Auf einer Leiterplatte mit Mischtechnologie werden SMD-Bauteile normalerweise zuerst platziert und gelötet, und durchkontaktierte Bauteile anschließend hinzugefügt. Diese Reihenfolge ist eine Prozessbeschränkung, die Ihr Design übernimmt, keine Präferenz, auf die Sie verzichten können. Das bedeutet, jedes Bauteil ist auch eine Entscheidung zur Wärmeeinwirkung: was es aushalten muss, auf welcher Seite es sitzt und wie viel Platz der spätere Durchsteckvorgang darum herum benötigt.
Warum gemischte Leiterplatten in dieser Reihenfolge gelötet werden
Die Logik beginnt damit, wie die Oberflächenmontage-Löttechnik funktioniert. Lotpaste wird durch eine Schablone auf flache Pads aufgetragen, Bauteile werden in diese Paste eingesetzt, und die gesamte Leiterplatte durchläuft den Reflow-Prozess. Durchsteckgehäuse und -anschlüsse, die auf der Platine stehen, würden das Drucken und Bestücken behindern, daher müssen sie warten. Der zweite Grund ist Wärme. Eine Lötstelle, die bereits gelötet wurde, schmilzt erneut, wenn sie einen weiteren Lötvorgang durchläuft, weshalbDie Reihenfolge umzukehren birgt das Risiko, bereits fertiggestellte Verbindungen zu stören, wobei Teile verrutschen oder sogar von der Platine abfallen.
Nichts davon ist ungewöhnlich. Es ist einfach der Grund, warum die Reihenfolge existiert. Für einen Käufer ist wichtig, was daraus folgt, denn die Abfolge entscheidet stillschweigend, welche Komponenten ein bestimmtes Design verwenden kann und wo sie platziert werden dürfen.
Was die Reihenfolge mit Ihrer Komponentenwahl macht
Die erste Folge ist ein Wärmehaushalt. Jedes oberflächenmontierte Bauteil auf der zuerst verlöteten Seite durchläuft den Reflow-Prozess, und auf einer zweiseitigen Leiterplatte können die Bauteile auf der zweiten Seite ihn möglicherweise noch einmal durchlaufen. Im Datenblatt jeder Komponente sind eine maximale Löttemperatur und Expositionszeit angegeben, und feuchtigkeitsempfindliche Bauteile unterliegen zusätzlichen Handhabungsgrenzen. Ein Bauteil, das auf einem Schaltplan völlig unscheinbar wirkt, kann dennoch eine schlechte Wahl sein, wenn seine Spezifikation keinen Spielraum für die Anzahl der thermischen Zyklen lässt, denen die Leiterplatte ausgesetzt sein wird.
Die zweite Folge wirkt in die andere Richtung. Bauteile, die die Reflow-Hitze nicht tolerieren können, sind normalerweise diejenigen, die für den Through-Hole-Schritt übrig bleiben. Steckverbinder mit Kunststoffgehäuse, Elektrolytkondensatoren und Relais sind gängige Beispiele, wobei jedoch das Datenblatt – und nicht die Bauteilkategorie – letztlich ausschlaggebend ist. In diesem Sinne ist die Reihenfolge nicht nur eine Einschränkung. Sie zeigt auch, wo ein wärmeempfindliches Bauteil sicher platziert werden kann: auf der Through-Hole-Liste, die nach dem bereits erfolgten Reflow-Löten der Platine hinzugefügt wird.
Die dritte Folge betrifft das Layout. Der THT-Schritt erfolgt von der Seite, auf der die Anschlüsse herausragen, und die Lötanlage benötigt physischen Zugang um jeden Pin herum. Abhängig von der Lötmethode und der verwendeten Vorrichtung können SMD-Bauteile auf derselben Seite, nahe bei THT-Pins, problematisch sein. Sie benötigen möglicherweise Sperrbereiche oder Schutz, und die einzuhaltenden Abstände sind von Lieferant zu Lieferant unterschiedlich, sodass es sich lohnt, gezielt nachzufragen, statt sie einfach vorauszusetzen. Manche Bestücker verwenden auch Pin-in-Paste, bei dem Lotpaste in die Bohrungen eingebracht wird und die THT-Anschlüsse während des Reflow-Lötens verlötet werden, aber diese Technik funktioniert nur für Bauteile, die für die Reflow-Hitze zugelassen sind, und nur, wenn der jeweilige Lieferant sie tatsächlich anbietet.
Bei der Wahl zwischen einem Through-Hole-Bauteil und seinem SMD-Äquivalent verbirgt sich ebenfalls ein Trade-off. Die Umstellung eines Bauteils auf SMD kann einen gesamten Prozessschritt bei der Leiterplattenfertigung einsparen, aber Steckverbinder, die Steckkräfte oder Kabelzugbelastungen aufnehmen müssen, sind aus Gründen der mechanischen Befestigung oft als Through-Hole ausgeführt, und ihr Austausch ist zunächst eine mechanische Entscheidung, bevor es eine Assemblierungsfrage ist.
