Basics Connectors for SMT production

Grundlagen
Basics
Steckverbinder
Connectors
for für die
SMT-Produktion
SMT
production
Through Hole
Hole Reflow
Reflow
Through
Surface Mount
Mount Technology
Technologie SMT
SMT ––
Surface
einmodern
modernes
Produktionsverfahren
A
production
process
The
SMD (Surface
Mount
Der trend
Trend towards
zum SMD-Bauteil
(Surface
Device)Device)
has continued
in the
past years.
Mount
war in den
vergangenen
Thanksungebrochen.
to the use of Durch
economical
and fully
Jahren
den einsatz
automated procedures
as regards solder
kostengünstiger,
vollautomatisierter
Verfahpastehinsichtlich
printing, mounting
of components
ren
Lotpastendruck,
Bestückung
and Bauelemente
soldering, production
onstellt
SMT die Proder
und Löten
lines represents
an economical
and fast
duktion
in SMT-Linien
ein kostengünstiges
production
processs.
From this grows
und
schnelles
Produktionsverfahren
dar.
the
desire
to integrate
as manyder
of Wunsch
the
Daraus
leitet
sich unmittelbar
remaining
wired
components
as possible in
ab,
möglichst
viele
noch in bedrahteter
this production
process.
Bauform
vorliegende
Bauteile in dieses
Produktionsverfahren zu integrieren.
Through Hole
(THR)
Through
Hole Reflow-Technologie
Reflow technology (THR)
Der concept
Begriff Through
HoleHole
Reflow-Technologie
The
of Through
Reflow
beschreibt eine
Montagetechnik
Kompotechnology
describes
a mountingfür
technology
nenten
auf der Leiterplatte.
steht fürforDurchfor
components
on the PCB. Er
It stands
steckmontage
(ThroughofHole)
der Komponente
through
hole mounting
components
within
bei der
Bestückung
in in
Verbindung
mitwith
demthe
the
mounting
process
conjunction
Reflow-Lötverfahren.
Es handelt
dabei um
reflow
soldering process.
This is asich
technology
eine Technologie,
für vollautomatisierte
developed
for fullydie
automated
processes in Prozesse production.
in der SMT-Fertigung entwickelt wurde.
SMT
2
Phoenix ConTACT
The eine
following
factors should
be in
Für
reibungslose
Integration
observed
for smooth
integration
den
SMT-Prozess
müssen
folgendein
Faktoren
the SMT process:
beachtet werden:
•• Größe,
Form
Gewicht
Size, form
andund
weight
of theder
Komponenten
(einschränkungen
component (limitations
with automatic
beim
automatischen Bestücken)
mounting)
•• Temperaturbeständigkeit
Temperature resistance ofder
the
Komponenten
(einschränkungen
components (limitations
for soldering
beim
Lötprozess)
process)
Mechanical
load mechanische
on the components
•• Zu
erwartende
Belas- to
be expected
in operationim(e.g.
tractive
tung
der Komponenten
Betrieb
forces
on the connector
in “Wire-to(z.
B. Zugkräfte
am Steckverbinder
bei
Board” applications)
„Wire-to-Board“-Anwendungen)
Variantentypes
der Leiterplattenbestückung
Different
of PCB component mounting
SMT
SMT-Leiterplatte
PCB
Die
The reine
purelySMT-Leiterplatte
SMT PCB can belässt
sich
„kostengünstig“
fertigen,
manufactured
“economically”
da
einadurchgängiger,
vollautosince
uniform, fully automated
matisierter
Bestückungsund
mounting and
soldering process
Lötprozess
fürall
allecomponents.
Komponenten
is possible for
möglich ist.
Table of contents
Inhaltsverzeichnis
Surface Mount Technology
Surface
Technologie
SMT – AMount
modern
production
SMT
–
ein
modernes
process
Produktionsverfahren
Pages 02 – 03
Seiten 02 – 03
Gemischt
bestückte
PCB with varying
Leiterplatte
components
Bei der gemischt bestückten
Leiterplatte
verursachen
In the case of
PCBs with viele
varying
SMT-Komponenten
plus ein
components, the combination
geringer
anofbedrahteten
of a high Anteil
number
SMT
Bauteilen
höhere
components
plus Fertigungsa low number
kosten.
zweites Bestückungsof wiredein
components
leads to
verfahren
sowie eincosts.
zweites
higher production
Lötverfahren
sind notwendig.
A second mounting
process and
a second soldering process is
thus necessary.
The „Pin
“Pin in
in Paste“Paste”
Das
Procedure
Verfahren
Pages 04
Seiten
04 –– 05
05
Requirements for
Anforderungen
anTHR
components
THR-Komponenten
Pages 06 – 10
Seiten
Qualifizierung
Qualification ofvon
THR
THR-Bauteilen
components as nach
per
J-STD-020D
J-STD-020D
Seiten
11 –– 13
13
Pages 11
Prozessintegration
Process integration
Seiten
14 –– 22
22
Pages 14
Schnell zum richtigen
The fastest route
Produkt
to the right product
Seite 23
Page 23
Phoenix ConTACT
3
Das „Pin
in Paste”
Paste“-Verfahren
The
“Pin in
method – –
Grundlage
The
basis ofder
theThR-Technologie
THR technology
The
“Pin in
method takes
the typical
Das „Pin
in Paste”
Paste“-Verfahren
überträgt
die
steps of anProzess-Schritte
SMT productionder
process
and
typischen
SMT-Fertiapplies
a PCB with
gung
aufthem
eine to
Leiterplatte
mitthroughdurchkontakcontacted
holes. The
functional
principle of
tierten
Bohrungen.
Das
Funktionsprinzip
this procedure
is nowadays
to
dieses
Verfahrens
gilt heute considered
als grundsätzbe aknowledged.
right component
lich
bestätigt. DieWith
damitthe
erzielbaren
ergebgeometry,
and process
nisse
sind –soldering
abhängigmaterials
von Bauteilgeometrie,
parameters, theund
results
attained are very
Lötmaterialien
Prozessparametern
–
Objective
of integration
Ziel
der Integration
von of
throughnenten
hole components
in the
Kompo
in Durchstecktechnik
SMT reflow
(Through
process:
Hole) in den
SMT
-Reflow-Prozess:
Wired
components and SMT
Bedrahtete
componentsBauelemente
can be ... und
SMT-Komponenten
sind ...
... processed simultaneously
...
verarbeitbar
• gleichzeitig
Using the same
equipment
•• mit
gleichem
Using
the sameequipment
method
•• mit
gleichen
Verfahren
Under the same conditions
• unter gleichen Bedingungen
good.
sehr gut.
Basic
Prinzipielle
function
Funktionsweise
Der Ablauf
des
The “Pin-in-Paste”
method
„Pin in Paste“-Verfahrens
in detail
1.
1.
2.
2.
PCB
Leiterplatte
with through
mit
contacted hole
durchkontaktierter
Bohrung
5.
5.
Mounting
component
Bauteil bestücken
4
Phoenix ConTACT
3.
3.
Applyingauftragen
solder
Lotpaste
paste
Templatewird
is
Schablone
positioned
positioniert
6.
6.
Pindrückt
presses
the
Stift
Lotpaste
solder
paste
durch
das through
Loch
the hole
4.
4.
7.
7.
Solder
paste füllt
fills the
Lotpaste
hole
Bohrung
8.
8.
Reflow
solder
Reflow-Löten
That's
Fertig!it!
Das „Pin
-Prozess
The
“Pin in
in Paste“-Verfahren
Paste” method inim
theSMT
SMT
process
The
Das „Pin
“Pin in
in Paste”
Paste“-Verfahren
method is ist
thedie
basis
Grundlage
for the
fürTHR
die ThR-Technologie,
technology which
dieturn
damit
im Produktionsverfahren
Proin
reduces
the steps in the
zessschritteprocess
reduziert
und
bedrahtete
production
and
integrates
wired
Komponenteninto
in die
components
SMTSMT-Fertigung
production.
integriert. Anpassungen
am bestehenden
Adaptations
to the existing
production
Produktions-equipment oder der Pro-
zessführungorsollen
dabei weitestgehend
equipment
the process
control
vermieden
werden.asDaraus
resultieren
should
be avoided
far as possible.
jedochhowever,
unmittelbar
Anforderungen
This,
results
in immediate
an ThR-Komponenten,
umcomponents
sie in der
requirements
for the THR
prozesstypischen
SMTto
be able to use Umgebung
them in theder
processProduktion
verarbeiten
zu können.
typical
environment
of SMT
production.
Bedrucken
Printing
Mounting
Bestücken
Reflow
solder
Reflow-Löten
Inspection
Inspektion
Phoenix ConTACT
5
Anforderungenfor
an THR
ThR-components
Komponenten
Requirements
Lead-free
hasgelötet.
been inDie
place
Seit 2007 soldering
wird bleifrei
Umstelsinceauf
2007.
The switchover
lead-free
lung
bleifreie
Lötprozessetoerforderte
soldering processes
required
various
vielfältige
Änderungen
und Anpassungen
changes
and adaptations
to the soldering
der
Lotmedien
und Lötprozesse.
Konsemedia and soldering
processes.
This in
quenterweise
hat dies
zu optimierungen
turnder
ledMaterialauswahl
to optimization (Kunststoffe
in the material
bei
sowie
selected (plastics
and metal parts),(PinlänMetallteile),
der Bauteilgeometrie
component
(pin lengths)
gen)
und dengeometry
Verpackungen
geführt.and
im Folthe
packaging.
aspects of
the
genden
werdenThe
die main
wesentlichen
Aspekte
requirements
of THR
and
der
Anforderungen
an components
die ThR-Komponenthe und
THRder
technology
under lead-free
ten
ThR-Technologie
unter bleiconditions
are described below.
freien
Prozessbedingungen
beschrieben.
Ansaugflächen
zuroptimum
optimalen
Bestückung
Suction areas for
component
mounting
Damit
dietoThR-Komponente
vomcomponents
BestüIn
order
ensure that the THR
ckungskopf
desupAutomaten
ohne spezielle
can
be picked
by the mounting
head of
Greifer
oder without
Spezialpipetten
the
machine
the use aufgenommen
of any special
werden kann,
müssen
sie über
glatte
grippers
or special
pipettes,
they
mustAnsaughave
flächen verfügen.
smooth
and even suction areas.
Sind
diese
vorhanden
odertoo
zu small,
klein, the
If these
arenicht
not present
or are
muss
das Bauelement
mit speziellen
component
must be fitted
with special pick
Pick
and Place-Pads
versehen sein.
and place
pads.
