Padgröße, Padabstand und Schablonenöffnung müssen gemeinsam festgelegt werden. Der Ertrag bei 0201 und 01005 hängt davon ab, wie gleichmäßig die beiden Pads eines Bauteils Lotpaste und Wärme erhalten, und keine einzelne Abmessung steuert dies. Gehen Sie vom nominalen Dichtelevel nach IPC-7351 aus, halten Sie beide Pads in Kupfer identisch und dimensionieren Sie die Öffnung anhand des Flächenverhältnisses, statt die Padkontur zu kopieren. Wenn die Leiterplatte diese Bedingungen nicht erfüllen kann, ist 0402 in der Regel das bessere Bauteil.
Wie sollten Sie 0201- und 01005-Pads dimensionieren?
Beginnen Sie mit IPC-7351 bei nominaler Dichte und prüfen Sie das Ergebnis dann anhand Ihrer eigenen Bestück- und Drucktoleranzen. Der Standard definiert drei Dichteklassen (Most, Nominal, Least). „Most“ ergibt die größten Pads und das breiteste Prozessfenster, „Least“ die kleinsten Pads und das engste. Wir bitten Entwickler in der Regel, mit „Nominal“ zu beginnen und nur dann auf „Least“ zu wechseln, wenn benachbarte Bauteile keine andere Möglichkeit zulassen. Ein 01005 ist nominell 0,4 × 0,2 mm groß und ein 0201 ist 0,6 × 0,3 mm, sodass eine Bestückverschiebung, die bei 0603 unsichtbar bleibt, hier einen großen Bruchteil eines Pads ausmachen kann.
Die Symmetrie ist wichtiger als die gewählte Kupferdichte. Beide Pads sollten dieselbe Länge, Breite und Kupferfläche haben, und jede Leiterbahn sollte ihr Pad entlang der Bauteilachse verlassen. Ein 0201 mit einer dünnen Leiterbahn an einem Pad und einem Flächenanschluss am anderen wird trotz perfekter Schablone aufstellen, weil die Flächenseite später ihren Liquiduspunkt erreicht. Wenn ein Anschluss an eine Ebene angebunden werden muss, verwende thermische Entlastungsstege und teile uns mit, welches Netz es ist.
Die Definition der Lötflächen ist ebenfalls eine Entscheidung wert. Für chipförmige Passivbauteile erwarten wir normalerweise nicht lötstopplackdefinierte Pads, bei denen die Kupferkante die Padgröße festlegt. Bei lötstopplackdefinierten Pads verändert jeder Versatz zwischen Lötstoppmaske und Kupfer, wie viel Kupfer freiliegt, und bei einem 0201-Bauteil kann das dazu führen, dass die beiden Enden eines Bauteils sichtbar unterschiedlich große Padflächen haben. Das ist das gleiche Ungleichgewicht wie bei einer ungleichmäßigen Schablone, nur dass es hier durch die Fertigung entsteht. Wenn die Lötstoppmaskenregistrierung deines Fertigers ungenau ist, sag es frühzeitig, denn das beeinflusst, welche Pad- und Abstandsmaße du gefahrlos zeichnen kannst.
Drei Gewohnheiten, die wir im DFM überprüfen, bevor irgendetwas in die Fertigung geht:
Kein offenes Via innerhalb eines 0201- oder 01005-Pads. Das Lot zieht in das Bohrloch ein und das Lotpastenvolumen auf diesem Pad verringert sich.
Eine Lötstoppmaske-Barriere zwischen den beiden Pads nur dann, wenn Ihr Fertiger die Maskenregistrierung ausreichend genau einhalten kann, um sie beizubehalten. Eine Barriere, die auf der Kante des Pads landet, ist schlechter als keine.
Eine Footprint aus einer verifizierten Bibliothek, keine herunterskalierte 0402. Skalierung erhält selten den Abstand zwischen den Pads, und genau dieses Maß beeinflusst Mid‑Chip-Lotkugeln am stärksten.
