Forum: Platinen Padgröße für zwei Bauteilvarianten


von Sebastian K. (sek)


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Hallo zusammen,

ich stehe gerade vor dem Problem, dass ich eine Leiterplatte entwickelt 
habe, die praktisch fertig getestet ist, ich nun Bauteile für eine 
Vorserie bestellen möchte aber.... eine verbaute Diode nun bei keinem 
Distributor mehr zu bekommen ist. Es handelt sich dabei um eine DFLS1200 
von Diodes Incorporated mit einer SOD-123 Gehäusevariante (PowerDI123).

Ich hätte einen Ersatz für dieses Bauteil gefunden, allerdings in einem 
SOD-123W Gehäuse mit entsprechend anderem Footprint. Die Pads des 
PowerDI123 sind größer und unsymmetrisch. Es stellt sich für mich nun 
die Frage, ob ich das bisherige Layout beibehalte und den SOD-123W Typ 
nur vorübergehend bestücke bis die DFLS1200 wieder verfügbar ist. Oder 
ob mir das Bauteil beim Verlöten dann wegschwimmt und/oder es Lötbrücken 
gibt. In diesem Fall müsste das Layout modifiziert werden.

Da die Gehäuse selbst praktisch gleich groß sind, wäre es mir am 
liebsten, dass Footprint so auszulegen, dass ich am Ende die Möglichkeit 
habe, beide Typen zu bestücken um für die Zukunft gewappnet zu sein.

Hat jemand irgendwelche Erfahrungen mit sowas?

von Joe F. (easylife)


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Wenn ich es richtig verstehe ist zwar das Layout fertig, die Platinen 
sind aber noch nicht gefertigt.
In diesem Fall würde ich eher 2x den passenden Footprint als 
Bestückungsalternativen anlegen als einen für beide Dioden nicht so 
wirklich passenden Footprint.
Das Risiko von schlecht verlöteten Bauteilen, Kurzschlüssen etc. wäre 
mir zu hoch.
Ausser es gibt einen anderen triftigen Grund dies nicht zu tun, 
beispielsweise der Strompfad würde inakzeptabel lang (bei einem 
Spannungswandler) oder die zusätzliche Kapazität durch die Extra-Pads 
stört, oder es ist zuwenig Platz um beide Varianten nebeneinander 
unterzubringen.

von Gerd E. (robberknight)


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Reflow oder Handlötung?

Bei Handlötung dürft es egal sein solange die Teile da irgendwie 
draufpassen.

Bei Reflow kann die Gefahr bestehen daß sich das Bauteil aufstellt 
(Grabstein-Effekt) oder von einem Pad weggezogen wird. Wobei 
Diodenbauformen da eher weniger kritisch sind, kleine 2-Pinner wie 
Widerstände sind da stärker gefährdet.

Wenn Reflow: was für ein Ofen wird verwendet?

Dampfphase ist erfahrungsgemäß unkritischer als IR und Heißluftöfen.

Sebastian K. schrieb:
> Da die Gehäuse selbst praktisch gleich groß sind, wäre es mir am
> liebsten, dass Footprint so auszulegen, dass ich am Ende die Möglichkeit
> habe, beide Typen zu bestücken um für die Zukunft gewappnet zu sein.

Kann funktionieren und erleichtert dann die Beschaffung.

Leg doch mal beide Footprints an, speichere sie als Grafik und lege sie 
dann in einem Grafikprogramm übereinander (z.B. per Multiply-Funktion 
oder mit Transparenz im Grafikprogramm). Stell das dann hier rein.

Dann kannst Du (und wir hier im Forum) sehr schön beurteilen wie die 
Unterschiede der Footprints genau sind und ob das funktionieren kann 
oder nicht.

von Sebastian K. (sek)


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Joe F. schrieb:
> Wenn ich es richtig verstehe ist zwar das Layout fertig, die Platinen
> sind aber noch nicht gefertigt.
> In diesem Fall würde ich eher 2x den passenden Footprint als
> Bestückungsalternativen anlegen als einen für beide Dioden nicht so
> wirklich passenden Footprint.

Die Leiterplatten für die Serie sind noch nicht gefertigt, dass stimmt 
so. Einfach ein alternatives Footprint parallel zum bisherigen zu legen 
habe ich auch schon in Erwägung gezogen. Leider ....

Joe F. schrieb:
>oder es ist zuwenig Platz um beide Varianten nebeneinander
> unterzubringen.

besteht dieses Tatsache. Der Platz reicht nicht aus. SOD-123 ist eben 
auch nicht mehr so mini.