Bauteilformgegebene
Ansaugfläche
Suction
area as dictated
by the component form
Integrierte
hervorgehobene
Ansaugfläche
Integrated raised
suction area
6
Phoenix ConTACT
Zusätzliches
Pick
Place-Pad
Additional Pick
&&
Place
pad
space
pin as possible
and
Damitaround
es nichtthe
zu solder
Verschmierung
von Lotmust
spacers,
the so-called
“standpaste also
und have
daraus
resultierend
zu Lötfehlern
offs”
in order
todie
ensure
that the solder
kommt,
müssen
Komponenten
mit
paste
is not
smeared
and doesrund
not um
leadden
to
möglichst
großen
Freiräumen
soldering
faults. The sein
standund
offsüber
prevent
the
Lötstift ausgestattet
Abstandsinsulation
body of the
components
and the
halter, sogenannte
„Stand
offs“, verfügen.
solder
paste from dass
coming
into
contact
with
Diese vermeiden,
es zu
einem
Kontakt
each
other.
zwischen
dem isolierkörper der Komponente
und der Lotpaste kommt.
4,42
4.42
0,66
0.66
22
4,05
4.05
ThR-Komponenten
werden
in mit
LotpasTHR
components are
inserted
in throughte gefüllte, bore
durchkontaktierte
Bohrungen
contacted
holes filled with
solder paste.
gesteckt.
Die Lotpaste
befindet
sich
After
printing,
the solder
paste is
in nach
the bore
dem and
Druck
und on
auf the
demupper
Resthole
on im
theBohrloch
residual ring
ring auf
derPCB.
Leiterplattenoberseite.
side
of the
If the solder paste Falls
is to Lotbe
paste zur Schaffung
zusätzlicher
overprinted
for additional
solderLotreserven
reserves,
überdruckt
werden on
soll,
kann
auchresist
in einem
printing
is possible
the
solder
in a
begrenzten
auf dem
Lötstopplack
limited
area Umfeld
(also refer
to “Screen
printing
gedruckt
werden (siehepage
auch15).
„Schablonenfor
THR components”
druck
für
ThR-Komponenten“
Seite 15).
The components must have as much
free
0,55
0.55
Freiräume
Free
spacesauf
onder
the Komponentenunterseite
component underside
Depth
Tiefe
0.5
0,5 mm
mm
Freiräume
die Stifte
Free
spaceum
around
the pins
5,08
5.08
Zusätzlich
den Designmodellen
wirdaround
der
The designzu
models
and the free space
Freiraum
dokumentiert.
the solderum
pinden
are Lötstift
documented.
The grayDer
area
graue
zeigt,
wo das Bauteil
direkt on
auf
showsBereich
where the
component
lies directly
der
Leiterplatte aufliegt.
the PCB.
Drawing of free space
Freiraumzeichnung
Two-in-one
components
Two in One –– High-position
Hochpolige Komponenten
Je hochpoliger
damitoflänger
ein ThRThe
higher the und
number
positions
and the
Bauelement
wird,is,umso
kleiner
longer
a THRausgelegt
component
the smaller
wirdprocess
das Prozessfenster,
in dem
es verarthe
window in which
it can
be
beitet werden
kann.
Gleichzeitig
der
processed.
At the
same
time, thesteigt
cost for
Aufwand an in
Anpassungen
Prozess.
adaptations
the processim
also
increases.
Bauteiltoleranz
Component
tolerance
Mitthe
zunehmender
Länge adherence
wird das einhalten
As
length increases,
to the
der Rastergenauigkeit
schwieriger
und and
die
pitch
accuracy becomes
more difficult
Durchbiegung
zunehmen.
bending
in the der
pin Stiftleiste
strips maykann
increase.
With
theTwo
“two-in-one”
solution
for
Mit der
in one-Lösung
für CoMBiCon
COMBICON
THR
pin strips,
it is now KomThR-Stiftleisten
lassen
sich hochpolige
possible
have
with a highDie
ponententovon
13components
bis 24 Pole realisieren.
number
of positions,
i.e. aus
13 to
24. The THR
ThR-Stiftleisten
werden
2 Segmenten
pin
strips
are mounted
on the PCB from
auf der
Leiterplatte
zusammengesetzt.
Die
two
segments.
Thedie
inner
side innen
panelsliegenden
have
Segmente
sind um
jeweils
not
been added
to the segments.
This
makes
Seitenwände
reduziert.
Dies schafft
Platz
für
room
for contact-freeBestücken
mountingund
andAneinanaligning
ein berührungsfreies
of
the housings.
After reflow
derreihen
der Gehäuse.
nachsoldering,
dem Reflow-
one haserhält
the same
properties
with single
Löten
man die
gleichenaseigenschaften
section
strips, i.e.
insertiond.remains
as
wie
bei pin
einteiligen
Stiftleisten,
h. der Steckconvenient
as before.
The advantages
are
komfort
bleibt
unverändert
gut. Die Vorteile
high hohe
dimensional
accuracy
and
low/minimum
sind
Maßhaltigkeit
und
geringe/minibending
of the shorter
lower te,
male
Durchbiegung
der segments,
kürzeren Segmen
component
mass, and und
packing
in standard
weniger
Bauteilmasse
Verpackung
in
tape widths for whichwofür
a feeder
always ein
Standardgurtbreiten,
auchis immer
available.zur Verfügung steht.
Feeder
Bauteilmassemass
Component
Das zwangsläufig
hohecomponent
Bauteilgewicht
verThe
unavoidable high
weight
langsamt
denthe
Pick
andand
Place-Vorgang,
slows
down
Pick
Place processhohe
Beschleunigungen
sindrates
problematisch/nicht
and
high acceleration
are difficult or
realisierbar.
impossible.
Verpackung
Packaging
Gurtverpackungen
für hochpolige
KompoTape-on-reel
packaging
for high-position
nenten liegenishäufig
der Standards
components
oftenaußerhalb
not standard
und requires
erfordernspecial
Sonderanpassungen
and
adaptations in im
theBereich
der Zuführeinrichtungen.
component
feed equipment.
Two-in-one
pin strips onfür
standard
Two
in One-Stiftleisten
die
tape-on-reel forBestückung
automatic auf
automatische
componentTape
mounting
Standard
On Reel
Phoenix ConTACT
7
Farbige
THR-Komponenten
Color THR
components
At the
beginning
of the THR technology,
Zu
Beginn
der ThR-Technologie
standen nur
there were only
beige
or transparent
beigefarbene
oder
transparente
sowieplastics,
unteror plastics stark
colored
with varyingschwarze
degrees
schiedlich
mitblack
Ruß eingefärbte
of soot.
Kunststoffe
zur Verfügung.
Withzunehmender
the increasing
acceptance
the
Mit
Akzeptanz
derofTechnolotechnology
in wuchs
the market,
onlymögliche
the
gie
am Markt
nicht not
nur das
possible product range
butauch
also der
the demand
Produktportfolio,
sondern
Wunsch
for color
versions
increased.
nach
farbigen
Varianten.
The transparent
plastics can be
died
Zwar
lassen sich basic
die transparenten
Basiswith color pigments,
but two factors
have
kunststoffe
mit Farbpigmenten
einfärben,
decisive
influence
on the result:
stability
zwei
Faktoren
beeinflussen
aber The
entscheidend
of the
color pigment
in thedes
extremely
das
ergebnis:
die Stabilität
Farbpigments
high process
temperatures
well as the
gegenüber
den
sehr hohen as
Prozesstemperapossibilities
forMöglichkeiten,
attaining the desired
color
turen
und die
einen gewünschtone.Farbton
Nowadays
there are
therefore
only
ten
zu treffen.
insofern
stehen
heute
limited
color farbige
components
available with
a
nur
begrenzt
Komponenten
zur Vercolor tone
often
varying
a little
fügung,
deren
Farbton
häufig
ein from
wenigthe
vom
usual standard
color tone. abweicht.
gewohnten
Standardfarbton
An attempt
is being
madewerden.
to expand
the
einige
Farbtöne
realisiert
in enger
variety in close cooperation
with the plastic
Zusammenarbeit
mit den Kunststoffherstelmanufacturers.
lern
wird versucht, die Varianz zu erweitern.
The größte
biggestAuswahl
choice isergibt
in thesich
fielddabei
of im
Die
polyamides,
followed
PPAs,von
while
Bereich
der closely
Polyamide,
dicht by
gefolgt
color LCPs
the stehen
list. It has
possible
PPAs,
farbigetop
LCPs
auf been
der Wunschlisto weiter
realize ganz
only aoben.
few color
tones sobisher
far. nur
te
hier konnten
Farbige
THR-Stiftleisten
ausofHT-Polyamid
Color THR
pin strips made
HT polyamide
Farbvarianten
Color variants
Influence
of Lötstiftgeometrie
the solder pin geometry
Einfluss der
In
the THR Bauelemente
process, wired
components
Bedrahtete
werden
im ThRare
inserted
the boregesteckt,
holes thatdiehave
Prozess
in dieinto
Bohrungen
vorpreviously
beenSchablonendruck
filled with soldermit
paste
by
her durch den
Lotpaste
means
of screenDabei
printing.
The
gefüllt wurden.
spielt
diegeometry
Geometrie
of
component connections
plays
an
derthe
Komponentenanschlüsse
eine
wichtige
important
role here.
Rolle.
Three
basic connection
geometries can lasDrei grundsätzliche
Anschlussgeometrien
usually
differentiated
between:
sen sichbedabei
in der Regel
unterscheiden:
Bohrung
derPCB
Bore
hole ininthe
Leiterplatte
Bohrung
derPCB
Bore
hole ininthe
Leiterplatte
Bohrung
derPCB
Bore
hole ininthe
Leiterplatte
Square
Quadratischer
solder
contact
Lötkontakt
Round solder
Rundercontact
Lötkontakt
Rectangular
solder
Rechteckiger
contact
Lötkontakt
Abhängig
von der for
Geometrie
des AnschlussThe
requirement
solder paste
varies
pins ergibttosich
unterschiedlicher
Bedarf
according
theein
geometry
of the connection
an Lotpaste.
Der spätere
ist stark
pin.
The subsequent
fillingFüllgrad
degree greatly
abhängig on
vomthe
richtigen
von
Pinvodepends
correctVerhältnis
ratio of pin
volumes
lumen
Bohrlochvolumen.
to
borezuhole
volumes.
