Bauteilauswahl für Kleinserie

[Martin Kerner]

Hallo,

ich entwerfe gerade eine Schaltung, von der ca. 20-100 Exemplare
hergestellt werden sollen. Die Schaltung treibt zwei Schrittmotoren
an. Jetzt stellt sich mir die Frage, ob ich die Platine in SMD,
mit betrahteten Bauteilen oder gemischt bestücken soll. Allgemein
sind folgende Anforderungen:

-Schaltung soll billig sein
-Bestückung soll nicht zu lange dauern
-genügend Platz auf der Platine ist vorhanden

Die Motortreiber-ICs sind als bedrahtete Bauteile sehr preiswert,
ebenso die ELKOs, der uController und sonstige ICs sind als SMD günstiger.

Wie würde das in einer Firma umgesetzt werden?
Alles in SMD (teurer Leistungsteil), alles bedrahtet (Handbestückung nötig),
gemischt? Wie sieht es mit der Zukunftssicherheit bedrahteter Bauteile aus?

Gruß, Martin.

 

[Gerald Oppen]

Martin Kerner schrieb:

Wie würde das in einer Firma umgesetzt werden?
Alles in SMD (teurer Leistungsteil), alles bedrahtet (Handbestückung nötig),
gemischt? Wie sieht es mit der Zukunftssicherheit bedrahteter Bauteile aus?

Das kommt auf die Voraussetzungen an, lässt sich pauschal nicht sagen...

Wenn ich selbst bestücken müsste würde ich SMD den Vorzug geben, geht
schneller und Bauteile sind leichter zerstörungsfrei wieder abzulöten.
Voraussetzung SMD-Erfahrungen und Werkzeug liegen vor (dazu gehören auch
brauchbare Behältnisse für die Bauteile - geraten die mal durcheinander
schmeisst man den Haufen am besten weg und bestellt neu wenn man nicht
Aschenputtel heisst...)bzw. werden auch zukünftig benötigt.
Einzelne Bauteile würde ich bedrahtet verbauen wenn es der Preis oder
die Beschaffbarkeit rechtfertigt.


Gerald

 

[Oliver Bartels]

On 21 Dec 2003 02:45:38 -0800, martin_kerner@web.de (Martin Kerner)
wrote:

Wie würde das in einer Firma umgesetzt werden?
Alles in SMD (teurer Leistungsteil), alles bedrahtet (Handbestückung nötig),
gemischt?
Wenn irgendein Bauteil nicht technisch oder preislich (riecht

aber dann nach schlecht verhandeltem Einkauf, Ausnahme
wg. Aufbau: Elkos) konventionell erheblich billiger als SMD ist:
=> möglichst alles in SMD, um einen Lötprozess (Welle)
und die Handbestückung zu vermeiden.

Bei 100 Stück ist zwar die Handbestückung nicht wirklich
ein Problem und eine pragmatische Lösung ist angesagt,
aber generell ist sie kostentreibend und fehlerträchtig.
Außerdem sind SMD Bauteile i.a. kleiner und leichter.

Wie sieht es mit der Zukunftssicherheit bedrahteter Bauteile aus?
Eher schlecht.

Ausnahme: Teile für ganz billige braune Ware (Jubelelektronik,
made in China for one Reisschüssel per Tag ;-| und
manche "HighEnd" braune Ware (Röhrenverstärker ;-) wo
der Designer wegen des angeblich besser mundenden
Klangs darauf schwört.

Weitere Ausnahme: Wirklich_große_Elkos(tm) und
Richtig_fette_Transistoren(tm) etc., wo die Mechanik eine
Rolle spielt.

