SPI-Lotpastenprüfung: Volumen, Höhe und Versatz messen
Die Solder Paste Inspection (SPI) prüft jedes Lotpastendepot vor der Bestückung dreidimensional. Dieser Ratgeber erklärt, wie SPI Volumen, Höhe, Fläche und Versatz misst, welche Grenzwerte nach IPC-7527 sinnvoll sind und wie Sie Druckfehler stoppen, bevor sie teuer werden.
SPI-Systeme ansehenWie misst ein SPI-System das Lotpastendepot?
Ein SPI-System scannt die frisch bedruckte Leiterplatte direkt nach dem Schablonendruck und erzeugt ein dreidimensionales Höhenprofil jedes Pastendepots. Aus diesem Profil berechnet die Software vier Kennwerte: Volumen, Höhe, Fläche und Versatz gegenüber dem Pad.
Die Höhenerfassung erfolgt meist über Laser-Triangulation oder projizierte Streifenmuster (Moiré-Phasenverschiebung). Beide Verfahren liefern pro Depot eine Punktwolke, aus der sich das echte Volumen in Kubikmillimetern ableiten lässt - anders als bei einer reinen 2D-Kamera, die nur die Grundfläche sieht.
So richten Sie Rakeldruck, Absprung und Reinigung für stabile Depots ein.
Zum RatgeberWelche Kennwerte prüft die SPI und was bedeuten sie?
Jedes Depot wird gegen ein Sollvolumen bewertet, das sich aus der Padgröße und der Schablonendicke ergibt. Die Software vergleicht Ist- und Sollwert und markiert Ausreisser nach oben und unten.
- Volumen zu niedrig: verstopfte Schablonenöffnung, zu hoher Absprung oder zu schnelle Rakelgeschwindigkeit.
- Volumen zu hoch: verschmierte Schablonenunterseite, zu viel Anpressdruck oder Auslaufen (Bleeding).
- Versatz konstant in eine Richtung: Fehlausrichtung von Schablone zu Leiterplatte, nicht zufälliges Rauschen.
- Brücken (Bridging) zwischen Depots: kritisch bei Fine-Pitch- und BGA-Bauteilen.
Wie setzt man sinnvolle Grenzwerte?
Grenzwerte trennen Gut von Schlecht. Setzt man sie zu eng, steigt der Pseudofehler-Anteil und die Linie stoppt grundlos; setzt man sie zu weit, rutschen echte Druckfehler durch. IPC-7527 liefert einen bewährten Rahmen und unterscheidet nach Klasse 2 und Klasse 3.
Ein gängiger Start ist ein Volumenfenster von 50 bis 150 Prozent des Solls und eine Versatzgrenze von 25 Prozent der Padbreite. Für Fine-Pitch, 0201 oder µBGA werden die Fenster enger gefasst, für unkritische Grobstrukturen weiter. Wichtig: Grenzwerte pro Padtyp oder Bauteilfamilie definieren, nicht global über die ganze Platine.
- IPC-7527 Klasse 3 (Luftfahrt, Medizin) verlangt engere Fenster als Klasse 2.
- Grenzen nach Padtyp staffeln: 01005/0201 enger, Steckverbinder weiter.
- Warngrenze vor Fehlergrenze setzen, um Trends früh zu sehen.
- SPI-Daten als Regelkreis an den Drucker zurückführen (Closed Loop).
Häufige Fragen
Warum reicht eine 2D-Kamera nicht aus?
Eine 2D-Kamera sieht nur die Grundfläche und den Versatz, nicht die Höhe. Ohne Höhe lässt sich das Volumen nicht berechnen, und gerade zu wenig oder zu viel Paste ist die häufigste Ursache für Lötfehler. Deshalb ist eine echte 3D-Messung Standard.
Welches Volumenfenster ist ein guter Startwert?
Als Ausgangspunkt gelten 50 bis 150 Prozent des Sollvolumens. Für Fine-Pitch- und Micro-BGA-Pads wird das Fenster enger gefasst, etwa 60 bis 140 Prozent, und pro Padtyp separat definiert.
Ersetzt SPI die spätere AOI-Prüfung?
Nein. SPI prüft die Paste vor der Bestückung, AOI die bestückte oder gelötete Baugruppe. SPI verhindert Fehler an der Quelle, AOI kontrolliert das Endergebnis. Beide ergänzen sich und decken unterschiedliche Fehlerbilder ab.
Was sagt IPC-7527 aus?
IPC-7527 ist die Norm für die Prüfung des Lotpastendrucks. Sie definiert Messgrössen, Akzeptanzkriterien und die Zuordnung zu den Fertigungsklassen 2 und 3 und dient als Grundlage für die Grenzwertfestlegung.
SPI-System oder Prüfstrategie gesucht?
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Echte 3D-Messung
Volumen, Höhe, Fläche und Versatz je Depot.
Nach IPC-7527
Grenzwerte und Klassen normkonform gesetzt.
Fehler an der Quelle
Druckfehler vor der Bestückung gestoppt.
Fachberatung
Löttechnik-Spezialisten begleiten die Einführung.