The
effect iskommt
a resultdurch
of the
capillary
Der reflow
Reflow-effekt
Kapillarkräfforces
which welche
attract die
the am
solder
pastehaftende
on
te zustande,
Lötstift
the
soldernach
pin dem
through
the bore hole
to die
the
Lotpaste
Aufschmelzen
durch
PCB
surfaces
after
melting. If these cannot
Bohrung
auf die
Leiterplattenoberflächen
have
theKönnen
desireddiese
effectdurch
due to
unfavorable
ziehen.
ungünstige
Geometrien wiesuch
geometries
zu schmale,
as narrow,
dünne
thinAnschlüsse
connections,
nicht
notwendiger
Weise
wirken,
kannThe
es
it
can inresult
in paste loss
(e.g.
running).
process
window (z.B.
is reduced
and the
cost of
zu Pastenverlust
Abtropfen)
kommen.
Das Prozessfenster
optimization
increases.
wird hier kleiner, der
optimierungsaufwand steigt.
8
Phoenix ConTACT
RunderTHR
THR-Lötkontakt
(M12-Steckverbinder)
Round
solder contact
(M12 connector)
Rectangular
pin,unzureichendes
insufficient solder
volume,
Rechteckigersolder
Lötstift,
Lotvolumen,
here
without
paste loss –– Optimierungsbedarf!
optimization necessary!
hier ohne
Pastenverlust
Vergoldete Kontakte
Gold-plated
contacts
einige applications
Applikationen
erfordern
denofeinsatz
Some
require
the use
goldvergoldeter
Kontaktsysteme.
Generell
wird
plated
contact
systems. Usually,
gold left
der Verbleib
von Gold
Lötstelle
als
over
in a soldering
spotiniseiner
considered
critical,
kritisch
eingestuft,
da sichbecome
Zinn-Gold-Gefüge
since
tin-gold
structures
brittle in
ergeben,
die imthus
Langzeitverhalten
verspröden
the
long-term
damaging the soldering
und damit
Lötstelle
schädigen
spot.
In thedie
case
of classical
wave können.
soldering,
Beimgold
klassischen
Wellen-Löten
wird
bei voll
the
layer is washed
off in the
solder
vergoldeten
Kontaktstiften
die Goldschicht
area
with fully
gold-plated contact
pins, thus
im Lötbereich
abgewaschen,
Risiko
damit
leading
to minimization
of thedas
risk.
In the
minimiert.
Beitechnology,
der ThR-Technologie
case
of THR
gold is left inverbleibt
the
aufgrund der
soldering
spotlimitierten
due to theLotpastenzufuhr
limited solder das
Gold in
der Lötstelle.
paste
feed.
Phoenix
therefore
partially
goldDeshalb Contact
stehen bei
Phoenixhas
Contact
partiell
plated
pins.Stifte
The gold
plating on the
vergoldete
zur Verfügung.
Die contact
Kontaktside
unchanged
and the die
solder
pins
seiteremains
ist unverändert
vergoldet,
Lötseite
are
wirdtin-plated.
verzinnt ausgeführt.
Partially
gold-platedStifte
pins
Partiell vergoldete
THR-Stiftleiste
vergoldeten
THR pin strips mit
withpartiell
partially
gold-platedStiften
pins
Auswahl der
Lötstiftlänge
Selecting
therichtigen
right solder
pin length
Die Auswahl
richtigen
The
solderingder
method
and Lötstiftlänge
the type of sollte
auch im hinblick
das Lötverfahren
soldering
processauf
should
also be takensowie
into
die Art des
Lötprozesses
vorgenommen
weraccount
when
selecting the
correct solder
den.lengths.
Generell
gilt, dass
bleifreien
Prozessen
pin
Shorter
pinsinare
recommended
in
aufgrund der
deutlich
veränderten
Lotpastenlead-free
processes
due
to the considerable
parameter
kürzere
Stifte
empfohlen werden.
change
in solder
paste
parameters.
Das gilt insbesondere für den Dampfphasen-
Pinlänge
Pin
length(Standards)
(standards)
prozess,
da hier
unabhängig
vomvapor
eingesetzThis applies
in particular
to the
phase
ten
Lot das
Kondensat
aufalso
der
process,
since
here, thezusätzlich
condensate
Lotkugel
am solder
ende des
rests on the
ballStiftes
at thelastet
end ofund
thezum
pin
Pastenverlust
führen
kann.
regardless of the
solder
used and can lead to
paste loss.lassen sich mit sehr kurzen, in der
Dagegen
Leiterplatte versenkten Stiften sehr gute
Lötstellen
erzeugen.
hinsichtlich
der pins
iPCOn the other
hand, extremely
short
inspektion
gibtPCB
es hierfür
nochsoldering
keine
sunk into the
create aber
excellent
Qualifikationskriterien,
sodass
das Risiko
spots. As regards the IPC
inspection,
there
individuell
beurteilt criteria
werden for
muss.
are no qualification
this, due
to which the risk needs to be assessed
individually.
THR-Konvektion
THR
convection
THR-Dampfphase
THR
vapor phase
Perfect
soldering!
Lötung optimal!
Perfect optimal!
soldering!
Lötung
1,4 mm
mm
1.4
inspektion not
nachcertified
Inspection
iPCper
nicht
as
IPC!qualifiziert!
inspektion
nachcertified
Inspection not
iPC
nicht
as per
IPC!qualifiziert!
2,6 mm
2.6
mm
optimal!
Perfect!
optimal!
Perfect!
The
choice forfür
processes
Vorzugsweise
bleihaltige
using
lead.
Prozesse.
Restricted
suitability.
Bedingt
geeignet.
Kleineres
Prozessfenster
Smaller
process
window
bei lead-free
bleifreien processes.
Prozessen.
for
nicht
empfehlenswert!
Not recommended!
3,4 mm
mm
3.4
Gefahr
Pastenverlust.
Danger von
of loss
of paste.
Phoenix ConTACT
9
Abhängigkeitbetween
von Lötstiftlänge
Lotpaste
Relationship
solder pinund
length
and solder paste
in
ThR process,
the Leiterplatte,
PCB, solder Lotpaspaste,
im the
ThR-Prozess
wirken
components
and the
of reflow
process
te, Komponenten
undtype
die Art
des Reflowplay
a joint zusammen.
role. The result
is affected
by all
Verfahrens
Das ergebnis
wird
factors
involved
in the
process.
dabei von
allen am
Prozess
beteiligten Faktoren beeinflusst.
The
solder paste used has the greatest effect
on
result.Einfluss
During auf
the das
switchover
Denthe
größten
Ergebnistohatthe
lead-free
processes,
the
dabei die soldering
verwendete
Lotpaste.
imlead-free
Zuge der
ThR
solder auf
process
wasLötprozesse
also affected.haben
Umstellung
bleifreie
sich dabei auch einflüsse auf den bleifreien
ThR-Lötprozess ergeben.
Damit
fürtoden
Lötprozess
genug
Lotpaste zur
in
order
ensure
that there
is sufficient
Verfügung
steht,
wirdsolder
beim process,
Schablonendruck
solder
paste
for the
solder
gezieltisauf
der Leiterplattenunterseite
paste
purposely
pressed through on Lotpasthe
te durchgedruckt.
PCB
underside with screen printing.
Solder
Lotpaste
paste
LPLP
Oberfläche
surface
Solder
Lötprocess
verfahren
Components
Komponenten
ThR-Komponenten
von Phoenix
Phoenix Contact
Contact
ThR
components from
arbeitenuse
heute
in der Regel
mit Stiftlängen,
usually
pin lengths
that protrude
over
die 1PCB
mmunderside
über die Leiterplattenunterseite
the
by 1 mm. Shorter pin
herausragen.
Für kritische,
bleifreie
Lotpasten
lengths
are available
for critical,
lead-free
(langsames
Benetzungsverhalten
und geringe
solder
pastes
(slow wetting behavior
and
Adhäsion
am Stift)
Stiftlängen
low
adhesion
to thesind
pin).kürzere
With extremely
verfügbar.
Mit sehreven
kurzen
Stiftlängen
lassen
short
pin lengths,
lead-free
and leaded
sich auch
bleifreie
solder
pastes
that und
tendbleihaltige
to run canLotpasten
be
verarbeiten,The
die evaluation
zum Abtropfen
Die
processed.
of theneigen.
soldering
Beurteilung
der Lötstelle
beicase
dieser
besonspot
is however
limited inistthe
of this
deren Form
special
form allerdings
(refer alsoeingeschränkt
to “inspection(siehe
of the
auch „inspektion
der 21).
Lötstelle“ Seite 21).
soldering
spot” page
Die durchgedrückte
Lotpaste
hängt
an den
The
solder paste pushed
through
depends
Stiftspitzen
undand
bildet
dasthe
Lotdepot
für den
on
the pin tips
form
solder reserve
anschließenden
Lötprozess.
Wichtig:
eine
for
the related solder
process.
important:
möglichstthe
kurze
Stiftlänge
Keeping
pin length
to averhindert
minimum das
Abtropfenthe
dessolder
Lotes.from
Für running.
Dampfphasenprevents
For vapor
Reflow-Systeme
empfiehlt
sich generell
eine
phase
reflow systems,
a shorter
solder pin
kürzereisLötstiftlänge,
da das Kondensat
length
usually recommended
because the
zusätzlich Gewicht
an den
Lotpastentropfen
condensate
adds extra
weight
to the solder
bringt.drop.
paste
High-temperature
plastics – HT
Hochtemperaturkunststoffe
– HT
Short-term
high-temperature
im Anforderungsprofil
an einenresistance
Kunststoff
has
priority in the requirement
for a
für ThR-Komponenten
steht dieprofile
kurzzeitiplastic
for ThR components. At the
same
ge hochtemperaturbeständigkeit
an erster
time,
range of performance
Stelle.the
Gleichzeitig
soll sich aber of
dasa ThR
Leiscomponent
should
changed as little
as
tungsspektrum
einesbeThR-Bauteils
gegenüber
possible
as compared
to the möglichst
wave-solder
der wellenlötbaren
Variante
wenig
version.
verändern.
in
of the hT plastic,
Beithe
dencase
hT-Kunststoffen
liegenthe
dieinsulation
isolationsdata
sometimes
considerably
below der
that
dateniszum
Teil erheblich
unter denen
of
the standard plastics.
Therefore,
low
Standardkunststoffe.
Daher
muss mit
nie-
10
Phoenix ConTACT
rated
voltages must be reckoned
drigendata/rated
Bemessungsdaten/Bemessungsspanwith.
Today,
polyamides
(PAheute
4.6), LCPs
nungen
gerechnet
werden.
kommen
(Liquid
Polymer)
or PCTs
used,
je nach Crystal
Anforderung
Polyamide
(PAare
4.6),
depending
onCrystal
the requirement.
LCPs (Liquid
Polymer) oder PCTs
zum requirements
einsatz.