<mode=Kristallkugel>
Ich schätze, dass Standard-Widerstände und Kondensatoren
auch in 10 Jahren noch bedrahtet verfügbar sein werden,
hingegen wird schon heute bereits der eine oder andere
Controller (von fetten Digital-IC's in BGA's ganz zu schweigen)
nicht mehr als bedrahtetes Bauteil angeboten, dieser Trend
wird sich fortsetzen.
</mode>

Gruß Oliver

--
Oliver Bartels + Erding, Germany + obartels@bartels.de
http://www.bartels.de + Phone: +49-8122-9729-0 Fax: -10

 

[MaWin]

Martin Kerner <martin_kerner@web.de> schrieb im Beitrag <60b21534.0312210245.31b70f18@posting.google.com>...

ich entwerfe gerade eine Schaltung, von der ca. 20-100 Exemplare
hergestellt werden sollen. Die Schaltung treibt zwei Schrittmotoren
an. Jetzt stellt sich mir die Frage, ob ich die Platine in SMD,
mit betrahteten Bauteilen oder gemischt bestücken soll. Allgemein
sind folgende Anforderungen:
-Schaltung soll billig sein
-Bestückung soll nicht zu lange dauern
-genügend Platz auf der Platine ist vorhanden
Die Motortreiber-ICs sind als bedrahtete Bauteile sehr preiswert,
ebenso die ELKOs, der uController und sonstige ICs sind als SMD günstiger.
Wie würde das in einer Firma umgesetzt werden?
Alles in SMD (teurer Leistungsteil), alles bedrahtet (Handbestückung nötig),
gemischt?

Bei 20 lohnt ja nicht mal das Nachdenken.

Bei 100 ohne Bauteilkosten: 500 EUR bedrahtet, 5000 EUR in SMD.

Wenn man die Platinen aetzen lassen hat, hat man am Nachmittag 20 mal
die Bauteile reingefummelt. Hat man ein Tauchloetbad, dauert dessen
anheizen laenger als der Loetvorgang. Also macht man besser alle 100
Bei bedrahteten Bauteilen halten die wenigstens von alleine bis
die Platine geloetet ist, SMD faellt gerne runter.
Hat man kein Tauchloetbad, dreht man den Edelstahlabdeckdeckel
einer Herdplatte um, schmeisst Loetzinn rein, und backt sich
die Platine. Das geht schneller, als ein Tauchloetbad-Geraet zu
bestellen (Achtung: Es gibt Edelstahldeckel die wie ein Knackfrosch
umspringen).

Ich weiss nicht, wie viele Bauteile auf die Platine sollen, ich
sag mal 100, und da schafft eine Person die 20 Platinen locker an
einem Tag in bedrahteter Bauweise, wenn ihr einen Drahtabschneider
habt. Eine Arbeitswoche kostet euch in-House vielleicht 500 EUR,
fuer den Preis legen SMD-Fertiger nicht mal die Rollen in die
Maschine (Ruestkosten). Zu dem kostet bei SMD alleine die
notwenidge Loetpastenschablone mehr Geld, als die 100 Platinen.

Bei 500 Bauteilen sieht die Rechnung anders aus, da wuerde ich SMD
(auf der Oberseite per Vapor oder Reflow) bestuecken lassen, und
dann die bedrahteten Bauteile nachtraeglich per Hand einsetzen und
auch im Tauchloetbad einloeten lassen. Im Preis nimmt es sich dann
nicht mehr so viel, ob der Bestuecker nur den SMD-Part oder gleich
alles erledigt. Es wird aber viel teurer, als wenn ihr das selber
macht. Und SMD selber zu machen fuehrt haeufig zu Zuverlaessigkeits-
Problemen, es sei denn ihr habt Reflow-Ofen und Loetpastenanlage.

Wie sieht es mit der Zukunftssicherheit bedrahteter Bauteile aus?

Wie sieht es ueberhaupt mit der Zukunftssicherheit aus ?
Wenn man den Allegro-Thread gerade gelesen hat, haengt das eher von
der Firma ab, die die Bautele herstellt, als von der Art SMD oder TH.
Nimmt man 'Standardware', wird es noch 20 Jahre irgendwelche Hersteller
geben, und bei 100 Platinen kauft man aber eh alle 100 auf einen Schlag
ein.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Klaus Wagner]

Hallo Martin,

wahrscheinlich ist die Schaltung nicht arg riesig. Meine Wahl wäre
Handbestückung mit SMD. Die Bestückung ist, wenn mann´s kann viel leichter
als mit bedrahteten Bauteilen. Hat auch den Vorteil, daß die Platine ganz
einfach ausfällt. Du mußt nicht bohren. Ggf. kannst Du für
Leiterbahnkreuzungen 0Ohm-Widerstände verwenden.