Gerd E. schrieb:
> Reflow oder Handlötung?
> ...
> Wenn Reflow: was für ein Ofen wird verwendet?
>
> Dampfphase ist erfahrungsgemäß unkritischer als IR und Heißluftöfen.
>

Reflow. Vorerst bestücke ich selbst und verlöte in meiner 
Reagenzglas-Dampfphase. Da der Aufwand dafür immens ist, werde ich um 
einen professionellen Bestücker auf Dauer nicht vorbei kommen. Daher 
muss ich auch diese Tatsache berücksichtigen, dass der einen anderen 
Ofen einsetzt.

Ich habe mal wie vorgeschlagen die Footprints erstellt und als 
gestapeltes Bild angehängt. In blau ist das jetzige Footprint. In rot 
darüber das Footprint des Ersatztyps im SOD-123F Gehäuse. Man muss hier 
aber dazu sagen, dass blau nach Herstellerempfehlung erstellt wurde, rot 
mit dem IPC Library Expert. Den Unterschied in der Höhe der Pads 
(y-Achse bzw. vertikale Größe) würde ich daher als weniger relevant 
ansehen. Hier könnte ich ohne Bauschmerzen angleichen. Interessant wäre 
die Breite bzw. x-Größe.

von Alex G. (dragongamer)


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Wie wärs wenn du das Rote so viel nach Links bewegen würdest so dass die 
Kante mit dem Blauen bündig wird, also somit der Abstand zwischen den 
pads maximal wird?

In dem Fall würde ich keine Probleme sehen. Meine wenn es zwischen den 
blauen bereichen im Original schon keine Lötbrücken gibt, wieso sollten 
sich jetzt welche bilden?

Bei so einem langen Bauteil wie dem Roten hast du auch eher nicht der 
Grabsteinefekt zu befürchten.

: Bearbeitet durch User
von Gerd E. (robberknight)


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Sebastian K. schrieb:
> Ich habe mal wie vorgeschlagen die Footprints erstellt und als
> gestapeltes Bild angehängt. In blau ist das jetzige Footprint. In rot
> darüber das Footprint des Ersatztyps im SOD-123F Gehäuse.

Danke für die Grafik.

Mir wäre das zu riskant.

Das rechte Pad ist in der blauen Variante deutlich größer und die 
Position, an der das Pin des roten Bauteils sitzt, weit weg vom 
Mittelpunkt des rechten Pads. Da hast Du das Risiko daß die 
Oberflächenkraft des geschmolzenen Lötzinns das ganze rote Bauteil nach 
links verschiebt.

Was Du machen könntest um Platz zu sparen wäre einen Kombi-Footprint zu 
erstellen, bei dem Du das linke Pad für beide Bauformen verwendest, das 
rechte Pad aber separat ist. Die beiden Bauformen haben dann 
unterschiedliche Drehwinkel für die Positionierung des Bauteils. Der 
Drehwinkel muss nicht immer in 90°-Schritten sein, Du kannst die auch in 
einem kleineren Winkel verdrehen.

von Joe F. (easylife)


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Gerd E. schrieb:
> Was Du machen könntest um Platz zu sparen wäre einen Kombi-Footprint zu
> erstellen, bei dem Du das linke Pad für beide Bauformen verwendest, das
> rechte Pad aber separat ist. Die beiden Bauformen haben dann
> unterschiedliche Drehwinkel für die Positionierung des Bauteils. Der
> Drehwinkel muss nicht immer in 90°-Schritten sein, Du kannst die auch in
> einem kleineren Winkel verdrehen.

Das Problem mit den übereinander gelegten Pads ist, dass die Diode mit 
den kleineren Füßen quasi auf dem überflüssigen Lot des großen Pads 
herumschwimmt.
Das wird auch mit einer kleinen Verdrehung nicht viel besser.
Ein wenig Platz könnte man sparen, wenn man das 2. Bauteil um 180° dreht 
(und das kleinere Pad gemeinsam nutzt).
Dann braucht man allerdings noch einen recht langen Trace, um die beiden 
äußeren Pads zu verbinden...

: Bearbeitet durch User
von 6a66 (Gast)


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Sebastian K. schrieb:
> Ich hätte einen Ersatz für dieses Bauteil gefunden, allerdings in einem
> SOD-123W Gehäuse mit entsprechend anderem Footprint. Die Pads des
> PowerDI123 sind größer und unsymmetrisch. Es stellt sich für mich nun
> die Frage, ob ich das bisherige Layout beibehalte

Jaja, die DFLS ...