The
for high-temperature
resistance
were considerably
increased
Die Anforderung
an die hochtemperaturbeagain
duringwurde
the switchover
the leadständigkeit
nochmals to
deutlich
durch
free
processes. auf
on bleifreie
the whole,
the process
die Umstellung
Prozesse
erhöht.
temperature
wasdas
increased
by 30 – 40°C.
im Mittel wurde
ProzesstemperaturSince
temperatureDa
fordie
many
niveauthe
umupper
30 – 40limit
°C angehoben.
components
is restrictedfür
to viele
255 to
260 °C,mit
obere Grenztemperatur
Bauteile
the
window
is automatically
reduced.
255 process
bis 260 °C
begrenzt
ist, verkleinert
sich
automatisch
Prozessfenster.
The
process das
capability
of a component made
of
certain high-temperature
plastic must
Diea Prozessfähigkeit
einer Komponente
ausbe
qualified
as per the hochtemperaturkunststoff
iPC / JeDeC J-STD-020D
einem bestimmten
standard.
muss nach der norm iPC / JeDeC J-STD-020D
qualifiziert werden.
Qualifizierungofvon
ThRQualification
THR
Bauteilen nach
components
as J-STD-020D
per J-STD-020D
im Fokus
der
iPC/
The
center
of Qualifikationsnorm
focus of the IPC/JEDEC
JeDeC J-STD-020D
stehtstandard
die grundsätzliche
J-STD-020D
qualification
is
Feuchtigkeitsaufnahme
in Kunststoffen,
die
the
basic moisture absorption
that
unter
dertoTemperaturbelastung
des of
Reflowcan
lead
destruction in the form
Verfahrens
zur Zerstörung
in Form von
blisters,
delamination
or deformation
of Blasenbildung,
Delamination
Deformation
the
component
under theoder
influence
of
des temperature
Bauteils führen
in Abhängigkeit
the
of kann.
the reflow
process.
der Bauteilgeometrie
undthe
indirekt
der
“Levels”
that determine
type ofvon
packing
Wahlindes
werden
„Level“
(e.g.
dryKunststoffs
run) and the
processing
in festgelegt,
die die Art
der Verpackung
(z. B. im
an
atmosphere
generally
used for SMT
Trockenbeutel)
und die Verarbeitung
processes
are determined
depending in
onfür
the
SMT-Prozesse
üblicher and
Atmosphäre
component
geometry
indirectly feston the
legen. selected.
plastic
Klassifizierungofder
Classification
theAnforderung
requirementan
forReflow-Komponenten
reflow components
In
basicBasisversuchsreihe
test series, the objective
to apply
in aeiner
ist man isbestrebt,
innerhalb
the
maximum
einerrequired
simulierten
peakReflow-Lötung
temperature
die260°C
maximal
Peak-Temperatur
von
of
to geforderte
the component
for up to
260sec.
°C über
bis zu 30 reflow
sec. aufsoldering.
das Bauteil
30
in a simulated
einwirken itzuhas
lassen.
die that
However
beenAllerdings
proven in zeigt
practice
Festlegung der
Anforderung
an for
die
Determining
the
requirements
maximal
erlaubte
Spitzentemperatur
the
maximum
permissible
peak
in Abhängigkeit
von Gehäusevolumen
temperature
in relation
to the housing
und Gehäusestärke.
volumes
and housing thickness.
A
level is des
defined
in relation
to the der
in target
Abhängigkeit
bekannten
Verhaltens
known
water absorption
behavior ofhochtemthe
Wasseraufnahme
des verwendeten
high-temperature
peratur-Kunststoffsplastic
wird used.
man einen Ziel-Level
festlegen.
Praxis,
dass Bauteile
mit größerer
components
with thicker
housingsGehäuseor higher
stärke
größerem
Gehäusevolumen
nicht
housingoder
volumes
cannot
endure excessively
allzu
hohetemperatures
Peaktemperaturen
high peak
in theaushalten,
same waywie
vergleichsweise
oder
kleinvolumige
as comparativelydünne
thin or
low-volume
Komponenten.
Dasmakes
führt itdazu,
zunächst
components. This
necessary
to bring
Component
Bauteilvolume
Volumen
260 °C
einmal
unabhängig
vom ausgewählten
Kunstdown the
peak temperature
requirement
for
stoff,
für diecomponents
erstgenannten
Komponenten
the former
regardless
of the
die
Anforderungen
an die Peak-Temperatur
selected
plastic.
niedriger anzusetzen.
245 °C
245 °C
>
> 2000
2000 mm
mm33
260 °C
250 °C
245 °C
350
350 –– 2000
2000 mm
mm33
< 350
350 mm
mm33
<
260 °C
260 °C
< 1.6
<
1,6 mm
mm
1.6
1,6 mm
mm –– 2.5
2,5 mm
mm
260 °C
≥
≥ 2.5
2,5 mm
mm
THR
components from
ThR-Komponenten
Phoenix
Contact
fall
von Phoenix
Contact
at
a minimum
under
fallen
zumindest
in
this
size
diesecomponent
Bauteilgrößenclassification:
Klassifizierung:
•• Component
thickness
Bauteildicke ≥
2,5 mm
2.5 mm
•≥
Bauteilvolumen
350 mm³ volume
•>
Component
> 350 mm3
Bauteilstärke/-dicke
Component
thickness
Peak temperature on
component upper side
Spitzentemperatur
aufthe
Bauteiloberseite
Phoenix ConTACT
11
Festlegung der Anforderung
an die
Determination
of the requirements
maximal
erlaubte permissible
Offenzeit = Sichere
for
the maximum
opening
Verarbeitung
ohne Beschädigung
im
time
= Safe processing
without damage
Reflow-Prozess.
in
the reflow process.
168
72
48
24
TOL
Jahr
11 year
Wochen
44 weeks
168 hh
168
72
72 hh
48 hh
48
24 hh
24
Zeit on
auf the
etikett
Time
label
4W
Unbegrenzt
Unlimited
Bauteile, dieamount
keine oder
nur unwesentlich
insignificant
are thus
candidates for
Feuchtigkeit
aufnehmen,without
sind demnach
Kanthe
Level 1 “unlimited”
additional
didaten
für den
Level 1Components
„unlimited“ ohne
dry
packing
(Drybag).
that
zusätzliche
Trockenverpackung
(Drybag).
absorb
moisture
are classified from
1 year
Bauteile,
Feuchtigkeit
aufnehmen,
wer(Level
2) die
up to
a few hours
(Level 3 – 6).
den vonpacking
1 Jahr (Level
2) bis hin
wenigen
Drybag
is mandatory
forzuthese
Stunden (Level 3 – 6) klassifiziert. Diese Komcomponents.
ponenten bedürfen zwingend einer DrybagVerpackung.
1Y
offenzeit
Time
open
offeneprocessing
Verarbeitung
bedeutet
dieofentnahme
Open
means
removal
the
der vorherdefined
definiertdry
getrockneten
previously
componentsBauteile
from an
aus einerpacking
luftdichten
Verpackungwithin
und der
air-tight
and processing
the
Verarbeitung
innerhalb
derThe
vomcomponent
Level vortime
defined by
the level.
gegebenen
innerhalb
Zeitwithout
kann
can
absorb Zeit.
moisture
withindieser
this time
das Bauteil
Feuchtigkeit
aufnehmen,
ohne im
causing
damage
in the reflow
process.
Reflowprozessthat
Schaden
nehmen.
Components
absorbzuno
moisture or an
∞
1
2
2a
3
4
5
5a
6
Level
Level
Prüfzyklus,
Festlegung desof
Moisture
Sensitive
LevelsLevel
(MSL)
Test cycle, determination
the Moisture
Sensitive
(MSL)
nachfolgend
der which
Prüfzyklus
beschrieben,
demhas
diebeen
Zielkasse
geprüft
wird.
The
test cycleistwith
the target
class is mit
tested
described
below.
Definition
Definition
of der
the Zielklasse
target class
Trocknung
125
Drying 4 4h hatbei
125
°C°C
Exposure
exposition
Moisture
absorption as
Feuchtigkeitsaufnahme
per
the target
class
gemäß
Zielklasse
neue Zielklasse
Defining a new target class
definieren
Reflow-Löten
Reflow
solder
mit temperature
Temperaturprofil
gemäß
with
profile
as per
„Bauteilgrößenklassifizierung“
“Component
size classification”
nicht
Failed
bestanden
12
Phoenix ConTACT
inspektion
Inspection
bestanden
Passed
reflow
33 Reflowcycles
Zyklen
Bauteil wird gemäß
Component is grouped as per
der bestandenen
the passed target class
Zielklasse eingruppiert
The Prüfungen
tests are usually
conducted
withmit
Die
werdenfirst
generell
zunächst
peak temperatures of
260°C;
if this
test is
Peak-Temperaturen
von
260 °C
gefahren,
not passed,
the maximum
peak
temperature
erst
bei nichtbestehen
wird
nach
Vorgabe
is reduced
to 250°C
or 245°C
for certain
der
norm für
bestimmte
Bauteildimensionen
component
dimensions
or volumes
as per
oder
-volumina
die maximale
Peak-Tempethe specification
the245
standard
but the
ratur
auf 250 °C in
bzw.
°C verringert,
targetedwird
levelder
is retained.
If this
test
is also
jedoch
angestrebte
Level
zunächst
not passed, aWird
new auch
targetdiese
levelPrüfung
is determined
beibehalten.
nicht
and the testwird
is restarted
a peak festgebestanden,
ein neuerwith
Ziel-Level
temperature
of 260°C.
The
final Moisture
legt
und wieder
mit einer
Peak-Temperatur
Sensitive
Level
is determined
onlysich
when
von
260 °C
begonnen.
erst wenn
keine
there is no more
damage
to thezeigen,
component.
Zerstörungen
mehr
am Bauteil
steht
The endgültige
components
are then
packed Level
and fest.
der
Moisture
Sensitive
marked as specified
in the standard.werden
entsprechend
der normenvorgabe
die Bauteile dann verpackt und gekennzeichnet.
Failed bestandener
level – New test
Nicht
Levelcycle
–
required
neuer
Prüfzyklus erforderlich
Verpackung
Packaging
Für bleifrei
reflowlötbare
bestätigt
For
lead-free
reflow-solderBauteile
components,
Phoenix Contact
Contact confirms
eine Verarbeitbarkeit
in
Phoenix
a processibility
in
accordance
withiPC/JeDeC
IPC/JEDECJ-STD
J-STD020D
Anlehnung
an die
020D
with the
of the relevant
mit Angabe
desspecification
jeweiligen Moisture
Sensitive
Levels (MSL) für die Produktfamilie.
Moisture Sensitive Level (MSL) for the
product range.
