1. Programm an Revision binden
Bibliothek, Pads, Packages, Schablone und Kriterien müssen dieselbe PCBA-Revision nennen; ECOs und Varianten benötigen eine Auswirkungsprüfung.
MESSUNG • GRENZWERTE • NACHWEISE
SPI-Lotpasteninspektion für die Leiterplattenbestückung
Die Lotpasteninspektion (SPI) prüft gedruckte Lotpastendepots vor der SMT-Bestückung. APTPCB kann 2D- oder 3D-Messungen, pad- oder packagebezogene Grenzwerte, Alarmprüfung und Freigabenachweise in den vereinbarten Prüfplan Ihrer PCBA aufnehmen.
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Was ist SPI und welche Freigabeentscheidung unterstützt sie?
SPI misst die durch eine Schablone gedruckte Lotpaste, bevor Bauteile die Pads verdecken. Sie soll ein akzeptables Depot rechtzeitig von einer Druckabweichung unterscheiden, damit das Board geprüft, die Schablone gereinigt oder neu ausgerichtet, Parameter korrigiert und betroffenes Material gesperrt werden kann.
Eine Messung ist keine Garantie für die fertige Lötstelle. Ein vergleichbares Angebot muss verfügbare Technologie, Messgrößen, Grenzwerte, Umgang mit Fehlalarmen, Freigaberegeln und Aufzeichnungen nennen. Die pauschale Aussage „SPI enthalten“ reicht dafür nicht.
APTPCB ordnet SPI den weiteren Prüftoren des SMT/THT-Prozesses zu; Anwendbarkeit und Umfang werden nach Prüfung der Bestückungsdaten bestätigt.
2D- und 3D-SPI: nutzbare Messgrößen und anzugebende Grenzen
Die Methode wird nach dem zu beherrschenden Merkmal ausgewählt, nicht als bloßes Verkaufslabel.
| Merkmal | Was SPI liefern kann | Zu beachtende Grenze | Festzulegende Entscheidung |
|---|---|---|---|
| 2D-Fläche und Bedeckung | Planare Form, Vorhandensein, scheinbare Über- oder Untermenge und Lage zum Pad | Kontrast, Oberfläche, Bestückungsdruck, Verunreinigung und Geometrie können das Bild beeinflussen | Prüfbereich, Beleuchtung, Bibliothek, Grenzwert und Umgang mit Sonderpads |
| 3D-Höhe | Vertikales Profil und Gleichmäßigkeit des Depots gegenüber der rekonstruierten Referenzebene | Verzug, Ebenenreferenz, Schatten und unebene Oberflächen können eine Kompensation erfordern | Verfügbare Technologie, Referenz, Messbereich und Kriterium je Pad oder Package |
| 3D-Volumen | Rekonstruiertes Depotvolumen und Vergleich mit dem programmierten Sollwert | Der Wert hängt von korrekter Segmentierung ab und beschreibt nicht die Legierung nach dem Reflow | Sollwert, Toleranzen, Erstmuster und Regel für Ausreißer |
| Versatz und Registrierung | Abweichung des Depots vom Pad oder der Programmreferenz | Akzeptabler Versatz hängt von Pad, Apertur, Pitch und Selbstzentrierung beim Reflow ab | Fiducials, Koordinaten, Richtungsgrenzen und Reaktion auf systematischen Druckversatz |
| Brücke oder verbundenes Depot | Hinweis auf Paste zwischen Aperturen oder Pads mit erhöhtem Kurzschlussrisiko | Beweist nicht, dass nach Bestückung und Reflow eine elektrische Brücke entsteht | Sichtprüfung, Sperrung und Kontrolle von Schablone, Reinigung und Druckparametern |
| Prozesstrend | Verteilung und zeitliche Veränderung, wenn Daten, Seriennummern und Revisionen verknüpft sind | Eine Statistik ohne Grenzen, Reaktionsplan und Änderungslenkung schließt das Risiko nicht | Analyseeinheit, Häufigkeit, Eskalationsregel und Aufbewahrung des Datensatzes |
APTPCB bestätigt im Angebot, welche Messgrößen, Aufzeichnungen und 2D/3D-Optionen für die konkrete Linie und Konfiguration verfügbar sind.