Wir veröffentlichen keine universelle Pad-Tabelle. Die passenden Längen und Abstände hängen von den Anschlussabmessungen in der Zeichnung Ihres Bauteillieferanten und Ihrer Maskenregistrierung ab, daher sollten Sie dies mit unserem Engineering-Team abstimmen, bevor Sie das Bibliothekselement final freigeben.
Wie beeinflusst der Abstand Tombstoning und Bridging?
Der Tombstone-Effekt beginnt, wenn das Pad, das zuerst schmilzt, ein Ende des Bauteils nach oben zieht, und drei Dinge entscheiden, welches Pad das ist: Lotpastenmenge, Kupfermasse und die Position des Bauteils relativ zu den Pads, wenn das Reflow-Löten beginnt. Bridging ist das entgegengesetzte Problem: zu viel Lotpaste oder zu geringer Abstand zwischen benachbarten Pads oder benachbarten Bauteilen.
Beim Abstand ist der IPC-Courtyard ein Minimum, kein Zielwert. Rund um 01005-Cluster bevorzugen wir, wenn das Layout es zulässt, mehr Platz als nur den Courtyard, und zwar aus zwei praktischen Gründen. Ein hohes Nachbarbauteil verdeckt den Lötmeniskus aus dem Blickwinkel der AOI-Kamera, und es behindert außerdem die Bestückdüse. Wenn ein 01005 direkt an einem Steckverbindergehäuse oder einer Induktivität sitzt, kann die Lötstelle in Ordnung sein und trotzdem nicht überprüfbar bleiben.
Die Ausrichtung ist der günstige Hebel, den viele vergessen. Ein 0201 neben einer großen thermischen Masse, etwa einem Abschirmrahmen, einem schweren Stecker oder einer großen Massefläche, erfährt eine ungleichmäßige Erwärmung seiner beiden Pads, wenn ein Pad zur Masse hin zeigt und das andere nicht. Dreht man das Bauteil um 90 Grad, sodass beide Pads die Masse gleichermaßen „sehen“, verschwindet das Problem oft, ohne dass man die Schablone anfassen muss. Wenn es das Layout zulässt, sollte man außerdem die Bauteile einer Gruppe in der gleichen Orientierung halten, damit der Druck sich bei jedem Paar gleich verhält.
| Symptom nach dem Reflow | Als Erstes überprüfen wir | Übliche Lösung |
|---|---|---|
| Eine Seite angehoben (Grabstein) | Unterschied im Lotpastenvolumen zwischen den beiden Öffnungen, anschließend Kupfer, das mit jedem Pad verbunden ist | Identische Aperturen, thermische Entlastung auf der stark belasteten Seite, Leiterbahnzuführung in Linie mit dem Bauteil |
| Teil verzogen oder verdreht | Platzierungsversatz, dann Abstand auffüllen | Lokale Fiduzialmarken, überprüfen Sie den Abstand anhand der Anschlusszeichnung des Bauteils |
| Brücke zwischen benachbarten Teilen | Abstand zwischen Pads und Überstand der Öffnung über den Padrand hinaus | Ziehen Sie die Öffnung von der Pad-Kante zurück und fügen Sie Abstand hinzu |
| Lötperlen neben dem Gehäuse | Abstand zwischen Pads und Pastenvolumen unter dem Bauteilkörper | Reduziere die Öffnung an der Innenseite und überprüfe den Spalt |
| Offene oder unterversorgte Fuge | Flächenverhältnis und SPI-Volumen | Dünnere Folie oder eine größere Blende, unten abgedeckt |
Wir haben die allgemeinen Ursachen dieser Defekte in unseremArtikel über häufige SMT-Defekte, sodass dieses Teil bei den Änderungen an 0201 und 01005 bleibt.
Wie dünn sollte die Schablone sein, und welches Flächenverhältnis benötigen Sie?