Components
in standard bag– –MSL
MSL1 1
Bauteile
im Standardbeutel
Components
in drybag
– e.g.
MSL
Bauteile
im Drybag
– z.B.
MSL
3 3
Identification
Kennzeichnung
Phoenix ConTACT
13
Prozessintegration
zu
Process
integration––hintergründe
Reasons behind
Leiterplattenlayout,
Pastendruck,
PCB
layout, paste print,
component
Bestückung,soldering
Löten und
mounting,
andinspizieren
inspection
The
optimum Prozessintegration
process integrationfängt
starts
Die optimale
beim
with the PCB layout.
foundation
Leiterplattenlayout
an.The
Bereits
hier wird die
for ideal soldering
results is laid
here.
Grundlage
für bestmögliche
Lötergebnisse
Even correct
application
the paste
gelegt.
Auch der
richtige of
Pastenauftrag
has erheblichen
an effect on einfluss
the finalauf
result.
But for
hat
das endergebcomponent
mounting
are alsogibt
rules
nis.
Aber auch
bei der there
Bestückung
es
that need
be observed.
The
solderDer
Regeln,
dietobeachtet
werden
müssen.
process andsowie
the final
are well
Lötprozess
die inspection
abschließende
Inspekdescribed
in standards.
tion werden
in normen gut beschrieben.
Leiterplattenlayout
PCB layout
1. Pad
1.
Pad design
Design//residual
Restringring
The same requirements
hinsichtlich
der Dimensionierung
are applicable
des Restfor the
rings gelten weitestgehend
dimensioning
of the residualdie
ring
gleichen
as for the
Anforderungen pads.
wie für
wellengelötete
Pads.
wave-soldered
Taking
into account
the
Unter
derand
Luftair
andBerücksichtigung
creepage distances
theund
freeKriechspace
strecken
des Freiraums
unterhalb
under
theund
component
around
the pin, des
the
Bauteils
rund
den Stift0.2sollten
diemm.
Ringring
widths
areum
between
and 0.5
The
breiten
zwischen
0,2 bis
0,5 mmonliegen.
potentially
large paste
volumes
widerDas
potenziell
größere
Pastenvolumen
rings can have
a positive
effect on auf
the breiteren
Ringenquality
kann die
Qualitätformation).
der Lötung
soldering
(meniscus
(Meniskusbildung) positiv beeinflussen.
2. Hole
Bohrlochdurchmesser
2.
diameter
The
of THR
technology requires
Der use
einsatz
von ThR-Technologie
erformodifications
in the PCB
layout. Selection of
dert Modifikationen
im Leiterplattenlayout.
the
correct
holedie
diameter
is important
Wichtig
ist hier
Wahl des
richtigen here.
Bohrlochdurchmessers.
On
the one hand, a suitable
ein geeigneter
hole diameter
Bohrlochdurchmesser
is
important for ensuring
ist einerseits
the return
wichtig,
flow
um
denthe
of
Rückfluss
soldering
des
in Lotes
the reflow
im Reflow-Prozess
process and
sicherzustellen
und the
andererseits
die
on
the other hand,
hole size hat
influences
Lochgröße
die Automatenbethe
degree Einfluss
to whichauf
components
can be
stückbarkeit.
Durch eineAgeeignete
Lochgrömounted
automatically.
suitable hole
size
ße werden Fertigungstoleranzen
ausgeglichen
compensates
production tolerances
and
und ein reliable
sicherescomponent
Bestücken ermöglicht.
enables
mounting.
14
Phoenix ConTACT
d
d
of thedes
square
pin used Vierkantstiftes
d=
= diagonal
Stiftdiagonale
verwendeten
= Inner
innendurchmesser
Bohrloch
diameter of the
bore hole
d
dii =
di
TheFaustformel
following is für
applicable
as a thumb rule for a
Als
einen geeigneten
suitable
Bohrlochdurchmesser
gilt:
hole diameter:
di = d + 0,3 mm
di = d + 0.3 mm
in
der Praxisincreasing
ergeben sich
mit zunehmender
In practice,
component
lengths
Bauteillänge
größere
Fertigungstoleranzen.
result in greater
production
tolerances. In
Um
beitohochpoligen,
Bauelementen
order
increase thegroßen
reliability
of component
die
Bestücksicherheit
zu erhöhen,components,
kann nochmounting
for large high-position
mals
eine erhöhung
des innendurchmessers
an increase
in the inside
diameter by up to
um
bis zu
0,1bemm
notwendig
werden.series
Für of
0.1 mm
can
necessary.
In certain
ThR-Komponenten
von
Phoenix
Contact
the THR components
from
Phoenix
Contact,
werden
bei den einzelnen
Serien die
empfohthe recommended
hole diameter
in relation
lenen
Abhängigkeit
to theBohrlochdurchmesser
number of positions isindocumented.
von der Polzahl dokumentiert.
Beispiel:
Example:
Für
CC wird
bis5zupositions
einer Polzahl
For die
the Serie
CC series,
up to
are
von
5 Polen einfor
Bohrlochdurchmesser
recommended
a hole diameter of von
1,5
1.5 mm
mm. empfohlen.
1954537
CC 2,5/8-G-5,08
2,5/8-G-5,08 P26THR
P26THR
1954537 CC
Ab
6 Pole
erhöht onwards,
sich der Durchmesser
From
6 positions
the diameter auf
1,6
mm. to 1.6 mm.
increases
Information on
this article
Information
zu diesem
Artikel
Maße
/ Pole / positions
Dimensions
Rastermaß
5,08 mm 5.08 mm
Pitch
Maß
a
35,56
mm
Dimension
a
35.56 mm
Polzahl
88
Number of positions
Stiftabmessungen
11 xx 11 mm
mm
Pin dimensions
Stiftabstand
5,08
mm
Pin spacing
5.08 mm
Bohrlochdurchmesser
1,6
mm
Hole diameter
1.6 mm
Paste
print
Pastendruck
1. Template
Schablonendruck
1.
printingfür
forTHR-Komponenten
THR components
In
printing process,
theLotpaste
solder paste
im the
Druckprozess
wird die
für SMDis
applied at the(oberflächenmontage)
same time for SMD und
Komponenten
components
(surface(Through
mount) and
THR
ThR-Komponenten
hole
Montage)
components
(through
hole
mounting)
gleichzeitig mittels
einer
Schablone
aufon
die
the
pads/residual
rings usingAktuell
a template.
The
Pads/Restringe
aufgetragen.
kommen
current
templates
haveStärke
a thickness
of bis
100 to
Schablonen
mit einer
von 100
150
150 µm.
µm zum einsatz.
The Drucker
through print
can bedurch
changed
on
Am
selbstdegree
kann jedoch
Rakelthe printer
through the spreader
winkel
oderitself
Rakelgeschwindigkeit
(ggfs.angle
durch
and spreader speed
cartridge pressure
Kartuschendruck
bei(or
geschlossenen
Syste- in
the case
of closed
systems).
men)
schon
grundsätzlich
der Durchdruck
verändert werden.
The
printing processes
to the
Die Druckprozesse
sindare
aufadapted
das verwendete
solder
fine pitch structures
of
Lot undused
die and
Fine the
Pitch-Strukturen
der SMTthe
SMT components
and should
only be
Komponenten
abgestimmt
und sollten
nur
slightly
affected
thegleichzeitig
simultaneous
THR
geringfügig
durchbyden
stattfinprinting.
denden ThR-Druck beeinflusst werden.
Closed spreaderRakelsystem
system
Geschlossenes
V
P1
α1
α < α
V
P > P
α2
P2
Abhängigkeit
des
Relationship
between
solder pushed
through vom
and
Durchdrucks
the spreader
angle
Rakelwinkel
2. Required
paste
volume for THR
2.
Notwendiges
Pastenvolumen
für components
THR-Komponenten
The Volumen
Das
volume ofdes
paste
Pastendrucks
print must muss
be double
doppelt
so groß
the
solder
sein
volume
wie das
targeted
für die for
Verbindung
the
angestrebte Lotvolumen,
da ein
großer
der
connection
since a large
part
of theTeil
solder
Lotpaste
aus Lothilfsmitteln
wie Aktivatoren
paste
consists
of soldering additives
such as
und Flussmitteln
in dertwo
Praxis
lassen
activator
and flux.besteht.
In practice,
printing
sich zwei are
Bedruckungsvarianten
empfehlen:
methods
recommended:
1
3
100 –– 150
150 µm
µm
100
Schablonenstärke
Template
thickness
0,5 mm
mm
00 –– 0.5
4
100
150 µm
µm
100 –– 150
Schablonenstärke
Template thickness
2
Variante
Variant A:A:
Lotpaste
mit that
geringer
Solder paste
tendsAbtropfneigung
not to run
Variante
Variant B:B:
Lotpaste
mit with
hoherhigh
Abtropfneigung
Solder paste
running tendency
–– keine
Überdruckung
notwendig
(1)
Overprint
not required
(1)
–– gezielter
Durchdruck
von Lotpaste
mit
Intentional
pressing through
of the solder
einem
Durchdruck
bis zu
0,5 mm
unterhalb
paste by
up to 0.5 mm
under
the PCB
(2)
der Leiterplatte (2)
–– Overprinting
Überdruckungofdes
(3)(3)
als as an
theLotauges
solder eye
zusätzliches
Lotdepot
additional
solder
reserve
–– Reduction
Reduzierung
of der
the eingebrachten
solder volumeLotmenge
by means
durch
(4)
of
the Stege
ridgesininder
theSchablone
template (4)
Phoenix ConTACT
15
3.
printing
(variantA)
A)
3. Standard
Standarddruck
(Variante
The
paste pressure
determines
the
Der solder
Lotpastendruck
entscheidet
über Ausappearance
and quality
the soldering
spot.
sehen und Qualität
der of
Lötstelle.
Die SteueThe
paste quantity can
be dabei
controlled
rung solder
der Lotpastenmengen
kann
durch
by
means der
of changing
theerfolgen.
template.
Variation
Schablone
In
caseLotpaste
of a solder
paste thatAbtropfdoes not
Beithe
einer
mit geringer
tend
to run
so much
(variant A),sich
theder
cutout
neigung
(Variante
A) berechnet
in
the template
calculated nach
as follows:
Ausschnitt
in deris Schablone
folgendem
Schema:
=d
dAA –– 0.1
0,1 mm
mm where
wobei
d
dSS =
ds
=d
dii +
+ 2*R
2*R
d
dAA=
(d
cutout Ø) Ø)
Schablonenausschnitt
(dSS template
(dAA solder
Lötaugeeye
Ø)Ø)
(d
hole Ø)
Ø)
(dii bore
Bohrloch
(d
di
R
dA
(R Restringbreite)
residual ring width)
(R
With
this variant,
the solder
Bei dieser
Varianteoverprinting
wird ein Überdrucken
paste
on the solder
is avoided.