Gruß
Klaus

PS: Auch das eine oder andere bedrahtete Bauteil kannst Du auf einer für
SMD-Bestückung ausgelegte Platine unterbringen. Du mußt nur die Pads groß
genug machen.

 

[Harald Korth]

MaWin schrieb:

Hat man kein Tauchloetbad, dreht man den Edelstahlabdeckdeckel
einer Herdplatte um, schmeisst Loetzinn rein, und backt sich
die Platine. Das geht schneller, als ein Tauchloetbad-Geraet zu
bestellen (Achtung: Es gibt Edelstahldeckel die wie ein Knackfrosch
umspringen).

Hast Du sowas schon mal gemacht? Waere stark an Details interressiert.
Was fuer ein Loetzinn? Braucht man extra Flussmittel? Welche Temperatur?
Wie tief taucht man ein und wie lange bleibt die Platine drin? Ist es
sinnvoll die Temperatur zu regeln? Ist das Zinn danach noch mal
zu gebrauchen?

einem Tag in bedrahteter Bauweise, wenn ihr einen Drahtabschneider
habt.

Hmm ist vielleicht arg trivial, aber ein "Drahtabschneider" wird wohl
kein normaler Seitenschneider sein?

Schoenen Sonntag noch

Harald

 

[Michael Linnemann]

Am Sun, 21 Dec 2003 17:15:42 +0100 schrieb Harald Korth:

Hat man kein Tauchloetbad, dreht man den Edelstahlabdeckdeckel
einer Herdplatte um, schmeisst Loetzinn rein, und backt sich
die Platine. Das geht schneller, als ein Tauchloetbad-Geraet zu
bestellen (Achtung: Es gibt Edelstahldeckel die wie ein Knackfrosch
umspringen).

Hast Du sowas schon mal gemacht? Waere stark an Details interressiert.

Prinzipiell anders funktionieren kaeufliche Tauchloetbaeder auch nicht.
Als Lotbehaelter eignet sich im Prinzip jede genuegend grosse, flache
Schale aus (Stahl-) Blech. Der 'Knackfrosch-Effekt' liegt ruehrt
natuerlich von der vergleichsweise starken Waermedehnung. Er ist u.a.
deshalb unangenehm, weil der Waermeuebergang zwischen Wanne und
Heizplatte schlechter wird.

Was fuer ein Loetzinn? Braucht man extra Flussmittel? Welche Temperatur?

Stangen- oder Pelletlot fuer Loetmaschinen, ganz gewoehnliches Zeug.
Ohne Flussmittel geht _nichts_ (Tip: Platinen vor dem Bestuecken damit
einpinseln, nachher wuerden die Bauteile rausfallen...). Feststoffarmes
Flussmittel ('no clean') empfehle ich dringend. Temperatur ist 250°C.

Wie tief taucht man ein und wie lange bleibt die Platine drin?

Die Platine muss von unten benetzt, darf aber nicht oben ueberschwemmt
werden. Eigentlich ganz einfach. Bei durchkontaktierten Platinen sieht
man das Lot in den Durchkontaktierungen hochsteigen, dann hat die
Benetzung stattgefunden; bei einseitigen Platinen muss man es wohl mehr
nach Augenmass machen. Eine Hausfrau hat das im Gefuehl Mehr als 10
Sekunden darf es schon wegen ueblicher Datenblattangaben nicht dauern,
unter 3..4s wird es wegen ungenuegender Erwaermung der Platine nichts.

Ist es sinnvoll die Temperatur zu regeln?

Nicht nur sinnvoll, sondern erforderlich. Ein gescheites Thermometer
fuer diesen Bereich muss sein.

Ist das Zinn danach noch mal zu gebrauchen?

Ja sicher doch. Waere auch jammerschade, denn du brauchst etliche kg, um
einen cm Lotschicht in einer Wanne brauchbarer Groesse zu bilden. Davon
verbrauchst du bei 100 Platinen im Euroformat nur einen winzigen
Bruchteil.