Vom SPI-Alarm zur Ursache: Signal, Prüfung, Maßnahme und Nachweis
Der Alarm startet die Entscheidung; er ist nicht automatisch Ausschuss oder Freigabe.
| SPI-Signal | Zu prüfende Ursachen | Mögliche Maßnahme | Nützlicher Nachweis |
|---|---|---|---|
| Zu wenig oder fehlende Paste | Verstopfte Apertur, unvollständige Auslösung, Trennung Schablone-PCB, Unterstützung, Viskosität oder Datenfehler | Pad bestätigen, Panel sperren, Schablone und Parameter prüfen; nur nach freigegebenem Verfahren neu drucken | Bild, Pad/Package, Messwert, Freigabe- oder Ausschussentscheidung und Maßnahmenprotokoll |
| Zu viel Paste | Dicke/Apertur, Rakeldruck und -geschwindigkeit, Trennung, Doppeldruck oder falsche Referenz | Gesamtes Muster prüfen, Ursache korrigieren und Brücken- oder Lotkugelrisiko bewerten | Depotkarte, Sollwertvergleich und Änderungsnachweis |
| Versatz oder Print Shift | Fiducials, Klemmung, Unterseitenunterstützung, Schablonenspannung, Ausrichtung oder Verzug | Richtung und Verteilung bewerten, neu ausrichten und einen Folgedruck bestätigen | X/Y-Trend, Fiducial-Bilder, betroffene Panels und Verifikationsergebnis |
| Brücke oder Verschmierung | Aperturen, Reinigung, Ausbluten, Paste, Druck, Geschwindigkeit oder Trennung ungeeignet | Ausbreitung stoppen, Schablone und Druck prüfen und Verwendung des betroffenen Depots entscheiden | Vorher-/Nachher-Bilder, Bereich, Ursache und Freigabegenehmigung |
| Wiederkehrende lokale Abweichung | PCB-Unterstützung, Verunreinigung, beschädigte Apertur, Topografie, Paddesign oder 3D-Referenz | Fehlalarm von realer Drift trennen und Programm oder Prozess revisionsgeführt korrigieren | Pareto je Pad/Package, Referenzmuster, Änderungsprotokoll und erneute Validierung |
| Globale oder zeitliche Drift | Pastenzustand, Temperatur, Nutzungszeit, Rakel, Reinigung, Schablone oder Chargenwechsel | Ab erster Drift sperren und Trend mit Material- und Rüstwechseln korrelieren | Zeitachse, Pasten-/Schablonencharge, Seriennummern, Grenzen und Korrekturmaßnahme |
Was SPI nachweist — und was sie nicht nachweisen kann
Die Abgrenzung verhindert, dass SPI Ergebnisse zugeschrieben werden, die erst Reflow, Lötstellenprüfung oder elektrischer Test liefern.
| Frage des Käufers | Passender SPI-Nachweis | Was offen bleibt | Nachgelagerte Methode |
|---|---|---|---|
| War das Depot vorhanden und richtig positioniert? | Bild und Messung von Vorhandensein, Fläche, Versatz oder Volumen gemäß Programm | Bauteilplatzierung und Verhalten beim Reflow | AOI vor/nach Reflow gemäß Prüfplan |
| Ist die fertige Lötstelle akzeptabel? | SPI dokumentiert nur den Zustand vor Entstehung der Lötstelle | Benetzung, Endform, Fillet, thermische Defekte und Metallurgie | AOI, Sicht- oder Röntgenprüfung mit anwendbaren Kriterien |
| Gibt es Voids unter BGA oder QFN? | Ausgangsverteilung der Paste auf Thermal Pad oder Anschlusspads | Anteil, Lage und Wirkung der Voids nach Reflow | Röntgenprüfung mit festgelegten Ansichten und Grenzen |
| Ist das Netz durchgängig und kurzschlussfrei? | Kein direkter elektrischer Nachweis | Open/Short, Werte, Zugänglichkeit und Netlist-Abdeckung | Flying Probe, ICT oder vereinbarter elektrischer Test |
| Funktioniert die PCBA im Produkt? | Kein direkter Funktionsnachweis | Firmware, Versorgungen, I/O, Lasten, Kommunikation und Systemgrenzen | FCT mit Kundenverfahren und Vorrichtung |
| Ist die Baugruppe im Feld zuverlässig? | Prozessdatensatz als Baustein der Rückverfolgbarkeit | Mission Profile, Umgebung, Belastung, Konstruktion, Qualifikation und reale Nutzung | Validierungs- und Qualifikationsplan des Geräteherstellers |
Schablone, Paste, PCB und Programm: Eingaben für eine belastbare SPI
Gute Messtechnik gleicht unvollständige Fertigungsdaten oder ein undefiniertes Druckfenster nicht aus.
