Три поверхностных детали указываются почти на каждой плате и понимаются неверно на многих: паяльная маска, шелкография и обработка переходных отверстий. Каждая выглядит косметической. У каждой есть производственный предел, который может заставить плату отказать.
Паяльная маска
Паяльная маска — полимерное покрытие, зелёное на большинстве плат, которое покрывает медь, кроме мест, где Вы хотите паять. У неё три работы: она останавливает припой от растекания туда, куда не следует, она защищает медь от воздуха и грязи и она изолирует дорожки от случайного контакта.
Она наносится на всю плату, затем экспонируется через Ваш слой маски и проявляется, чтобы отверстия появились над площадками. Ваш файл Gerber маски показывает отверстия, а не покрытие.
- Паяльная маска: покрытие на плате.
- Отверстие у площадки: медь пустая, с её финишным покрытием, чтобы припой мог её смочить.
- Краска шелкографии, напечатанная на маске и держащаяся подальше от площадок.
- Дорожка под маской: защищена и изолирована.
- Маска между двумя площадками, перемычка. Если она слишком тонкая, она теряется, и припой может соединить площадки.
Цвета
Зелёный — стандартный цвет и тот, который поддерживает каждый завод. Другие цвета (красный, синий, чёрный, белый, жёлтый и другие) обычны. Они похожи по цели, но завод может поддерживать их с другими ограничениями:
- У некоторых цветов может быть другой минимум перемычки маски или более долгий срок изготовления.
- Тёмные и матовые маски делают дорожки трудными для видения, что делает визуальную проверку и переделку труднее.
Спросите, какие цвета поддерживаются для признаков, которые Вы используете; стандартный цвет — безопасный выбор для плотной платы.
Отверстия маски и перемычки
Отверстие вокруг площадки называется расширением или зазором маски. Описываются два вида площадок:
- Не определяемые паяльной маской (NSMD). Отверстие маски больше медной площадки, поэтому край площадки открыт. Предпочтительно для большинства деталей.
- Определяемые паяльной маской (SMD). Маска перекрывает край меди и определяет площадку. Иногда используется под BGA, чтобы ограничить размер площадки.
Между двумя площадками — полоса маски: перемычка маски (также называемая стенкой или дамбой). Она держит припой от соединения соседних площадок. Если перемычка тоньше, чем процесс может напечатать, она отслаивается или её оставляют, и перемычки припоя затем образуются при монтаже. Это происходит на деталях с мелким шагом. Обычная практика такова, что перемычка около 0,1 мм возможна в стандартных процессах многих заводов, а ниже этого она отказывает или нуждается в специальной обработке; проверьте число для Вашего завода. Средство — меньшее отверстие площадки или нет маски между площадками и проект, который это терпит.
Маска на площадках и несовмещение
Маска совмещается с медью с малым допуском. Если Ваше отверстие маски едва обходит площадку, малый сдвиг покроет её часть. Оставьте запас. Не позволяйте маске покрывать площадку, которой нужен припой.
Шелкография
Шелкография — напечатанный текст и символы на плате, обычно белые на зелёном, наносимые струйной или трафаретной печатью. Она несёт позиционные обозначения, знаки полярности, знаки вывода 1, логотипы и номера версий. Для монтажа и переделки она часто единственный гид, который есть у человека.
Правила, которые избегают проблем:
- Держите её подальше от площадок. Краска на площадке блокирует припой. Заводы обычно удаляют шелкографию с площадок, что может стереть часть Вашего текста или знака полярности.
- Делайте линии и текст достаточно толстыми и высокими. Ширина линии около 0,15 мм и высота текста около 0,8 мм до 1 мм обычно читаемы; меньший текст размазывается. Проверьте минимум Вашего завода.
- Не ставьте важные знаки под деталями. Отмечайте вывод 1 и полярность там, где их можно видеть после установки детали.
- Используйте ту же сторону, что и деталь, кроме мест, где нельзя.
- Не полагайтесь на крошечный текст для информации безопасности. Используйте больший текст или этикетку.
Переходные отверстия и что делать с их отверстиями маски
Переходное отверстие — металлизированное отверстие, которое соединяет слои. По умолчанию переходные отверстия закрыты или нет в зависимости от файла маски: отверстие в маске над переходным отверстием оставляет его открытым («незакрытое» переходное отверстие), а слой маски без отверстия его закрывает. Вопрос — что происходит с самим отверстием. Стандарт IPC-4761 описывает семь обработок, от I до VII. Простыми словами:
| Обработка | Что это означает | Типичная причина |
|---|---|---|
| Закрытая (тип I) | Маска закрывает переходное отверстие с одной или обеих сторон, без заполнения отверстия | Обычная дешёвая обработка; закрывает переходное отверстие и изолирует его |
| Закрытая и покрытая (II) | Второй слой маски закрывает закрытие | Дополнительная защита |
| Заполненная частично (III) | Отверстие частично заполнено краской или смолой с одной стороны | Держит припой или флюс вне отверстия |
| Заполненная частично и покрытая (IV) | Заполнена частично, затем закрыта маской | То же, с закрытой поверхностью |
| Заполненная (V) | Отверстие полностью заполнено смолой или пастой | Нужна до того, как переходное отверстие поставят в площадку |
| Заполненная и покрытая (VI) | Заполнена, затем закрыта маской | Закрытая плоская поверхность переходного отверстия |
| Заполненная и закрытая металлом (VII) | Заполнена, затем покрыта плоско сверху | Переходное отверстие в площадке: плоская медная поверхность, которую можно паять |
Различие между частично заполненной и заполненной — насколько полно заполнение. Заводы могут поддерживать некоторые типы, а не другие.
- Закрытое: маска закрывает переходное отверстие, отверстие остаётся пустым.
- Незакрытое: маска открыта вокруг переходного отверстия.
- Заполненное частично: смола в отверстии, маска на ней.
- Заполненное и закрытое металлом: смола через всё отверстие, медь покрыта плоско на обоих концах. Маска открывается на этой площадке.
Почему это важно
- Переходное отверстие в площадке. Если переходное отверстие сидит в паяльной площадке и открыто, припой стекает в отверстие при оплавлении, и соединение голодает. Это требует заполненного и закрытого металлом переходного отверстия, что стоит дороже. Если Вы можете сдвинуть переходное отверстие рядом с площадкой, сделайте это.
- Переходные отверстия под BGA. На стороне, где сидит BGA, открытые переходные отверстия рядом с площадками могут уводить припой. Закрытие или частичное заполнение их — обычный выбор.
- Тестовые точки. Переходное отверстие, используемое как тестовая точка, должно быть открытым с этой стороны.
Закрытые переходные отверстия и файл маски
Закрытому переходному отверстию нужно, чтобы слой маски был закрыт над ним на закрываемой стороне. Если у переходного отверстия есть отверстие в файле маски, оно не будет закрыто, что бы ни говорила форма заказа. Многие инструменты предлагают настройку закрытия переходных отверстий. Проверьте файл маски в просмотрщике.
Как это выглядит при заказе здесь
Несколько из 25 проверок смотрят на эти детали: они находят паяльную маску между площадками слишком тонкой, чтобы удержаться, и шелкографию на площадках или слишком тонкую для печати и сообщают переходные отверстия внутри площадок как признак, найденный в файлах, который затем должен быть согласован с заказанной обработкой переходного отверстия. Проверка показывает места и измеренное значение против предела. Доступные цвета и обработки переходных отверстий находятся на странице производственных возможностей. Проверка не может судить, полезна ли Ваша шелкография, только может ли она быть напечатана. См. также статью Проектирование для производства: ошибки, которые мы видим.