The
von Lotpaste
auf denresist
Lötstopplack
vermienecessary
solder reserve
comesergibt
from the
den. Das notwendige
Lotdepot
sich
paste
through on the
PCB
durch pressed
die durchgedrückte
Paste
an underside
der
Leiterplattenunterseite
Advantage: The template finishes on the
solder
Vorteil:eye
die Schablone schließt auf dem
ab bead formation
–Lötauge
No solder
–– No
possible and thus lower
keineunderprint
Lotperlenbildung
of cleaning cycles
– number
keine Unterdruckung
möglich und somit
weniger Reinigungszyklen
Template
Schablone
R
Solder
paste
Lotpaste
Solder resist
Lötstopp-Lack
PCB
Leiterplatte
Residual
Restring
ring
4.
push-through
(variant
B) B)
4. Reduced
Reduzierter
Durchdruck
(Variante
If
the solder
paste usedLotpaste
tends tozum
runAbtropor if the
neigt
die verwendete
bore
holes
aredie
too
big for thefür
components
fen bzw.
sind
Bohrlöcher
die verwenused,
strategysehr
must
be implemented.
deten another
Komponenten
groß,
muss eine
Adding
ridges to eingeschlagen
the template iswerden.
then hier
andere Strategie
empfiehlt sich das einbringen von Stegen in
recommended
in order
to limit the pastezu
die Schablone, um
den Pastendurchfluss
flow.
An additional
(small) solder
reserve
can
begrenzen.
ein zusätzliches
(kleines)
Lotdebe
by gezieltes
means ofÜberdrucken
intentional
potprovided
kann hierhere
durch
overprinting
on the PCB surface.bereitgestellt
auf der Leiterplattenoberfläche
werden.
Alternative
withmit
ridges
and und
Alternative cutouts
Ausschnitte
Stegen
greater
diameters:
größeren
Durchmessern:
–– For
NoÜberdruck,
overprint, without
ridge
zumcomparison:
Vergleich: Kein
ohne Steg
dS
S
Ridge
Steg
–– Overprint
Überdruck50
50µm
µmand
und0.3
0,3mm
mmridge
Steg
R
di
R
–– Overprint
Überdruck100
100µm
µmand
und0.5
0,5mm
mmridge
Steg
16
Phoenix ConTACT
Template cutouts
Schablonenausschnitte
5.
results
reduced paste
pressure
5. Soldering
Lötergebnisse
mitwith
reduziertem
Pastendruck
The
test with
1.4 mit
mm 1,4
pinsmmin a
Der following
nachstehende
Versuch
1.6
mminthick
shows
that as the
Stiften
einerPCB
1,6 clearly
mm dicken
Leiterplatte
ridge
width increases,
solder volume
zeigt deutlich,
dass mitthe
zunehmender
Steg-
decreases
the solder
meniscuses
breite
das and
Lotvolumen
abnimmt
und die
becomes slimmer.
Lötmenisken
immer schlanker werden.
keinridge
Steg
No
keineoverprint
Überdruckung
No
Steg 0,3
Ridge
0.3mm
mm
Überdruckung
50 µm
Overprint
50 µm
Schablonenausschnitte
Template cutouts
PrintDruckbild
pattern, PCB
underside
Leiterplattenunterseite
Schliffbilder
Microsections
Lötstellen
Soldering
spots
Steg 0,5
Ridge
0.5mm
mm
Überdruckung
Overprint
100 100
µm µm
Mounting
components
Bestückung
1.
component
mounting
PickPlace
and Place
1. Automatic
Automatisierte
Bestückung
– Pick– and
Leiterplattenanschluss-elemente
werden übliPCB
connection elements are usually
cherweise,manually,
insbesondere
für Wellenlötpromounted
especially
for wavezesse, perprocesses.
hand bestückt.
Durch die of
integrasoldering
The integration
tion von
ThR-Bauteilen
in die automatisierte
THR
components
in automatic
component
Bestückungin bei
Reflow-Prozessen
ergeben
mounting
reflow
processes results
in
sich große Kostenvorteile.
considerable
cost benefits.
ThR-Komponenten
können
allerdings
However
due to their
size and
weight,inTHR
der Regel aufgrund
Größe
undwith
des
components
can beihrer
mounted
only
Gewichts
nur mit
Pick and
Pick
and Place
machines.
OnPlace-Automaten
the one hand,
bestückt
werden.
einerseits
sind hier
die
the
processing
speeds
are reduced
here
Bestückungsgeschwindigkeiten
reduziert
(no
loss of components) and on
the other
(kein Bauteilverlust),
andererseits
steht eine
hand,
a height of 25 to
40 mm is available
„Pick“ des
aus from
dem the
Gurttape
Picking
the Bauteils
component
erforderliche
Bestückungshöhe
von are
25
for
mounting freie
components.
Components
bis 40 mm
zur Verfügung.
Die Aufnahme
picked
up using
standard vacuum
pipettes.der
Komponenten
dabei über
The
componenterfolgt
is removed
(Pick)Standardat defined
Vakuumpipetten.
positions, the component is then measured
Diethe
entnahme
(Pick)
via
camera des
and Bauteils
aligned and
seterfolgt
on the
an festgelegten
PCB
(Place). Positionen, danach wird die
Komponente
per THR
Kamera
vermessenmust
und
For
this process,
components
anschließend
aufcommon
die Leiterplatte
be
available inausgerichtet
packing forms
in
gesetzt
(Place). Tape-on-reel is the most
SMT
production.
eingesetzt werden. Als gängigste Verpackungsform werden hier Verpackungen auf
einem Gurt (Tape on Reel) verwendet. Für
sehr große oder geometrisch anspruchsvolle
Bauteile können alternativ auch Flächenmagazine (Trays) oder Stangenmagazine (Tubes)
zum einsatz kommen.
Für diese packing
Prozessführung
müssen
ThR-Komcommon
form. Trays
or tubes
ponenten
Verpackungsformen
verfügbar
can
also beinused
for extremely large
or
sein, die üblicherweise
in der SMT-Fertigung
geometrically
critical components.
Kameraerfassung
Bauteilvermessung
Camera recording zur
for component
measurement
„Place“
der component
Komponete on
aufthe
derPCB
Leiterplatte
Placing the
Phoenix ConTACT
17
2. Tape-on-reel
Gurtverpackung – Tape on Reel
2.
Gängigste
Lieferformsupply
für SMTThe
most common
formund
forThRSMT and
Komponenten
ist die
Tape
on Reel-VerpaTHR
components
is the
tape-on-reel
packing.
ckung.with
Für the
ThR-Bauteile
kommenwidths
dabei
Reels
common standard
Rollen
üblichen
24
/ 32 /mit
44 /den
56 / 72
and 88Standardbreiten
mm are used for
24 / 32components.
/ 44 / 56 / 72 und
einsatz.
THR
Due88tomm
the zum
component
Aufgrund
der Bauteilgröße,
insbesondere
bei
size,
especially
with tall components,
it must
hoch
aufbauenden
geprüftis
be ensured
that theBauteilen,
radius of muss
the feeder
werden,
zur Verfügung
stehenden
sufficientob
anddiethere
is enough space
for input
Radien
im Feeder
genügend
and output
of the ausreichen
tape in the und
machine.
Platz für Zu- und Wegführung des Tapes im
Automaten bereitsteht.
Tape on Reel-Verpackung
Tape-on-reel
packing
Tape
radiuspasst
fits feeder
system
Gurtradius
ins Feeder-System
The
available stehende
on the feeder
of a
Der space
zur Verfügung
Platz table
am Feemachine
is always
limited. As
result,knapp
one
dertisch eines
Automaten
ist aimmer
strives
to make
optimum
the space
bemessen.
Demzufolge
istuse
manofstets
bemüht,
available.
produced
are
den Platz Specially
optimal zu
nutzen. feeders
Sonderanferexpensive,
is why
widths
tigungen anwhich
Feedern
sindstandard
kostspielig,
Stan-in
the
range of 24 im
mmBereich
to 56 mm
are bis
preferred.
dardbaubreiten
24 mm
56 mm
This
however
the component
lengths
werden
daher limits
bevorzugt.
Das limitiert
aber
in
thedie
tape.
auch
Bauteillängen im Gurt.
strips.
The machine
thesetzt
rightdabei
and
ten angeboten.
Der places
Automat
the
left component
separately here.
die rechte
und linke halves
Komponentenhälfte
The
advantage
is the economical
use of
getrennt.
Der Vorteil
ist die kostengünstige
the
available
standard feeders.
Important
nutzung
vorhandener
Standardfeeder.
Wichautomatic
machine routines
as “chaotic
tige Automatenroutinen
wie such
„chaotisches
mounting”
retained.
programming
Bestücken“are
bleiben
dabeiCostly
erhalten.
Aufwenthat
certain sequences
is not Reihdige observes
Programmierungen,
die bestimmte
required.
sequenzen beachten, sind nicht notwendig.
Bauteil
für Feedersystem
zu großsystem
Component
too large for feeder
Due
to these
limitations,
high-position
Aufgrund
dieser
Limitierungen
werden hochpin
strips
are provided
as two-in-one
pin
polige
Stiftleisten
als Two
in one-StiftleisHigh-positionTwo
two-in-one
pin strip in
Hochpolige
in One-Stiftleiste
in 2
2 feeders
Feedern on
the Feedertisch
feeder table
am
Limited space
on the feeder
Begrenztes
Platzangebot
am table
Feedertisch
High-position
strips can werden
be realized
Mit
der Two inpinOne-Lösung
on the PCBStiftleisten
with the two-in-one
hochpolige
auf der solution
Leiterplatte realisiert
18
Phoenix ConTACT
3. Alternative
– Tubes– or
trays
3.
Alternative packing
Verpackungen
Tubes
oder Trays
Many flächenförmige
flat SMD components
requireerfordern
packing
Viele
SMD-Bauteile
in theVerpackung
tray. A trayimfeed
unit
is thus also wird
often
eine
Tray.
entsprechend
required
at the infeed
point of the automatic
in
der Zuführung
am Bestückungsautocomponent
mounting
system.
Large-volume
maten
häufiger
auch eine
Tray-Zuführeinheit
THR components
can also be
packed in trays
erforderlich.
Großvolumige
THR-Bauteile
and can ebenfalls
thus support
optimum
loading
of the
können
in Trays
verpackt
werden
tray können
supply and
component
infeed.
und
somit
die optimale
Auslastung
der Tray-Bevorratung und Bauteilzuführung
unterstützen.