| Eingabe | Zu prüfende Daten | Risiko bei Fehlen | Referenz oder Verantwortung |
|---|---|---|---|
| PCB und Panel | Revision, Pads, Oberfläche, Fiducials, Lötstoppmaske, Nutzen, Unterstützung und zulässiger Verzug | Falsche Koordinaten, instabile Referenz oder Fehlalarme | Freigegebene Kundendaten und vereinbarte DFM |
| Schablone und Aperturen | Dicke, Aperturen, Reduktionen, Stufen, Beschichtung, Fiducials, Spannung und Revision | Depot passt nicht zum Package-Mix oder Programm ist nicht mit der realen Schablone korreliert | IPC-7525 als Konstruktionsleitfaden, wenn vertraglich gefordert |
| Lotpaste | Legierung, Flussmittel, Klassifizierung, Pulvertyp, Lagerung, Konditionierung, Nutzungsdauer und Charge | Veränderliche Rheologie/Auslösung oder Material passt nicht zu Prozess und Anforderungen | J-STD-005 für Anforderungen an Lotpaste plus Herstellerdatenblatt |
| BOM und Packages | Teilenummer, Gehäuse, Anschlüsse, Thermal Pad, Pitch, Varianten, DNP und kritische Bauteile | Pauschale Grenzwerte bilden das Bauteilrisiko nicht ab | Freigegebene BOM/AVL und Bestückungszeichnung |
| Pick-and-Place/CPL | Koordinaten, Rotation, Seite, Referenz, Ursprung und Abgleich mit Gerber/ODB++ | Falsche Bibliotheken und Pad-Package-Zuordnung | Revisionslenkung und Quervergleich der Kundendaten |
| Abnahmekriterien | Merkmale, Sollwerte, Toleranzen, Ausnahmen, Freigabebefugnis und Aufzeichnungen | Uneinheitliche Alarme, Überprüfung ohne Nutzen oder Freigabe ohne dokumentierte Grundlage | SPI-spezifische Kriterien; J-STD-001 und IPC-A-610 ersetzen keine SPI-Grenzwerte |
| BTC- und BGA-Packages | Thermal-Pad-Muster, Aperturen, Volumen, Vias, Profil und nachgelagertes Röntgenkriterium | Ein konformes Depot wird mit einer konformen verdeckten Lötstelle verwechselt | IPC-7093/IPC-7095, wenn vom Programm gefordert; Konstruktionsverantwortung beim Kunden |
Dokument, Revision, Klasse und Ausnahmen sind immer anzugeben. Die Nennung eines Standards zertifiziert nicht automatisch das Endprodukt.
Sechs Kontrollen für eine reproduzierbare SPI-Freigabe
2. Erstmuster korrelieren
Erste Messungen werden mit Daten, realem Depot und Risiko kritischer Packages verglichen, bevor das Programm ein Los freigibt.
3. Fehlalarme prüfen
Qualifiziertes Personal trennt Defekt, Artefakt und Programmgrenze; Freigabe, Ausschuss oder Nacharbeit bleiben Panel oder Los zugeordnet.
4. Drift eindämmen
Wiederkehrende Trends lösen eine definierte Reaktion aus: Sperrung, Kontrolle von Paste und Schablone, Korrektur, Neudruck und Bestätigung vor Wiederanlauf.
5. Abweichungen genehmigen
Ein Depot außerhalb der Grenze wird nicht aus Gewohnheit akzeptiert; technische Bewertung, benannte Befugnis, Umfang, Dauer und Rückverfolgbarkeit sind erforderlich.
6. Risikogerechte Nachweise
Bilder, Karten, Protokolle und Übersichten werden gemäß Vertrag, Kritikalität, Serialisierung und Bedarf des Käufers aufbewahrt oder geliefert.
