Tombstoning
Was ist Tombstoning?
Tombstoning (auch als Drawbridging- oder Manhattan-Effekt bezeichnet) ist ein Fehler bei der SMD-Bestückung, bei dem sich ein kleines passives Bauteil – in der Regel ein Chip-Widerstand oder -Kondensator – während des Reflow-Lötens an einem Ende aufstellt, sodass ein Anschluss vom Pad abhebt, während der andere verlötet bleibt. Dies führt zu einem offenen Stromkreis und damit zum Ausfall der Baugruppe. Tombstoning tritt auf, wenn die Lotpaste auf einem Pad vor der des anderen schmilzt, wodurch eine unausgewogene Oberflächenspannung entsteht, die das Bauteil in eine vertikale Position zieht.
Die Hauptursachen für Tombstoning sind thermische Asymmetrie während des Reflow-Prozesses (ein Pad erreicht die Reflow-Temperatur vor dem anderen), ungleiche Lotpastenmengen auf den beiden Pads sowie asymmetrische thermische Anbindungen des Kupfers, die dazu führen, dass sich ein Pad schneller erwärmt. Das PCB-Layout beeinflusst all diese Faktoren direkt: Pad-Größensymmetrie, Leiterbahnanbindungen an die Pads, die Nähe von Kupferflächen und die Ausrichtung der Bauteile zur Transportrichtung des Reflow-Ofens wirken sich auf das thermische Gleichgewicht an jeder Lötstelle aus. Kleine Bauteile (Bauformen 0402 und 0201) sind aufgrund ihrer geringen Masse am anfälligsten.
Tombstoning durch Layout-Optimierung vermeiden
Tombstoning ist einer der häufigsten und vermeidbaren Bestückungsfehler, dessen Ursache oft auf Layout-Entscheidungen zurückzuführen ist. Physikbasierte KI-Layout-Tools können das Tombstoning-Risiko senken, indem sie eine thermische Symmetrie an den Bauteilpads während der Platzierung sicherstellen – etwa durch den Abgleich der Kupferanbindungen auf beiden Seiten kleiner passiver Bauteile, die Beibehaltung gleicher Pad-Größen und die Optimierung der Bauteilausrichtung für eine gleichmäßige Erwärmung während des Reflow-Lötens. Dieser proaktive Ansatz für ein fertigungsgerechtes Layout reduziert die Fehlerquote, die andernfalls aufwendige Inspektionen nach der Bestückung, Nacharbeiten und Analysen von Ertragsverlusten erfordern würde.




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