Begriffserklärung: Lötstoppdruck
Die Hauptaufgabe des Lötstopplackdruckes (LSD) besteht darin, Lotbrücken während des Fertigungsprozesses zu verhindern und die LP vor mechanischen und chemischen Einflüssen zu schützen. Der LSD beinhaltet folglich alle Flächen, welche in einer der Fertigungsprozessschritte mit Lot versehen werden müssen (Vorsicht: Alle nicht abzudeckende Flächen!!) – hierzu zählen Pad-Geometrien oder andere Kupferflächen. Es handelt sich um ein thermisch härtendes Substrat auf der Basis eines 2-Komponenten Epoxydharzes, welches im Siebdruckverfahren auf das Trägermaterial aufgedruckt wird. Oftmals, gerade bei SMD-bestückten LP, erfolgt die Beschichtung mittels eines fotosensitiven Flüssigfilmes, welcher aufgesprüht, auflaminiert oder aufgewalzt wird (hohe Detailtiefe möglich). Die Registrierung / Ausrichtung des zuvor erstellten LSD-Filmes erfolgt innerhalb enger Toleranz und ist somit sehr genau (Produktionstoleranz von etwa 50µm).
Weiterhin gilt es während der Layout-Erstellung darauf zu achten, einen ausreichenden Abstand zwischen SMD-Pad’s und Via’s einzuhalten. Der dabei entstehende LSD-Steg verhindert das Abfließen des Lotes während des Lötprozesses. Sollte dieser Steg fehlen, kann keine sichere Lötung garantiert werden. Um gleichermaßen einen sicheren Lötprozess zu ermöglichen, müssen benachbarte Lötflächen ebenfalls durch einen LSD-Steg separiert werden.
Bei größeren Durchbrüchen, Konturen, Schlitzen oder Bohrungen ist darauf zu achten, diese vom LSD freizustellen. Flächen müssen von der Kontur einen Mindestabstand von 500µm einhalten.
Bei der Angebotserstellung kann man aus mehreren Farbmöglichkeiten den passenden LSD auswählen. Allerdings gilt grün als Standardfarbe – Mehrkosten können durch die Wahl davon abweichender Farben entstehen.
Bemerkung: In der Richtlinie IPC-2221 wird darauf hingewiesen, dass bei der Voreinstellung von Padstacks darauf zu achten ist, dass Lötstoppmaske und Anschlussfläche (kontaktierbares PAD) gleich groß - im Verhältnis 1:1 - sein sollen. Hintergrund des Ganzen ist die dadurch bewahrte Flexibilität bei der Herstellung bzw. Aufbereitung der Fertigungsdaten durch den Hersteller. Dieser kann alle Daten global an seine Prozesse anpassen und so die Anforderungen der IPC-6012 erfüllen.
Quickinfo Designtipps:
- LSD verbessert LP-Charakteristika (Erhöhung der Überschlagsspannung)
- Umlaufende Freistellung von NDK-Bohrungen von 50µm (Bohrdurchmesser + 100µm)
- beim Siebdruckverfahren gilt es eine umlaufend größere Freistellung aller Pads von 150µ (Paddurchmesser + 300µm) einzuhalten
- beim Fotodruckverfahren gilt es eine umlaufend größere Freistellung aller Pads von 50µ (Paddurchmesser + 100µm) einzuhalten
- Lötflächen (z. B. Padgeometrien) sollten umlaufend mindestens 50µm freigestellt sein (ausgenommen Passermarken: 90µm)
- Goldzungenkontakte o. ä. (bspw. bei PCI-Karten) müssen vollständig vom LSD befreit bleiben – dadurch wird evtl. auftretender Abrieb beim Einstecken dererlei Karten vermieden
- 100µm LSD-Stegbreite zwischen Pad und Via bzw. zwischen benachbarten Lötflächen
- Freistellung größerer Konturmerkmale / Durchbrüchen
- wenn LSD vorhanden, muss dies bei Impedanzkontrollierten Anwendungen beachtet werden und in die Berechnungen einfließen (Stichwort: „Coated Microstrip“)