1cm fluessiges Lot ist m.E.so ungefaehr das Mindeste, was fuer ein
brauchbares Tauchbad erforderlich ist. Das die Beinchen der Bauteile
nicht weiter rausschauen duerfen, versteht sich dabei (s.u.).

einem Tag in bedrahteter Bauweise, wenn ihr einen Drahtabschneider
habt.

Hmm ist vielleicht arg trivial, aber ein "Drahtabschneider" wird wohl
kein normaler Seitenschneider sein?

Es gibt zweierlei 'Drahtabschneider-' Maschinen: die eine dient zur
Konfektionierung der Bauteile _vor_ dem Loeten. Man legt in so ein
Maschinchen z.B. einen Gurt Widerstaende ein, kurbelt ein wenig (oder
drueckt einen Knopf), und 1 Minute spaeter hat man 1000 saeuberlich auf
Rastermass genickte und geschnittene Widerstaende.

Die andere Sorte schneidet Drahtenden _nach_ dem Loeten. Dazu faehrt man
die Platine ueber ein horizontal rotierendes Messer. Hat ein bischen
was von einem Rasenmaeher in Rueckenlage und funktioniert auch so.

Letztere Maschine kannst du, wenn es nur um eine handvoll Platinen geht,
durch einen Seitenschneider ersetzen. Erstere ist praktisch
unentbehrlich. Konfektioniere mal 100 Widerstaende von Hand, mit
Biegelehre und Seitenschneider, und miss die erforderliche Zeit. Dann
verstehst du, dass man sowas nicht machen will.

Gruss
Michael

 

[Georg Acher]

In article <q3j4sb.qbg.ln@haegar.fqdn.th-h.de>,
m.linnemann@addcom.de (Michael Linnemann) writes:

|> Stangen- oder Pelletlot fuer Loetmaschinen, ganz gewoehnliches Zeug.
|> Ohne Flussmittel geht _nichts_ (Tip: Platinen vor dem Bestuecken damit
|> einpinseln, nachher wuerden die Bauteile rausfallen...). Feststoffarmes
|> Flussmittel ('no clean') empfehle ich dringend. Temperatur ist 250°C.

Man sollte neben dem Flussmittel (zB. SK10 von Kontaktchemie) aber noch
dringend erwähnen, dass man unmittelbar vor dem Durchziehen durchs Bad die
Oxidschicht abziehen sollte. Die Lötwägelchen von Isel haben dazu vorne ein
Blech, sodass mit der richtigen Eintauchbewegung das automatisch geschieht.
Macht man das nicht, lötet sich gar nix vernünftig und man hat die Unterseite
der Platine voller krätziger, spitzer Zinnoxidnadeln, die man kalt kaum mehr
wegbekommt.

Nebenbei geht damit auch diskreter SMD-Kram (R/C) auf der Unterseite sehr gut.
Damit das nicht wegläuft, gibt es wärmeaktivierte Klebstoffe (zB. bei RS). Da
kommt dann überall ein kleiner Klebepunkt zwischen die Pads, dann wird
SMD-bestückt und dann so eine halbe Stunde bei 100° gehärtet. Das ist weniger
aufwendig, als es klingt. Ich habe so (mit Isel-Lötbad) schon hunderte
Platinen mit diversen Bestückungen (Dip, PLCC, SIMM-Sockel) fabriziert.

--
Georg Acher, acher@in.tum.de
http://wwwbode.in.tum.de/~acher
"Oh no, not again !" The bowl of petunias

 

[MaWin]

Harald Korth <Harald.Korth@gmx.net> schrieb im Beitrag <bs4gvj$9csn9$1@ID-26687.news.uni-berlin.de>...

Hast Du sowas schon mal gemacht?

Ne Freundin war mal Bestueckerin.

Waere stark an Details interressiert.

Jede Aluwanne oder Edelstahlwanne geht, wenn sie die thermische 'Arbeit'
aushaelt. Ein (mechanisch per Schraube einstellbarer Bimetall-)Thermostat
am Boden ist nuetzlich, insofern eher eine gebrauchte Schnellkochplatte.