Wählen Sie die Foliendicke anhand des Flächenverhältnisses der kleinsten Öffnung auf der Leiterplatte und prüfen Sie anschließend, ob Ihre größten Bauteile noch genügend Lotpaste erhalten. Das Flächenverhältnis ist die Öffnungsfläche der Apertur geteilt durch die Fläche ihrer Wände. Für eine rechteckige Öffnung mit Länge L und Breite W in einer Folie der Dicke T lautet es (L × W) / (2 × (L + W) × T). Für eine quadratische Öffnung mit Seitenlänge W vereinfacht es sich zu W / (4T). Ein gängiges Minimum ist 0,66; darunter wird die Pastenfreigabe unzuverlässig.
Die Verengung bei 01005 ergibt sich direkt aus dieser Formel. Das Verkleinern einer Öffnung, um das Lotpastenvolumen zu reduzieren, verringert auch ihr Flächenverhältnis, daher kann die Aperturverkleinerung bei kleinen Pads nicht beliebig eingesetzt werden. Nur eine dünnere Schablone erhöht das Verhältnis wieder, und eine dünnere Schablone druckt auf jedes andere Pad der Leiterplatte weniger Paste. Halbiert man die Dicke, verdoppelt sich das Verhältnis für jede gegebene Öffnung. In der Zwischenzeit benötigt das QFN-Thermalpad oder der Stecker zwei Zoll weiter genau das Gegenteil.
Es gibt ein paar Auswege, und keiner ist kostenlos. Eine einlagige, dünne Folie für die gesamte Leiterplatte funktioniert, wenn der größte Lotpastbedarf auf der Leiterplatte damit leben kann, und die SPI-Daten des Erstmusters zeigen Ihnen schnell, ob das der Fall ist. Eine gestufte Folie, die im Mikro-Passiv-Bereich dünner ist, ist eine gängige Technik, allerdings sollten Sie mit unserem Engineering-Team abklären, ob sie zu Ihrem Panel passt. Wir betreiben außerdem einen MYCRONIC-Jet-Drucker, der nicht von einer Schablonenöffnung abhängt; ob er für eine bestimmte Leiterplatte geeignet ist, ist eine technische Entscheidung, die wir nach Sichtung der Dateien treffen. Die vierte Option ist die unspektakuläre: die nicht-kritischen Passivbauteile wieder auf 0402 zurückzustellen, sodass die Schablone nur ein Problem lösen muss.
Die Form der Apertur bekommt mehr Aufmerksamkeit, als sie verdient. Verkleinerte und geformte Öffnungen sind bei 0201 üblich, aber für den Ertrag entscheidend ist, dass die beiden Aperturen eines Bauteils identisch sind und genau zu ihren Pads ausgerichtet sind. Eine gut geformte, aber außermittig gedruckte Apertur ist einer schlichten, korrekt positionierten Apertur unterlegen. Auch die Wandqualität ist wichtig, da raue, lasergeschnittene Wände bei diesen Größen die Paste zurückhalten. Foliendicke, Pastenpulvertyp und eventuelle Beschichtungen sind stets platinenspezifisch; stimmen Sie diese daher mit unserem Engineering-Team ab, anstatt einfach eine Zahl aus einem Datenblatt zu übernehmen.
Die Einstellungen des Druckprozesses stehen über allem und lassen sich leicht der Konstruktion anlasten. Die Unterseitenreinigung der Schablone ist ein gutes Beispiel. Rückstände um eine kleine Öffnung verschmieren auf die nächste Leiterplatte und treten als Brücke oder Volumenschwankung auf, und keine Pad-Änderung behebt das. SPI-Trenddaten über aufeinanderfolgende Leiterplatten zeigen, ob das Reinigungsintervall das Problem ist – deshalb lesen wir sie aus, bevor wir eine Layoutänderung vorschlagen.
Was sollten Bestückung und 3D-SPI/AOI bei Mikropassiven erfassen?
Überprüfen Sie zuerst die Paste, dann die Platzierung, dann die verlötete Verbindung, und betrachten Sie die ersten beiden als die maßgeblichen Faktoren für den Ertrag. Mit 3D-SPI betrachten wir Pastenvolumen, -höhe, -fläche und Versatz pro Pad. Bei 0201 und 01005 ist die entscheidende Kennzahl der Unterschied zwischen den beiden Pads eines Bauteils. Zwei Pads, die jeweils ihre eigenen Grenzwerte einhalten, können als Paar trotzdem unausgewogen sein, und ein unausgewogenes Paar ist das, was zum Tombstoning führt.