Components ofderen
types Bauform
that make
packing
Komponenten,
eine
Verpa-in a
tape oriminGurt
a trayoder
complicated
expensive
ckung
Tray eherand
kompliziert
can instead
be provided
in tubes.
Special
und
teuer gestaltet,
können
alternativ
im
infeed units are also
necessary
for werden.
the
Stangenmagazin
(Tube)
angeboten
automatic
component
system. On
Auch
hier sind
speziellemounting
Zuführeinheiten
am
the whole, the THR component
can insgestill be
Bestückungsautomaten
erforderlich.
integrated
samt
kann into
aber the
auchprocess.
hier die ThR-Komponente in den Prozess integriert werden.
Großvolumige
THR-Komponente
Large-volume THR
component inim
theTray
tray
Tube-Verpackung
Tube packing
Sonderbauform
„Pin-Strip“
Tube
Special type of pin
strip in im
a tube
Löten
Soldering
1. Through
solder process
1.
Through Hole
Hole Reflow
Reflow-Lötvorgang
nach
Bestücken
steht das Lot
Form
After dem
mounting
the components,
thein solder,
eines
in thePastentropfens
form of a paste(„Streichholzkopf“)
drop or matchstickan
der
unterhalb
derbelow
Bohrung
head,Stiftspitze
is ready at
the pin tip
thezur
bore
Verfügung.
darauf folgenden
hole. In theim
following
soldering Lötprozess
process, the
schmilzt
die when
Paste the
bei liquid
erreichen
der Liquiduspaste melts
temperature
temperatur
auf passes
und zieht
sich mit
is attained and
through
the hilfe
bore des
Kapillareffekts
derwith
Stiftflanken
hole along the entlang
pin flanks
the help durch
of
das
in derIndarauf
folgenden
Abkühthe Bohrloch.
capillary effect.
the following
cooling
lungsphase
Teil des
wieder
phase, part sackt
of theein
solder
sinksLotes
below
once
nach
und bildet
den charakteristischen
again unten
and forms
the characteristic
solder
Lotkegel
aus. Bleifreie
ein langcone. Lead-free
soldersLote
haveweisen
a slower
sameres
Benetzungsverhalten
auf solders.
als verbleite
wetting behavior
than the leaded
Lote.
Deshalb
entwickelte
For this
reason,kommen
speciallyspeziell
developed
pure tin
Reinzinnoberflächen
ThR-Bauteile
surfaces are used forfür
THR
componentszum
to
einsatz,
die diesen
compensate
for thiseffekt
effect.kompensieren.
eine
wesentliche
The pin
overhangRolle.
belowDie
thedurchgedrückte
PCB plays
Lotpas
te sollterole
noch
Kontakt
zumofBohrloch
an important
in the
melting
the
(Restring)
um einen
guten
Reflowsolder. Thebehalten,
solder paste
pushed
through
effekt
erzielen.
Kurze Stiftlängen
redushouldzu
remain
in contact
with the bore
hole
zieren
dasring)
Risiko
des Pastenverlustes
durch
(residual
in order
to attain a good
Abtropfen
(siehe
auch
der Lötstiftreflow effect.
Short
pin„einfluss
lengths reduce
the
Länge“
Seite loss
10). through running (also refer
risk of paste
to “Effect of the solder pin length” page 10).
Der Stiftüberstand unterhalb der Leiterplatte spielt beim Aufschmelzen des Lotes
Pastentropfen
Paste drops onantheStiftspitzen
pin tip
Aufschmelzprozess
im Reflow-Ofen
Melting process in the
reflow furnace
Phoenix ConTACT
19
2. Soldering
Löttechnologien
2.
technologies
Die heutige
bedient
Modern
SMDSMD-Fertigung
production mainly
usessich
thevorrangig der Konvektion-Löttechnologie
(ca.
convection
soldering technology (approx.
75% coverage),
Verbreitungsgrad),
Dampf75%
followedgefolgt
by thevon
vapor
phase
phasen-Lötsystemen
(<infrared
20%). Sehr
selten
systems
(< 20%). Pure
soldering
kommen
ovens
arenoch
very reine
rare. infrarot-Lötöfen vor.
The
soldering ovens
have
Der convection
Konvektions-Lötofen
weist aufgrund
maximum
production bandwidth
due to
seines Durchlaufverfahrens
und heutigem
their
flow-through
behavior andmit
theregelmodern
modernen
Wärmemanagement
heat
with controllable
heating
barenmanagement
Unter- und oberhitzen
die höchste
from
above and below.auf.
Ashinsichtlich
regards theder
THR
Fertigungsbandbreite
technology,
there are
a few
modelThR-Technologie
gibt just
es nur
selten
modellrelated
bedingt limitations.
einschränkungen.
Dampfphasen-Lötöfen
den been
letzten
Vapor phase soldering sind
ovensinhave
Jahren
weiterentwickelt
worden.
furtherkonsequent
developed in
the last few years.
With
Mit
der ohnehin
höheren
Fertigungsbandbreithe higher
production
bandwidth,
this oven
te
gewinnt diese
zusätzlich
technology
gains ofentechnologie
importance through
the
durch
„inline“-Fertigung
an Bedeutung.
“Inline”die
production.
One particular
point
Für
denbeeinsatz
von for
ThR-Komponenten
should
observed
the use of THR ist
eine
Besonderheit
zu beachten:that
Dashas
sich
auch
components:
The condensate
settled
auf
dempaste
Pastentropfen
absetzende
Kondensat
on the
drop can lead
to running.
kann
zum Abtropfen
eine reduzierte
A reduced
solder pin führen.
length counteracts
Lötstiftlänge
wirkt
dem entgegen
(siehepin
auch
this (also refer
to “Effect
of the solder
„einfluss
der Lötstiftlänge“
Seite 10).
length”, page
10).
Convection solder oven
Konvektions-Lötofen
Lötkammer
einer Dampfphase
Soldering chamber
of a vapor phase
3. Standard
Normenlage
zum
3.
class
for Reflow-Prozess
the reflow process
Die
normen for
für processing
die Verarbeitung
The aktuellen
current standards
von
Komponenten
in bleifreien
components
in lead-free
reflow Reflow-Proprocesses are
zessen
sich auf SMD-Bauelemenlimited beschränken
to the SMD components
where the
te,
insofern eine
der only
Anforrequirements
andÜbertragbarkeit
qualifying tests can
be
derungen
Prüfungen
applied onund
the qualifizierenden
basis of the standards.
nur in Anlehnung an diese normen erfolgen
1. One of the standards describing the solder
kann.
process is the DIN EN 61760-1 – Surface
mount
– Standardized
process
1.
eine technology
den Lötprozess
an sich beschreibende
for theist
specification
of 61760-1
surface mount
norm
die Din en
– oberflädevices(SMD).
chenmontagetechnik
– Genormtes Verfahren
zur
Spezifizierung
oberflächen-montierbarer
2. The
process conditions
described in
Bauelemente
(SMD). – Test methods for
DIN IEC 60068-2-58
2.
solderability,
Die in der resistance
Din ieC 60068-2-58
to dissolution
– Test
of
methods
for solderability,
resistance
dismetallization
and to soldering
heat oftosurface
mount devices
(SMD) – serve
qualification.
solution
of metallization
and toinsoldering
The solder
profiles
described
in the
usable
heat
of surface
mounting
devices
(SMD)
–
cation
forhas
nonhermetic
SolidinState
Surface
The test
been described
the point
Mount
Device.of THR components” (refer to
“Qualification
pagePrüfung
12). Thewird
IPC/JEDEC
Die
im PunktJ-STD-020D
„Qualifizie- mainly
describes
only
the
qualification
rung von ThR-Bauteilen“ (sieheconditions
Seite 12) for
the housing plastic,
it does not
qualify the
beschrieben.
Grundsätzlich
beschreibt
die
soldering. J-STD-020D nur die QualifikatiiPC/JeDeC
beschriebenen
Verfahrensbedingungen
range of the standard
can be taken as adienen
zur
Qualifikation.
Die reflow-compatible
im Anwendungsbereich
basis,
mainly because
der
beschriebenen
Lötprofile
können
PCBnorm
connection
components
are soldered
als
Basis herangezogen
werden, vorwiegend
together
with SMD components,
thus
weil
reflowfähige
Leiterplattenanschlusskomallowing
the requirements
to be transferred.
ponenten
zusammen
mit components
SMD-Komponenten
The disadvantage
is that
that
verlötet
werden,
Anforderungen
do not match
anysodass
profiledie
type
cannot be
übertragbar
sind. nachteilig
Bauteile,
qualified in accordance
with ist,
thisdass
standard
die
keinem
Profiltyp
diealthough
it is
possiblestandhalten,
in practice nach
to obtain
ser
norm
nicht qualifiziert
werden
können,
perfect
soldering
as per DIN
EN 61760-1
obwohl
in der Praxis
bei peak
wesentlich
gerinwith considerably
lower
temperatures
geren
Peak-Temperaturen
und ähnlichem
and a similar
profile pattern.
Profilverlauf
eine
einwandfreie
Verlötung
nach
3. A qualifying
test
for components
is given
Din
en
61760-1
realisiert
werden
kann.
in IPC/JEDEC J-STD-020D Moisture/Reflow
onsbedingungen
für are
den generally
Gehäusekunststoff,
The JEDEC profiles
described as
sie
qualifiziert
nicht adie
Lötung.
being
able to carry
higher
load as compared
to the
IEC profiles;
in practice,
a profile can
im
Allgemeinen
werden
die JeDeC-Profile
be
designed
more
flexibly
and
is
within
als höher belastend im Vergleich still
zu den
ieCthe qualification
profile.
Profilen
beschrieben,
insbesondere kann ein
Profil in der Praxis flexibler gestaltet werden
und befindet sich trotzdem innerhalb des
Qualifikationsprofils.
3.
eine qualifizierende
für KompoSensitivity
ClassificationPrüfung
for Nonhermetic
nenten
findet
sich inMount
der iPC/JeDeC
Solid State
Surface
Device. J-STD020D-Moisture/Reflow Sensitivity Classifi-
4. Recommended
Empfohlenes Lötprofil
4.
solder profile
In
would
to solder
in practice,
der Praxisone
wird
man always
immer try
bestrebt
sein,
by
the Grenze
lower limit
thermal loads.
an meeting
der unteren
der of
WärmebelasCommon
are between
tungen zu peak
löten.temperatures
Gängige Peak-Temperaturen
235°C
and235
245°C
for245
the°C
widely
spread
liegen bei
°C bis
für die
weit verSnAgCu
alloys.
breitetensoldering
SnAgCu-Lotlegierungen.