Was fuer ein Loetzinn?

Normales Stangenlot, wie von Farnell, Isel, Bungard, (Conrad?)....

Braucht man extra Flussmittel?

Die Platine wird vorher gefluxt. Es gibt Schaumfluxer. Spray klingt auch
plausibel, habe ich aber noch nicht gesehen. Muesste man ja spruehen,
ohne die Platine umzudrehen, sonst...

Welche Temperatur?

Das wurde ein mal nach Gefuehl eingestellt, und blieb dann so. War
kein Thermometer dran. Werden so 220-250 GradC gewesen sein

Wie tief taucht man ein

Na, gar nicht, nur den Boden benetzen. Der Platinenhalterungsgriff aus
Alu haelt am Wannenrand die Platine auf richtiger Hoehe.

und wie lange bleibt die Platine drin?

Na, gar nicht. Kaum hat man sie drin, nimmt man sie schon wieder raus,
und derjenige, der das gemacht hat, meinte, das ein ganz bestimmter
Schwung beim Rausnehmen verhindert, das Lot haengen bleibt.

Ist es sinnvoll die Temperatur zu regeln?

Siehe oben.

Ist das Zinn danach noch mal zu gebrauchen?

Sicher. Einfach noch mal aufheizen. Es gibt irgendein Pulver, das
dazukommt, wohl als Flussmittel.

Hmm ist vielleicht arg trivial, aber ein "Drahtabschneider" wird wohl
kein normaler Seitenschneider sein?

In jenem Fall war es ein Lochblech wie eine Lochrasterplatine, aber aus
Stahl mit hunderten von Loechern (leicht konisch nach unten verjuengt),
auf dem die Platine zum Bestuecken mit Winkeln justiert war, so das alle
Platinenloecher ein Gegenloch hatten (waeren die nicht auf 2.54mm Raster
oder dickere Draehte, muesste man extra so ein Blech bohern, wurde auch
gemacht, es gab noch ein paar groessere Loecher von frueheren bestueckten
Platinen).

War die Platine fertig, lief ein Messerbalken unten drueber und schnitt
alle Draehte ab.

Wie will man auch sonst die tausenden von Draehten abschneiden,
etwa einzeln mit den Seitenschneider ?

Man haette die Maschine, die die Bauteile aus dem Gurt rausschnitt,
deren Draehte im gewuenschten Raster abknickte und die Draehte wie
gewuenscht ablaengte (schliesslich bekommt man Draehte mit Kleberresten
vom Gurt nicht in die Loecher) auch so einstellen koennen, das die nur
knapp durch die Platine gehen. Wurde aber nicht gemacht.
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
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Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Georg Acher]

In article <01c3c801$f97dce80$0100007f@amdk6-300>,
"MaWin" <me@privacy.net> writes:

<...>
|> > Braucht man extra Flussmittel?
|>
|> Die Platine wird vorher gefluxt. Es gibt Schaumfluxer. Spray klingt auch
|> plausibel, habe ich aber noch nicht gesehen. Muesste man ja spruehen,
|> ohne die Platine umzudrehen, sonst...

Das geht mit SK10 ohne Probleme auch "nach oben". Allerdings sollte man die
Drähte alle schon etwas umbiegen. Sonst kann es passieren, dass sie durch
Aufschwimmen oder beim Rausziehen des Wagens "umkippen" und unschön
unsymmetrisch/schief in der Platine "einfrieren". Das Spray sollte man kurz
vorher aufsprühen, max 1-2min trocknen lassen. Durchgetrocknetes Spray hilft
fast gar nix.

<...>
|> > und wie lange bleibt die Platine drin?
|>
|> Na, gar nicht. Kaum hat man sie drin, nimmt man sie schon wieder raus,
|> und derjenige, der das gemacht hat, meinte, das ein ganz bestimmter
|> Schwung beim Rausnehmen verhindert, das Lot haengen bleibt.