Der nächste Faktor, bei dem der Spielraum verschwindet, ist die Platzierung. Zuführungen und Düsen für 01005 stellen gegenüber 0402 eine andere Klasse von Setup dar, was einer der Gründe ist, vor der gesamten Losfertigung einen Erstmusterlauf durchzuführen und die SPI-Daten für den Mikro-Passiv-Bereich auszuwerten – nicht nur das AOI-Ergebnis. Lokale Fiduzials in der Nähe eines dichten Clusters helfen der Maschine, lokale Leiterplattenverzerrungen zu korrigieren, die von den globalen Fiduzials nicht erfasst werden können.
Nach dem Reflow erkennt die AOI fehlende Bauteile, verschobene oder verdrehte Bauteile, Tombstones und Brücken. Chip-Passiv-Lötstellen sind von oben sichtbar, daher deckt die AOI sie ab, und ein Offline-Röntgen fügt für diese Bauteile nur wenig hinzu. Das Reflow-Profil auf unserem JTR-1200D-N wird pro Leiterplatte eingestellt, und ein Profil, das zu schnell aufheizt, kann ein perfekt symmetrisches Design in Tombstones verwandeln. Wenn sich Tombstones in einer Ecke der Leiterplatte häufen, sehen Sie sich zuerst den Druck in dieser Ecke an, bevor Sie das Profil anfassen, weil das SPI dort in der Regel das Volumen-Missverhältnis anzeigen wird.
Eine Gewohnheit erspart später viele Diskussionen. Wenn SPI und AOI nicht übereinstimmen, zum Beispiel die Paste ausgeglichen aussah, ein Bauteil sich aber trotzdem angehoben hat, vergleichen Sie die beiden Datensätze für genau diesen Referenzkennzeichner, bevor Sie irgendetwas ändern. Die Ursache ist normalerweise eine der drei, die wir früher aufgelistet haben: Kupfermasse, Platzierungsversatz oder Erwärmung, und die Daten zeigen Ihnen innerhalb weniger Minuten, welche davon es ist. Wenn Sie gleichzeitig die Schablone und das Profil ändern, wird das Ergebnis unlesbar.
Wann sollten Sie bei 0402 bleiben?
Bleiben Sie bei 0402, wenn die Leiterplatte nur wenig von dem eingesparten Platz profitiert und durch das kleinere Bauteil an Sicherheitsmarge verliert. Wir stellen normalerweise zuerst eine Frage: Welche Netze erzwingen tatsächlich den Einsatz von 0201? Wenn die Antwort lautet, dass es sich um Bypass-Kondensatoren unter einem Fine-Pitch-BGA handelt, verwenden Sie dort 0201 und bleiben Sie sonst bei 0402. Wenn die Antwort lautet, dass das gesamte Stückverzeichnis verkleinert wurde, um ein paar Quadratmillimeter einzusparen, gehen Sie einen Schritt zurück.