Ich denke das SOD-123W passt da drauf, musst Du nur schauen was mit dem 
überschüssigen Lot UNTER dem Bauteil passiert. Bei uns sind da Lotperlen 
auf der Seite des Bauteils verblieben. Mit dem Bestücker klären, evtl 
anderen Stencil um Pastenmenge zu reduzieren. Andersherum wäre es besser 
gewesen, aber später ist man immer schlauer :) Das hat Diodes evtl. 
sogar mit dem Padlayout forciert :)

rgds

von Sebastian K. (sek)


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Hallo zusammen,

schon mal schönen Dank an alle für die bisherigen Antworten und 
Anregungen. Zusammengefasst gibt es zwei Hauptprobleme, die ich bereits 
befürchtet hatte:

1) wird das rote Footprint auf blau bestückt, ist keine 
Mittelpunkt-Symmetrie zwischen den Bauteilpins und der Lotpaste gegeben. 
Es besteht die Gefahr, dass Gehäuse rot beim Lötprozess verzogen wird

2) beim rechten großen Pad wird für die Bestückung von rot zu viel 
Lötpaste aufgetragen. Da rot an dieser Stelle nur einen kleinen Pin 
besitzt, wird dieser "Übernetzt". Es besteht die Gefahr, dass das 
überschüssige Lötzinn sonst wo hinfließt und Lötbrücken oder Kügelchen 
bildet

Die Idee von Gerd und Joe mit dem kombinierten Footprint ist genial. 
Aber auch dazu reicht mir der Platz nicht mehr. Dennoch behalte ich das 
mal für die Zukunft im Hinterkopf.


> Ich denke das SOD-123W passt da drauf, musst Du nur schauen was mit dem
> überschüssigen Lot UNTER dem Bauteil passiert. Bei uns sind da Lotperlen
> auf der Seite des Bauteils verblieben. Mit dem Bestücker klären, evtl
> anderen Stencil um Pastenmenge zu reduzieren. Andersherum wäre es besser
> gewesen, aber später ist man immer schlauer :)

Du meinst, die DFLS auf ein SOD-123W zu bestücken ist mit weniger 
Problemen verbunden? Denn im Prinzip ist der Weg nach dem bisher hier 
Geschriebenen für mich nun klar: Ich werde mit ziemlicher Sicherheit auf 
ein SOD-123W Footprint wechseln, da hier die Bauteilauswahl auch 
deutlich größer ist. Damit wäre aber immer noch die Option vorhanden, 
die DFLS ohne Stress zu verbauen

von Max G. (l0wside) Benutzerseite


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Lotpaste unter oder über nicht benetzbaren Flächen ist pfuibäh und eine 
Einladung an Lötperlen. Lieber weniger nehmen - oder hast du solche 
Schüttelanforderungen, dass das ein Problem wird? Oder spielen 
thermische Aspekte mit rein?

Ein grober Vorschlag in Gelb markiert anbei. Dann ist das rechte 
Beinchen des PowerDI123 zwar nicht vollständig gelötet, aber das sollte 
egal sein.

Vermutlich entspricht das dem, was dragongamer vorgeschlagen hat, wenn 
ich seinen Text richtig verstanden habe.

von 6a66 (Gast)


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Sebastian K. schrieb:
> Du meinst, die DFLS auf ein SOD-123W zu bestücken ist mit weniger
> Problemen verbunden?

Ich denke das sollte klappen. Frag den Bestücker, der hat bei der 
Fertigung einen klare Vorstellung davon.

rgds

von Gerd E. (robberknight)


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Joe F. schrieb:
> Das wird auch mit einer kleinen Verdrehung nicht viel besser.
> Ein wenig Platz könnte man sparen, wenn man das 2. Bauteil um 180° dreht
> (und das kleinere Pad gemeinsam nutzt).

Ich meinte eher eine Verdrehung um z.B. 30° oder so. Gerade so, daß die 
rechten Pads separat sind, inkl. etwas Toleranz außenrum.

Das linke Pad wird gemeinsam genutzt. Das kann man problemlos einen Tick 
größer machen, so daß der dann schräg aufsitzende Pin kein Problem 
macht.

Dann gibt es das Problem mit der längeren Leiterbahn außenrum nicht.

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