Es lohnt sich auch zu betrachten, wie viele Through-Hole-Bauteile das Design tatsächlich benötigt. Eine Leiterplatte mit nur ein oder zwei solchen Bauteilen muss für diese wenigen Teile trotzdem einen separaten Lötprozess durchlaufen, sodass die Prozesskosten einer gemischten Leiterplatte oft in keinem Verhältnis zu den Bauteilen stehen, die sie verursachen. Bevor man sich zu diesem Schritt entschließt, ist es sinnvoll zu fragen, ob jedes Through-Hole-Bauteil aus mechanischen Gründen vorhanden ist oder einfach nur, weil es in der vorherigen Revision enthalten war. Das Zusammenlegen oder Ersetzen derjenigen, die keine mechanische Rechtfertigung haben, kann den Aufbau vereinfachen, ohne den Rest des Designs zu verändern.
Was Sie klären sollten, bevor Sie Dateien senden
Die meisten dieser Konflikte sind auf dem Papier kostengünstig zu lösen und auf einer aufgebauten Leiterplatte teuer zu entdecken, weshalb der erste sinnvolle Schritt darin besteht, die Informationen sichtbar zu machen. Markieren Sie in der Stückliste die Montageart und Seite jedes Bauteils, kennzeichnen Sie alles mit eingeschränkter Lötfreigabe und sagen Sie ausdrücklich dazu, wenn ein Through-Hole-Bauteil nicht durch den Reflow-Prozess darf. Fragen Sie dann den Lieferanten, welche Methode er für den Through-Hole-Schritt verwenden wird und welchen Keep-out-Bereich sie benötigt. Eine Designprüfung ist der natürliche Ort, an dem diese Fragen aufkommen, undPCBCart führt eine kostenlose Valor DFM/DFA-Prüfung unter seinen Bestückungsdienstleistungen aufgenau für diese Art von Problem.
Einige Muster tauchen immer wieder auf.Unter der Annahme, dass Durchkontaktierungen überall auf der Leiterplatte platziert werden könnenist die gebräuchlichste, da die Stiftseite Zugang benötigt, den oberflächenmontierte Bauteile blockieren können.Die Lötbewertung eines Bauteils nur als Formalität betrachtenist das zweite, da eine Bewertung ohne Spielraum für mehrere Wärmezyklen bei einem zweiseitigen Aufbau zu einem Qualitätsproblem wird.Austausch eines bedrahteten Bauteils durch ein SMD-Bauteil in einer späten Designphaseist das dritte, weil es das mechanische Verhalten des Teils verändert und nicht nur den Prozess, den es durchläuft.
FAQs
1.Können THT-Bauteile stattdessen durch Reflow verlötet werden?
Manchmal wird Pin-in-Paste verwendet, aber die Bauteile müssen für Reflow-Hitze ausgelegt sein und der Lieferant muss das Verfahren anbieten. Fragen Sie nach, bevor Sie es in Ihre Konstruktion einplanen.
2.Warum können THT‑Bauteile nicht zuerst platziert werden?
Ihre Gehäuse und Anschlussleitungen behindern das Pastendrucken und das Bestücken, und die von ihnen gebildeten Lötstellen wären einem zweiten Wärmeschritt ausgesetzt.
3.Kostet eine gemischte Leiterplatte mehr als eine reine SMD-Leiterplatte?
Es fügt einen Prozessschritt hinzu, also lass dir dies ausdrücklich separat anbieten, anstatt davon auszugehen, dass der Preis derselbe ist.
4.Sollte ich einen Through-Hole-Steckverbinder durch eine Surface-Mount-Version ersetzen?
Nur wenn die mechanische Belastung es zulässt. Steckverbinder, die einer Steckkraft ausgesetzt sind, sind zur Stabilität häufig als Durchsteckmontage ausgeführt.
5.Wer entscheidet, wie der Durchsteckschritt gelötet wird?
Der Lieferant, basierend auf der Leiterplatte und den Bauteilen. Fragen Sie, welche Methode zutrifft und welchen Sperrbereich er benötigt.
Wenn Ihr Design beide Technologien kombiniert, macht eine Stückliste, die den Typ und die Seite jedes Bauteils bereits kennzeichnet, das erste Gespräch mit jedem Lieferanten deutlich produktiver.
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Hilfreiche Ressourcen
•Vergleich zwischen Through-Hole-Montage (THA) und Surface-Mount-Montage (SMA)
•Wellenlöten vs. Selektivlöten für die Leiterplattenbestückung