SPI, AOI, Röntgen, ICT und FCT: jede Methode hat eine eigene Aufgabe
Mehrere Prüfkürzel ergeben nicht automatisch Vollabdeckung; erforderlich ist eine Risiko-Methode-Nachweis-Matrix.
| Methode | Zeitpunkt | Beobachtbares Merkmal | Zu vereinbarende Eingaben |
|---|---|---|---|
| SPI | Nach Druck und vor Bestückung | Pastendepot: Fläche, Geometrie, Versatz und verfügbare 3D-Messgrößen | Pad-/Schablonendaten, Bibliothek, Grenzen, Alarme und Aufzeichnungen |
| AOI | Nach Bestückung oder Reflow gemäß Prüfplan | Vorhandensein, Orientierung und sichtbare Merkmale von Bauteilen und Lötstellen | BOM/CPL, Referenzmuster, Sichtbarkeit, Kriterien und Alarmprüfung |
| Röntgen / AXI | Nach Reflow oder bei Fehleranalyse | Geometrie ausgewählter verdeckter Lötstellen, Brücken und Voids in der Projektion | Package, Ansichten, Stichprobe, Grenzen und Berichtsformat |
| ICT oder Flying Probe | Nach der Bestückung | Für Programm und Testpunkte zugängliche Netze und Bauteile | Netlist, Testpunkte, Vorrichtung, Grenzen, Versorgung und Abdeckung |
| FCT | Nach Programmierung/Bestückung in der vorgesehenen Konfiguration | Explizit enthaltene Funktionen mit Firmware, I/O, Lasten und Grenzen | Verfahren, Firmware, Vorrichtung, Gutmuster, Grenzen und Protokoll |
| Systemqualifikation | Am Prototyp oder repräsentativen Produkt | Leistung, Sicherheit, EMV, Umwelt und Mission Profile des Produkts | Plan des Geräteherstellers und anwendbare Produktstandards |
RFQ-Checkliste für PCB-Bestückung mit SPI-Lotpasteninspektion
Mit diesen Daten erhalten Engineering und Einkauf ein Angebot mit vergleichbarem Umfang, Grenzen und Liefernachweisen.
| Paket | Benötigte Daten | Ermöglichte Entscheidung |
|---|---|---|
| Build-Identität | Teilenummer, Revision, Variante, Prototyp-/Pilot-/Serienmenge, Nutzen und gewünschter Termin | Konfiguration, Kapazität, Umrüstung und Validierungsplan |
| PCB-Daten | Gerber, ODB++ oder IPC-2581, Bohrdaten, Zeichnung, Fiducials, Stack-up, Oberfläche und Nutzen | Geometrische Referenz, Unterstützung, Programmierung und Revisionslenkung |
| PCBA-Daten | BOM/AVL, Pick-and-Place/CPL, Zeichnung, Polarität, Varianten, DNP und kundengestellte Teile | Pad-Package-Zuordnung, Bibliothek, Beschaffung und Konfigurationslenkung |
| Schablone | Aperturdatei, Dicke, Stufen, Reduktionen, Beschichtung, Eigentum, Revision und Zustand bei Wiederverwendung | Sollvolumen, Machbarkeit des Package-Mixes und Verantwortung für Änderungen |
| Paste und Reflow | Geforderte Legierung/Flux, Datenblatt, Prozessbeschränkungen und Profil oder thermische Kriterien | Material-Prozess-Kompatibilität und Bezug zu Risiken nach Reflow |
| Kritische Packages | BGA, µBGA, CSP, QFN/LGA, BTC, Fine Pitch, 0201/01005, Thermal Pads und massereiche Bauteile | Priorität der Messgrößen, eigene Grenzen und ergänzende Prüfungen |
| Abnahme und Abweichungen | SPI-Merkmale, Sollwerte/Toleranzen, Standard und Revision, Gutmuster, Freigabebefugnis und Ausnahmen | Pass/Fail, Fehlalarme, Freigabe und Behandlung von Nichtkonformitäten |
| Rückverfolgbarkeit und Liefernachweise | Seriennummer oder Los, Bilder, Karten, Protokolle, Übersicht, Aufbewahrung, Format, Sprache und Lieferhäufigkeit | Kosten, Archivierung, Auditierbarkeit und Freigabepaket |
| Nachgelagerte Prüfungen | AOI, Röntgen, ICT/Flying Probe, Programmierung, FCT, erwartete Abdeckung, Stichprobe und Bericht | Vollständige Risikomatrix für Merkmale, die SPI allein nicht schließen kann |
So bewerten Sie ein SPI-Angebot ohne pauschale Qualitätsversprechen
Verlangen Sie eine Trennung von enthaltenen und optionalen Leistungen: 2D/3D-Technologie, Abdeckung, Messgrößen und Grenzen, Erstmuster, Alarmprüfung, Rückverfolgbarkeit, Berichte, Aufbewahrung und Folgeprüfungen. Die Antwort muss zur realen Revision und zu den Packages passen, nicht zu einem universellen Prozentwert.
