaufen mußte.

Und trotzdem habe ich noch etliche Lötbrücken. Das Zinn läuft im ersten Knick der Pins hoch und bildet dann in der aufsteigenden Schräge eine Perle zum Nachbarbein. Es sind aber ausschließlich 2-er Brücken entstanden. Die sind zarter und nicht so zahlreich wie bei den ersten Boards, aber die Nacharbeit bleibt in Art und Aufwand leider identisch.

Beim nächsten Mal, werde ich definitiv anderes Lot nehmen, vielleicht liegt es auch daran. Es ist aber frisch und kühlschrankgelagert.

MfG

Frank

Rafael Deliano schrieb am Fri, 30 Aug 2024 13:07:23 +0200:

Es ging ursprünglich darum, daß ich bei einem TQFP-100 trotz sehr dünnem Stencil und frischer Lötpaste sehr viele Lötbrücken bekommen hatte.

Bei einer neuen Serie und anderer Paste nahm das jetzt überhand und meine Lösung sieht nun so aus, daß die CPU im ersten Lötgang nicht bestückt wird, sich auf allen Pads brav ein wunderhübsches Zinnkissen bildet und es für die CPU einen 2. Lötgang, unter Zugabe von Flußmittel, gibt. 1A Lötstellen, keine Brücken (statt >10) und ins Reinigungsbad mußte die Platine so oder so. In diesem Design sitzt da nur einfaches Hühnerfutter auf der betreffenden Seite und es gibt keinerlei Probleme mit Überhitzung/Bauteiledefekten.

MfG

Frank

Werde ich auch mal probieren. Ich vermute Flußmittelpaste hält den Chip auf den Zinnballen sicher genug. Meinen 64 Pin 0,75mm Controller muß ich sehr genau ausrichten damit er sich nicht verdreht.

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Bei meinem Galden-Löter MINI CONDENS-IT in unangenehmes Problem gelaufen: hat Anfang mit dem üblichen Galden LS230 und Paste von ebay problemlos funktioniert. Dann mehr Paste bei gleichem Händler gekauft: die ist nicht aufgeschmolzen, sondern nur verbacken. Weitere Pasten kauft und mit Klecks auf FR4 Test mit LS230 gemacht: die wenigsten schmelzen auf.

138°C Bi ist nicht so von Interesse. Es gibt dann wohl gängig nur 183°C ( "klassisch" ) oder 220°C bleifrei. Die Bezeichnung für chinesische Paste unterscheidet die bewußt nicht immer klar.

Für 183°C reicht die Temperaturdifferenz 47°C zu LS230 ( d.h. 230°C ) üppig aus. Unabhängig was Imdes und die anderen Hersteller sagen, sind für 220°C Paste die 10°C nicht ausreichend.

Nominell ist nächste Stufe HS240 die der Imdes angeblich kann. Aber die Software ist so grottig, dass man den Schaltpunkt nicht knapp oberhalb

240°C legen kann. Wenn man Steuerung nicht rausreisst oder den NiCrNi doktert nicht verwendbar.

Ich habe mir inzwischen gebrauchtes HS240 und HS260 (

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) und von ebay noch XS235 beschafft. Bin aber noch nicht dazu gekommen weitere Tests zu machen.

Jedenfalls sollte man "neuer" Paste immer vorher Testlauf mit Klecks auf FR4 machen.

MfG JRD

Rafael Deliano schrieb am Sat, 5 Jul 2025 19:38:47 +0200:

Das war bei zwei von 10 CPU passiert. Leicht verdreht, keine Autokorrektur durch das Zinn (183°C). Ich habe sie dann unter Heißluft abgenommen, die 100 Pads unter einer ordentlichen Flußmittelschicht mit dem Lötkolben frisch aufgeschmolzen und wollte die CPU dann wieder per Heißluft auflöten, als mir die Idee kam, das einfach mit dem Ofen zu erledigen. Perfektes Ergebnis und lokal eine geringere Wärmebelastung, als ewig mit der HotAir rumzubraten und die 100 Beine sowieso nie gleichzeitig heiß genug zu bekommen.

Sowas ist natürlich möhrig. Von der Wartezeit auf die neue Lieferung mal abgesehen.

Bi habe ich mal versucht, aber das hat mir aus irgendwelchen Gründen, die mir wieder entfallen sind, nicht so zugesagt. Lag vielleicht auch nur an der speziellen Paste.

Das mit dem 'gebraucht' mußte ich zweimal lesen, aber ja, das hattest Du mal erwähnt, daß es zwar Schwund gibt, aber eben nicht in Größenordnungen.

Das scheint ein guter Plan zu sein!

MfG

Frank

Interessanter und pragmatischer Ansatz, danke für den Hinweis.

Ich habe mit meinem Billig-Setup noch keinen wirklichen Fine-Pitch probiert, aber dennoch supi zufrieden:

Paste ChipQuik SMDLTLFP250T3 ROHS Ofen PUHUI T-937 Stencil und Nutzen von jlcpcb da kann man gar keine Stencil-Dicke spezifizieren ;-O Stencil Printer ein 21kg Brocken aus China, indem dieser 3040 Rahmen eingespannt wird.

Bestücker Lumenpnp kleinste Teile: SOD323, 0603, SOT23-5. Weder Probleme mit Brücken, Tombstoning, noch sonstigem - funzt ziemlich geil.

Einzig nervig noch dabei ist, dass die Feeder vom Lumen noch ein paar Defizite haben, habe die schon gepimpt, muss im nächsten größeren Batch dann mal Firmware updaten etc. irgendwas ist ja bekanntlich immer.

Dennoch für Kleinserien ist das obige setup für weniger als 10k einfach nur wärmstens zu empfehlen......

VG Jörg

Frank Scheffski schrieb am Fri, 04 Jul 2025 20:41:05 +0200:

Hallo allerseits,

ich habe nach beschriebener Methode gerade nochmal 20 ATMega1280 verlötet und habe, bei überschaubarem Aufwand, 2000 allerfeinste Bilderbuchlötstellen bekommen. Die Paste, die ich verwende ist so "furchtbar", daß beim ersten Lötgang, ohne aufgesetzte CPU, insgesamt knapp 10 Lötbrücken entstanden sind. Die habe ich mit dem Lötkolben entfernt, dann alle Pads dünn mit Flux bestrichen, CPUs aufgesetzt,

  1. Lötgang, keine Nacharbeit mehr erforderlich.

MfG

Frank

Das hört sich doch gut an !

Welches Flux verwendest Du?

Ich habe bislang so ne Spritze mit Metalaufsatz von Chipquick, bin damit eigentlich zufrieden, wobei das ja eventuell so lange der Fall ist, bis man besseres Zeugs kennt ;-)

VG Jörg

Joerg Niggemeyer schrieb am Mon, 13 Oct 2025 10:04:51 +0100:

Pruust...!

Alpha® OM-338, Exp. 01-MAR-2014(!)

Gab's mal für lau bei Pollin und hält in jeder Hinsicht ewig. Vaselineartig von Farbe und Textur, erfüllt seinen originären Zweck und verflüchtigt sich quasi rückstandsfrei, was mich sehr wundert. Hatte schon den Schaller und literweise IPA bereitgestellt...

Ein RL-062A von Relife hilft mir beim Portionieren.

MfG

Frank

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