几乎每块板都会指定三处表面细节,但许多板也正是在这三处被误解:阻焊、丝印字符以及过孔的处理方式。每一处看上去都只是外观。每一处都有可能让板失效的生产限制。
阻焊
阻焊是覆盖在铜上的聚合物涂层,大多数板上为绿色,覆盖除您需要焊接的位置以外的全部铜面。它有三项作用:阻止焊料流到不应流到的位置,保护铜免受空气与污物影响,并使走线与意外接触绝缘。
它先涂满整块板,再透过您的阻焊层进行曝光与显影,使焊盘上方出现开窗。您的阻焊 Gerber 文件显示的是开窗,不是涂层。
- 阻焊: 板上的涂层。
- 焊盘处的开窗: 铜裸露,并带有表面处理,以便焊料润湿。
- 丝印油墨, 印在阻焊上,并避开焊盘。
- 阻焊下的走线: 受到保护并绝缘。
- 两个焊盘之间的阻焊, 即阻焊桥。过薄时会被去掉,焊料便会连通两个焊盘。
颜色
绿色是标准颜色,也是每家工厂都支持的颜色。其他颜色(红色、蓝色、黑色、白色、黄色等)也很常见。它们的用途相近,但工厂对它们的支持可能采用不同的限制:
- 某些颜色的最小阻焊桥可能不同,或交期更长。
- 深色与哑光阻焊使走线难以看清,从而使目视检查与返修更困难。
请询问您所用特征支持哪些颜色;对于高密度板,标准颜色是稳妥的选择。
阻焊开窗与阻焊桥
焊盘周围的开窗称为阻焊扩展或间隙。下面说明两种焊盘:
- 非阻焊定义焊盘(NSMD)。 阻焊开窗大于铜焊盘,因此焊盘边缘裸露。大多数元器件优先采用这种方式。
- 阻焊定义焊盘(SMD)。 阻焊覆盖铜边缘并界定焊盘。有时用于 BGA 下方,以限制焊盘尺寸。
两个焊盘之间有一条阻焊带:即阻焊桥(也称 web 或 dam)。它阻止焊料连通相邻焊盘。如果桥比工艺能印出的更薄,它会脱落或被省略,组装时便会形成焊料桥。这发生在细间距元器件上。常见做法是,约 0.1 mm 的桥在许多工厂的标准工艺中可以实现,低于此值则会失效或需要特殊工艺;请向您的工厂确认该数值。解决办法是减小焊盘开窗,或在焊盘之间不设阻焊,并采用能容忍这种做法的设计。
焊盘上的阻焊与对位偏差
阻焊与铜的对位有小量公差。如果您的阻焊开窗仅刚好避开焊盘,小量偏移就会盖住焊盘的一部分。请预留余量。不要让阻焊覆盖需要焊接的焊盘。
丝印(字符)
丝印是印在板上的文字与符号,通常为绿底白字,通过喷墨或网印施加。它包含位号、极性标记、1 脚标记、标志与版本号。对于组装与返修,它常常是人员唯一可参照的指引。
避免问题的规则:
- 避开焊盘。 焊盘上的油墨会阻挡焊料。工厂通常会去掉焊盘上的丝印,这可能擦除您的一部分文字或极性标记。
- 使线条与文字足够粗、足够高。 约 0.15 mm 的线宽与约 0.8 mm 至 1 mm 的文字高度通常可辨认;更小的文字会模糊。请确认您工厂的最小值。
- 不要把重要标记放在元器件下方。 把 1 脚与极性标记在元器件放置后仍能看见的位置。
- 与元器件使用同一面,除非不得如此。
- 不要用极小文字承载安全信息。 使用更大的文字,或使用标签。
过孔及其阻焊开窗的处理
过孔是连接各层的金属化孔。默认情况下,过孔是否被覆盖取决于阻焊文件:过孔上方阻焊有开窗时,过孔保持敞开(即“不盖油”过孔);阻焊层无开窗时则将其覆盖。问题在于孔本身如何处理。标准 IPC-4761 描述了从 I 到 VII 的七种处理方式。简要说明如下:
| 处理方式 | 含义 | 典型原因 |
|---|---|---|
| 盖油(type I) | 阻焊从一面或两面覆盖过孔,不填充孔 | 通常且成本低的处理方式;覆盖过孔并使其绝缘 |
| 盖油加覆盖(type II) | 第二层阻焊覆盖盖油层 | 额外保护 |
| 塞孔(type III) | 孔从一面用油墨或树脂部分填充 | 防止焊料或助焊剂进入孔内 |
| 塞孔加覆盖(type IV) | 塞孔后用阻焊覆盖 | 与上相同,但表面被覆盖 |
| 填孔(type V) | 孔用树脂或浆料完全填充 | 在焊盘内放置过孔之前需要 |
| 填孔加覆盖(type VI) | 填充后用阻焊覆盖 | 封闭且平整的过孔表面 |
| 填孔加盖帽(type VII) | 填充后在顶部电镀平整 | 盘中孔:可焊接的平整铜表面 |
塞孔与填孔的区别在于填充的完整程度。工厂可能支持其中某些类型,而不支持另一些。
- 盖油: 阻焊覆盖过孔,孔保持空置。
- 不盖油: 过孔周围的阻焊敞开。
- 塞孔: 孔内有树脂,上方有阻焊。
- 填孔加盖帽: 树脂贯穿整个孔,铜在两端电镀平整。此焊盘处阻焊开窗。
为何重要
- 盘中孔。 如果过孔位于焊盘内且敞开,回流时焊料会沿孔流下,焊点便会缺锡。这需要填孔加盖帽过孔,成本更高。如果能把过孔移到焊盘旁边,请这样做。
- BGA 下方的过孔。 在 BGA 所在的一面,焊盘附近敞开的过孔会带走焊料。对它们盖油或塞孔是常见选择。
- 测试点。 用作测试点的过孔应在该面敞开。
盖油过孔与阻焊文件
盖油过孔需要被盖油一面的阻焊层在其上方封闭。如果过孔在阻焊文件中有开窗,无论订单表如何填写,它都不会被盖油。许多工具提供盖油过孔的设置。请在查看器中检查阻焊文件。
在本站下单时的情况
25 项检查中有几项会查看这些细节:它们找出焊盘之间薄到无法保留的阻焊、压在焊盘上或细到印不出的丝印,并把焊盘内的过孔报告为在文件中发现的特征,该特征随后必须与已下单的过孔处理方式相匹配。文件检查会显示位置,以及实测值与限值的对比。可用的颜色与过孔处理方式见工艺能力页面。文件检查无法判断您的丝印字符是否有用,只能判断它能否印出。另见可制造性设计:我们常见的错误。