Wichtig ist vorallem ein langsames Rein- und Rausfahren. Also nicht senkrecht,
sondern in flachem Winkel rein. Dann etwas brutzeln lassen. Bei
durchkontaktierten Platinen sieht man die richtige Zeit sehr gut, wenn nämlich
das Zinn sich durch die Löcher nach oben "gefressen" hat und auch an den oberen
Drahtenden sichtbar wird. Dann in flachem Winkel wieder rausziehen. Dabei muss
die Oberflächenspannung des Zinns langsam über die Länge der Platine hinweg
abreissen, sonst bleiben zuviele Lötbrücken. Damit das mit dem Bewegungsablauf
sauber geht, sollte das Lötbad ca. 1.5mal länger als die Platinenlänge in
Durchzugsrichtung sein.

--
Georg Acher, acher@in.tum.de
http://wwwbode.in.tum.de/~acher
"Oh no, not again !" The bowl of petunias

 

[MaWin]

Georg Acher <acher@in.tum.de> schrieb im Beitrag <bs52nl$p4k$1@wsc10.lrz-muenchen.de>...

Wichtig ist vorallem ein langsames Rein- und Rausfahren. Also nicht senkrecht,
sondern in flachem Winkel rein. Dann etwas brutzeln lassen. Bei
durchkontaktierten Platinen sieht man die richtige Zeit sehr gut, wenn nämlich
das Zinn sich durch die Löcher nach oben "gefressen" hat und auch an den oberen
Drahtenden sichtbar wird. Dann in flachem Winkel wieder rausziehen. Dabei muss
die Oberflächenspannung des Zinns langsam über die Länge der Platine hinweg
abreissen, sonst bleiben zuviele Lötbrücken. Damit das mit dem Bewegungsablauf
sauber geht, sollte das Lötbad ca. 1.5mal länger als die Platinenlänge in
Durchzugsrichtung sein.

Ich kannn dir sagen, das der 'Loeter' der Firma deine Worte nicht kannte.

Beherzt ins Bad plumpsen lassen und mit Schwung herausziehen ergab
problemlose Loetungen. Er hatte das noetige Geschickt, und wurde nicht
ohne Not abgeloest. Nun, jeder auf seine Art....
--
Manfred Winterhoff, reply-to invalid, use mawin at despammed.com
homepage: http://www.geocities.com/mwinterhoff/
de.sci.electronics FAQ: http://dse-faq.elektronik-kompendium.de/
Read 'Art of Electronics' Horowitz/Hill before you ask.
Lese 'Hohe Schule der Elektronik 1+2' bevor du fragst.

 

[Michael Linnemann]

Am 21 Dec 2003 21:54:25 GMT schrieb MaWin:

Ich kannn dir sagen, das der 'Loeter' der Firma deine Worte nicht kannte.
Beherzt ins Bad plumpsen lassen und mit Schwung herausziehen ergab
problemlose Loetungen. Er hatte das noetige Geschickt, und wurde nicht
ohne Not abgeloest. Nun, jeder auf seine Art....

Genau das. Es waere naiv, zu erwarten, dass eigene Versuche auf Anhieb
1a Ergebnisse bringen. Man wird feststellen, dass gutgemeinte Tips, aus
welcher Ecke auch immer, mit einem Koernchen Salz genossen werden
sollten.

Das bereits erwaehnte Abstreifblech am Isel-Loetwagen habe ich
beispielsweise gleich wieder entsorgt - das Runterschieben der
Oxidschicht mit einem Stueck Leiterplattenmaterial tats auch und
beim Loeten war kein Blech im Weg.

Manche Platinen liessen sich mit der Methode 'beherzt senkrecht absenken
und senkrecht wieder rausziehen' prima loeten, manche nicht. Die
'Fahrtrichtung' der Platine ist auch von Bedeutung, ganz aehnlich wie
beim Wellenloeten.

Mangels mechanisch fixierter Parameter wie bei der Wellenloetanlage ist
so eine Tauchloetung hochgradig von Erfahrung und der (unbewussten?)
Beruecksichtigung einer betraechtlichen Anzahl von Faktoren abhaengig.

Wie lange braucht noch gleich ein Koch, bis er 'serienmaessig' perfekte
Spiegeleier machen kann? Schwieriger ist das Tauchloeten nicht, aber auch
nicht einfacher.

Gruss
Michael