APTPCB fertigt nach freigegebenen Daten und dem vertraglich vereinbarten Prüfplan. Produktdesign, Sicherheits- und Zuverlässigkeitskriterien, Systemvalidierung und Genehmigung von Abweichungen bleiben in der Verantwortung des Geräteherstellers. Teilen Sie für ein vollständiges Angebot auch Anforderungen an das PCBA-Qualitätssystem und die Erstmusterprüfung mit.
Häufige Fragen zur SPI-Lotpasteninspektion
Klare Antworten zu Messgrößen, Grenzen, Schwellenwerten, benötigten Daten und Freigabenachweisen.
Was misst die SPI-Lotpasteninspektion auf einer PCBA?
SPI prüft die gedruckte Lotpaste vor der Bauteilbestückung. Je nach Technologie und Programm kann sie Fläche, Höhe, Volumen und Versatz eines Depots messen sowie fehlende, zu geringe, zu hohe, verbundene oder verformte Depots melden. Die tatsächlich geprüften Merkmale und Grenzwerte müssen projektspezifisch freigegeben werden.
Was ist der Unterschied zwischen 2D- und 3D-SPI?
2D-SPI bewertet vor allem Fläche, Form, Bedeckung und Lage im Bild. 3D-SPI ergänzt rekonstruierte Höhe und Volumen. Keine Methode weist allein die Metallurgie der Lötstelle nach dem Reflow, die elektrische Verbindung oder die Funktion der PCBA nach. Die verfügbare Methode ist im Angebot zu bestätigen.
Verhindert SPI automatisch Brücken, offene Lötstellen und Voids?
Nein. SPI kann Druckzustände erkennen, die mit diesen Risiken zusammenhängen, und eine Korrektur vor der Bestückung ermöglichen. Der spätere Fehler hängt jedoch auch von Pad, Schablone, Paste, Bauteil, Platzierung und Reflow-Profil ab. Voids und verdeckte Lötstellen benötigen nachgelagerte Kriterien und häufig eine Röntgenprüfung.
Wie werden SPI-Pass/Fail-Grenzwerte festgelegt?
Grenzwerte werden je Package, Pad oder kritischem Merkmal anhand von Konstruktionsdaten, Prozessfähigkeit, Erstmuster und vereinbarten Kriterien festgelegt. Es gibt keinen universellen Prozentwert für jede PCBA. Änderungen an Programm, Schablone, Paste oder Revision müssen kontrolliert und bei veränderter Risikolage erneut validiert werden.
Welche Dateien werden für SPI-Programmierung und Angebot benötigt?
Benötigt werden PCB-Revision, Gerber, ODB++ oder IPC-2581, Schablonen- und Aperturdaten, BOM, Pick-and-Place/CPL, Bestückungszeichnung, Varianten und DNP, kritische Packages, geforderte Lotpaste, Menge, Abnahmekriterien und gewünschte Nachweise. Ein Gutmuster kann die Korrelation unterstützen, ersetzt aber keine schriftlichen Anforderungen.
Ersetzt SPI AOI, Röntgen, ICT oder Funktionstest?
Nein. SPI prüft das Depot vor der Bestückung; AOI prüft sichtbare Merkmale nach Bestückung oder Reflow; Röntgen bewertet ausgewählte verdeckte Lötstellen; ICT und FCT prüfen zugängliche Netze oder Funktionen. Der Prüfplan muss jedes Risiko der Methode zuordnen, die es tatsächlich beobachten kann.
Welche SPI-Nachweise können mit einem Los geliefert werden?
Wenn im Angebot enthalten, können Nachweise Programm- und Revisionskennung, Ergebnis je Panel oder Seriennummer, Alarmbilder, Karte betroffener Pads, Bedienerentscheidung, Fehlerübersicht und Aufzeichnung der Prozessmaßnahme umfassen. Format, Aufbewahrung und Lieferhäufigkeit sind vor Auftragserteilung zu vereinbaren.
SPI-Umfang, Grenzwerte und Nachweise vor dem Angebot festlegen
Senden Sie Revision, PCB- und PCBA-Daten, Schablonendatei, kritische Packages, Abnahmekriterien, Menge, Rückverfolgbarkeit und geforderte Folgeprüfungen.