< 60 s
150
100
< 180 s
50
< 8 min
0
0
60
120
180
Time
(c)
Zeit (c)
Reflow-Lötprofil
bleifrei
(SnAgCu)
Reflow
solder profile
lead-free
(SnAgCu)
20
Phoenix ConTACT
245°C
217°C
200
Temperatur °C
Temperature
°C
Given
below ein
is a empfohlenes
recommended
practical
nachfolgend
praxisgerechtes
profile
(component
upper Für
side):
For lead-free
Profil (oberseite
Bauteil):
bleifrei
reflowlötbare Bauteile
reflow-solder
components,
bestätigt Phoenix
PhoenixContact
Contact
eine Verarbeitbarkeit
confirms
the processibility
in Anlehnung
in accordance
an die
iPC/JeDeC
J-STDJ-STD
020D020D
mit Angabe
des
with
IPC/JEDEC
with the
jeweiligen Moisture
SensitiveMoisture
Levels für die
specification
of the relevant
Produktfamilie.
in einigen
Fällenrange.
sind reduSensitive
Level for
the product
In
zierte cases,
maximal
zulässige
„Peak Body
Tempesome
reduced
maximum
permissible
rature“Body
angegeben.
“Peak
Temperature” is specified.
Reflow-Lötprofil
/SnAgCu)
Reflow
solder profileBleifrei
lead-free
(SnAgCu)
250
240
300
360
Inspizieren
Inspection
1. Requirements
Anforderungenfor
anthe
die soldering
Lötstelle spot
1.
The
IPC-A-610D
standard
can be used
Zur inspektion
von
ThR-Lötstellen
kannfordie
the
inspection
of THR
components.
For the
norm
iPC-A-610D
herangezogen
werden.
evaluation
of thedes
solder
cone on
Die Beurteilung
Lötkegels
aufthe
derPCB
Leiupper
and undersides,
pins protruding
from
terplattenoberund -unterseite
erfordert
the
soldering
No evaluation
zwingend
aus are
der mandatory.
Lötung herausragende
criteria
is specified
pins ending
in
Stifte. Für
kurze in for
der short
Leiterplatte
endende
the
StiftePCB.
werden keine Beurteilungskriterien
angegeben.
A soldering spot can be qualified as
permissible
as kann
per this
in classals3
eine Lötstelle
nachstandard
dieser norm
–zulässig
Products
for Klasse
maximum
in der
3 – reliability
Produkte –fürif the
following
conditions are –fulfilled:
höchste Zuverlässigkeit
qualifiziert werden,
wenn folgende Bedingungen erfüllt werden:
Füllgrad
Filling degree
mindestens
% geforderte
At least 75 %75required
vertical
vertikale
Lotfüllung
solder filling
Umfangsbenetzung
Wetting of surrounding
Lotempfangseite
Solder destination270°
sidebzw.
270°75or%75 %
Lotquellseite
Solder source330°
side bzw.
330° 92
or%92 %
Wetting
of des
the solder
eye
Benetzung
Lötauges
Lotempfangseite:
des of
Solder
destinationBenetzung
side: Wetting
solder
eyenicht
not required
Lötauges
erforderlich
Lotquellseite
Benetzung
desof
Solder
source: side:
Wetting
solder
eye7575%%
Lötauges
2.
lead-freeTHR-Lötstellen
THR soldering spots
2. Quality
Qualitätofbleifreier
The
shape of THR
spots is veryden
ThR-Lötstellen
sindsoldering
in ihrer Ausprägung
similar
to that
soldering
are
Lötstellen,
wie of
siethe
beim
Wellen-spots
oderthat
Selektivlöten during
created
entstehen,
wavesehr
and ähnlich.
selectiveDer
soldering.
hauptunterschied
The
main difference
liegt in der
is inForm
the form
der Lötkegel.
of the
Da prozessbedingt
weniger
Lot iszur
Verfügung
solder
ball. Since less
soldering
required
for
thesind
process,
the solder cones
formed
are
steht,
die ausgebildeten
Lötkegel
kleiner
oder nuroransatzweise
ausgeprägt.
smaller
not fully developed.
This special
appearance
must be discussed
Dieses
spezielle
erscheinungsbild
muss mit
der
abgestimmt
sein
withQualitätssicherung
the quality assurance
department
bzw.
bei der
vonusing
automaor taken
intoVerwendung
account when
tischen
inspektionssystemen
automatic
inspection systems(Aoi)
(AOI).
berücksichtigt werden.
Phoenix ConTACT
21
Standardstift
Ergebnisse
bleifreien
Loten (SnAgCu)
(SnAgCu)
Standard pin –– Results
withmit
lead-free
soldering
Der pin
leicht
über die slightly
Leiterplattenunterseite
The
protruding
over the PCB
überstehende
Stift
die Mindestanforunderside
fulfills
theerfüllt
minimum
requirements
derung
für einespot
beurteilbare
nach
for
a soldering
that can Lötstelle
be evaluated
norm.
Bei standard.
optimalerIfAbstimmung
aller
as
per the
all parameters
areParameter werden
die Anforderungen
nahezu
adapted
to an optimum,
the requirements
für alle
Kriterienfulfilled
zu 100%
ist im
are
completely
for erreicht.
almost allSocriteria.
Schliffbild
ein Füllgrad
von 75%
mindestens
A
filling degree
of at least
is to be75%
seen
erreicht.
es bilden sich
auf solder
beidencones
Seitenform
in
the microsection.
Small
kleine
Lotkegel
aus.formation
eine mögliche
Lunkeron
both
sides. The
of sink
holes
bildung ist
stark von
verwendeten
Lotpasten
strongly
depends
on the
solder pastes
used.
abhängig.
Beurteilung
für 2,6for
mm-Stift
1,6inmm
Evaluation ofFüllgrad
filling degree
2.6 mminpin
dicker
1.6 mmLeiterplatte
thick PCB
Problem-free
of the
eye und
and 100%
100%
Einwandfreie wetting
Benetzung
dessolder
Lotauges
wetting
of the surrounding
Umfangsbenetzung
Typische
Typically slim
magere
THRTHR-Lötstelle
soldering spot
aufonder
theLeiterPCB
plattenunterseite
mit than
mehr75%
als 75%
Lotaugenunderside with more
solder
eye wetting
and 100% und
wetting
of the
surrounding
benetzung
100%
Umfangsbenetzung
Sonderform
Stift“
Special
form „versenkter
of “sunk pin”
Beithe
einigen
esitSinn,
versenkte
In
case Layouts
of some macht
layouts,
is practical
Stifte
hauptsächlich
wois
to
useeinzusetzen,
sunk pins, especially
wheredort,
space
man den on
Platz
der gegenüberliegenden
required
theauf
opposite
PCB side. A sunk
Leiterplattenseite
benötigt.
Als versenkter
pin
is a pin that does
not protrude
from the
Stift wird
StiftPCB
bezeichnet,
der nichtspot
aus
bore
hole ein
of the
and its soldering
derthus
Bohrung
der Leiterplatte
herausragt und
is
not qualified
as per IPC-A-610D.
dessen Lötstelle damit nicht nach iPC-ASeparate strategies must be developed here
610D qualifizierbar ist.
for quality assessment. Microsections show
ahier
reliable
degree
of filling
and a zur
well-formed
müssen
eigene
Strategien
Qualitätssolder
cone entwickelt
under the werden.
component
here too.
beurteilung
Schliffbilder
zeigen
auch hierstability
einen zuverlässigen
The mechanical
of soldering Füllgrad
spots
und
eine gute
Lotkegels unter
of sunken
pinsAusbildung
is reduced des
by approximately
dem
Bauteil.
15% as
compared to soldering spots with
meniscus formation on both sides. The
Die mechanische Festigkeit von Lötstellen
mechanical stability of both the variants
versenkter Stifte ist um ca. 15% gemindert
exceeds that of pure surface mount several
im Vergleich zu Lötstellen mit beidseitiger
times over.
Meniskusbildung. Die mechanische Festigkeit
beider Varianten übertrifft die einer reinen
oberflächenmontage um ein Vielfaches.
BeurteilungofFüllgrad
für 1,4for
mm-Stift
1,6inmm
Evaluation
filling degree
1.4 mminpin
dicker
1.6
mmLeiterplatte
thick PCB
Beurteilungofder
Umfangsbenetzung
und and
Evaluation
wetting
of the surrounding
Lotaugenbenetzung
IPC not
nichtdefined.
definiert.
solder
eye wetting asnach
per IPC
22
Phoenix ConTACT
Lötstelle
Solderingauf
spotder
onLeiterplattenoberseite:
the PCB upper side:
Umfangsbenetzung
Lotaugenbenetzung
Standard-compliant und
wetting
of the surrounding
normen
konform
and solder
eye
Schnell
zumroute
richtigen
Produkt
und
The
fastest
to the
correct
product
seinen
and
its Daten
data
Fürspeed
die schnelle
Produktauswahl
To
up product
selection, stellt
Phoenix Contact
Contact provides
neben dem
Phoenix
theleistungsfähigen e-Shop auch
den speziellen
high-performance
E-Shop
and
Suchassistenten
CoMBiCon
select im
COMBICON
select,
a special search
internet zur
Verfügung.
Durch
ebenassistant
on the
Internet.
PCB den
design
falls möglichen
Download
becomes
especially
simple von
withCAD-Daten
the
zum gewählten
Produkt
wird
deron
Leiterdownload
option
for CAD
data
the
plattenentwurf
besonders einfach.
selected
product.
www.select.phoenixcontact.com
www.eshop.phoenixcontact.com
Phoenix ConTACT
23
Weitere information
informationen
vorgestellten
Further
on zu
theden
products
presented
Produkten
und
der Lösungswelt
von
here
and the
world
of solutions from
Phoenix Contact
Contact can
finden
unter
Phoenix
be Sie
found
at
www.phoenixcontact.de/katalog
www.phoenixcontact.com
industrielle
Verbindungstechnik,
Industrial Connection
Technology,
Markierungssysteme
Montagematerial
Marking Systems and und
Mounting
Material
CLIPLINE
CLIPLINE
Industrial
Connectors
industriesteckverbinder
PLUSCON
PLUSCON
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PCB
Connection Technology
und Electronic
elektronikgehäuse
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TRABTECH
TRABTECH
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Schaltgeräte,
Signal Converters,
Switching Devices,
Stromversorgungen
Power Supply Units
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L
Phoenix ConTACT s.à r.l.
10a, z.a.i. Bourmicht
PHOENIX
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L-8070 Bertrange
D-32823
Tel.: +352Blomberg,
45 02 35-1Germany
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