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| Zustand auf Ihrem Board | Bleiben Sie bei 0402 | Wechsel zu 0201 oder 01005 |
|---|---|---|
| Grundrissraum | Routing und Innenhöfe passen mit reichlich Platz | Abstände sind das, was das Layout blockiert, zum Beispiel rund um das BGA-Ausbruchsrouting. |
| Pad-Symmetrie | Ein Pad wird auf eine Ebene gezwungen, oder ein Leiterbahnanschluss kann nicht ausgeglichen werden | Kupfer auf beiden Pads kann identisch ausgeführt werden, mit thermischer Entlastung, wo nötig. |
| Nachfrage einfügen | Die gleiche Schablone muss große Bauteile drucken, die eine dickere Folie benötigen. | Mikro-Passivierungen dominieren, oder eine gestufte Folie bzw. ein Jet-Druckverfahren ist praktikabel |
| Teileverfügbarkeit | Der Wert oder die Spannungsangabe ist in der kleineren Baugröße nicht verfügbar, oder die DC-Bias-Derating wurde nicht überprüft | Das Bauteil existiert und sein herabgesetzter Wert erfüllt weiterhin die Anforderungen der Schaltung. |
| Überarbeitung | Sie erwarten eine manuelle Nachbearbeitung der passiven Bauteile | Nacharbeit ist kontrolliert und selten |
Eine praktische Reihenfolge von Entscheidungen hilft bei der ersten Runde. Legen Sie zunächst die Padsymmetrie und die Orientierung im Layout fest, dann bestimmen Sie die Folienstärke anhand der kleinsten Öffnung und fragen erst danach, ob das größte Gehäuse auf der Leiterplatte mit dieser Folie leben kann. Wenn nicht, ist die billigste Änderung in der Regel, einigen passiven Bauteilen eine größere Bauform zu geben. In einer Prototypenserie sehen wir lieber ein paar 0402‑Bauteile als eine Leiterplatte, auf der Grabsteine das eigentliche Problem verbergen, und Sie können in der nächsten Revision verkleinern, sobald die SPI‑ und AOI‑Daten zeigen, wie viel Spielraum der Bereich mit den Mikro-Passiven hat. Handnacharbeit bei 0201 und 01005 ist ebenfalls eine schlechte Wahl, da bereits eine einzige Berührung die Nachbarbauteile verdrängen kann, sodass ein Design, bei dem mit Nacharbeit gerechnet wird, eher zur größeren Bauform tendieren sollte.
Fähigkeit ist die andere Grenze.SMT-Gehäuse-Seiteführt 0201 und 01005 unter den von uns bestückten Chipgrößen auf. Alles, was kleiner als 01005 ist, wird auf dieser Seite nicht aufgeführt, daher sollten Sie uns kontaktieren, bevor Sie ein Design auf einem noch kleineren Gehäuse festlegen.
FAQ
Benötigen 0201 und 01005 ein unterschiedliches Lotpaste?
Oft ja. Feinere Pulver lösen sich im Allgemeinen besser aus kleinen Öffnungen, aber der richtige Typ hängt von Ihrer kleinsten Öffnung und Ihrer Legierung ab. Bestätigen Sie die Pastenauswahl mit unserem Engineering-Team, sobald wir Ihre Pastenschicht haben.
Kann ich eine Via neben ein 0201‑Pad setzen?
Daneben, ja, mit genug Abstand, sodass die Via und das Pad kein Lot gemeinsam nutzen können. Innerhalb des Pads sollten Sie es vermeiden, es sei denn, die Via ist gefüllt und abgedeckt. Wenn Sie sie nicht verschieben können, senden Sie uns das Layout, und wir sagen Ihnen, was wir sehen.
Was sollte ich Ihnen zusenden, damit Sie meine Mikro-Passivpads vor der Angebotserstellung überprüfen können?
Gerber-Dateien einschließlich der Pastenlagen, eine Stückliste mit exakten Hersteller-Teilenummern, die Bestückungsdatei sowie eine Montagezeichnung, in der gekennzeichnet ist, welche Bauteile 0201 oder 01005 sind. Die exakte Teilenummer ist wichtig, da die Pad-Geometrie von der Anschlusszeichnung abhängt.
Wirst du meine Fußspuren verändern?
Nicht ohne Ihre Freigabe. Unsere DFM‑Prüfung kennzeichnet Probleme bei Pads, Abständen und Symmetrie, und Sie entscheiden, was geändert wird. Wir bieten keine Schaltplandesigns an.
Wie viele lokale Fiduzialpunkte benötigt ein dichter Cluster?
Dies hängt von der Clustergröße und dem Panel-Layout ab. Bestätigen Sie die Anzahl und Platzierung mit unserem Engineering-Team während der DFM-Prüfung.
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Hilfreiche Ressourcen
Verständnis der Leiterplatten-Schablonendicke und ihrer Auswirkung auf das Lotvolumen
Die Auswirkungen der Platzierung von 01005‑Bauteilen auf die Genauigkeit der SMT‑Fertigungslinie
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