PCB阻焊設計:如何優(yōu)化設計防止短路問(wèn)題
在PCB下單時(shí),大家會(huì )看到與阻焊有關(guān)的兩個(gè)選項:阻焊顏色和阻焊覆蓋。如下圖所示。
本文引用地址:http://dyxdggzs.com/article/202411/464302.htm顧名思義,這兩個(gè)選項與阻焊關(guān)系密切。作為PCB設計和制造中的關(guān)鍵步驟之一,阻焊起著(zhù)重要的作用。它不僅可以防止濕氣和化學(xué)物質(zhì)的侵蝕,避免線(xiàn)路氧化腐蝕,而且能保護電路免受物理?yè)p壞,維持板面的良好絕緣性能。同時(shí),阻焊還可以防止不應焊接的區域被焊錫連接,避免短路。此外,美化外觀(guān),改善PCB的視覺(jué)效果也是阻焊的作用之一。
今天,我們就來(lái)聊聊阻焊顏色、阻焊橋和阻焊覆蓋,幫你在PCB設計時(shí)避坑。
阻焊顏色任君選 慎重考慮莫亂配
大家最常見(jiàn)的PCB外觀(guān)是綠色,長(cháng)這樣:
為什么最常見(jiàn)的是綠色,不是紅色、白色、藍色或黃色?這要說(shuō)到PCB發(fā)展歷史。早期PCB制造常用的阻焊材料含有溴化環(huán)氧樹(shù)脂。這種材料的特點(diǎn)是固化后自然呈現綠色。外觀(guān)如下:
溴化環(huán)氧樹(shù)脂
另一方面,綠色油墨性能好,在紫外線(xiàn)曝光中有良好的反應,可以更均勻地固化。并且,在生產(chǎn)制造中,綠色油墨不僅視覺(jué)對比度高,便于檢查電路和焊點(diǎn),識別缺陷,而且表現穩定。此外,它可以保護操作員的視力,對眼睛的刺激小。
因此,隨著(zhù)時(shí)間的推移,綠色憑借優(yōu)異的性能和可靠性逐漸成為行業(yè)中最常見(jiàn)的PCB顏色。如今,PCB外觀(guān)顏色越來(lái)越多樣。雖然可選顏色變多,但是選擇起來(lái)要慎重。這是因為不同顏色的油墨對光的反應是不同的。
想象一下,黑色T恤在陽(yáng)光下比白色T恤更熱,這是因為黑色吸收了更多光線(xiàn),而白色反射了更多。同樣,不同顏色的阻焊油墨對紫外光(用來(lái)固化油墨的光源)的吸收和反射也不同。
如果沒(méi)特殊要求,基本上還是選擇綠色。有過(guò)來(lái)人的建議是,不要在油墨顏色上瞎折騰,日常選綠色,常用、便宜、穩定、交期快。
當然,如果是led燈板、鋁基板,一般采用白色油墨,達到最亮的反射光;如果為了防止PCB反光,會(huì )使用啞光黑色。尤其值得注意的是,打樣階段,盡量別做黑色,因為黑油的板子對硬件工程師調試很不友好。
如果大家在不同PCB制造商選擇同一顏色(如綠色)打板,可能會(huì )發(fā)現,雖然都是綠色,但看著(zhù)不是一模一樣。這是因為色差的緣故。
色差的出現受多種因素影響,包括采用的油墨、生產(chǎn)方式、烘烤時(shí)長(cháng)和絲印速度等。
阻焊色差因素
因此,如果對PCB沒(méi)有特殊要求,建議選擇最常用的綠色。如果需要某一種油墨顏色,務(wù)必注明油墨廠(chǎng)家和油墨型號。
告別焊接短路 掌握阻焊橋設計要點(diǎn)
阻焊油墨不僅決定了PCB的外觀(guān)顏色,而且與阻焊橋關(guān)系密切。
阻焊橋
阻焊橋指PCB上相鄰焊盤(pán)之間由阻焊油墨構成的連接部分。它的主要作用是防止焊錫在焊盤(pán)間非正常流動(dòng),從而避免短路。
在間隙較小的IC封裝中,阻焊橋的重要性尤為突出。它能有效阻止SMT過(guò)程中的焊錫粘連,顯著(zhù)提高焊接的直通率。這對PCB的正常功能實(shí)現和可靠運行至關(guān)重要。
在設計阻焊橋的過(guò)程中,需要注意以下幾點(diǎn):
· IC封裝設計中,阻焊開(kāi)窗若采用開(kāi)通窗設計,則無(wú)法實(shí)現阻焊橋。
· 若焊盤(pán)間距過(guò)小,強行要求制造阻焊橋可能導致脫落風(fēng)險。
· 避免在接觸按鍵類(lèi)封裝或帶插拔金手指的PCB阻焊開(kāi)窗處設計阻焊橋。
四種阻焊覆蓋 哪種才適合你
阻焊覆蓋工藝是PCB制造中的重要環(huán)節之一,不同的覆蓋方式適用于不同的應用場(chǎng)景 —— 分別為過(guò)孔蓋油、過(guò)孔開(kāi)窗、過(guò)孔塞油和盤(pán)中孔工藝。
1. 過(guò)孔蓋油
如果你正在設計對過(guò)孔填塞需求不高的雙面板,過(guò)孔蓋油是一個(gè)經(jīng)濟高效的選擇。這種方式生產(chǎn)成本較低,操作也相對簡(jiǎn)單,但是部分過(guò)孔可能出現蓋油不飽滿(mǎn),導致孔口發(fā)黃,且噴錫工藝下容易出現孔內藏錫珠現象。
2. 過(guò)孔開(kāi)窗
過(guò)孔開(kāi)窗的優(yōu)點(diǎn)是有利于大電流的傳輸和過(guò)孔散熱,生產(chǎn)也相對方便,但缺點(diǎn)在于可靠性降低,可能存在漏錫、連錫短路等隱患。這種工藝適合功能比較簡(jiǎn)單、需要傳輸大電流或使用插接元器件的PCB。
3. 過(guò)孔塞油
針對高密度布線(xiàn)或對過(guò)孔填塞要求高的高頻PCB,過(guò)孔塞油更適合。其優(yōu)點(diǎn)包括減少孔口發(fā)黃、增強電氣絕緣性能、減少信號干擾,以及提升PCB整體的外觀(guān)一致性和可靠性。然而,該工藝相對復雜,成本也較高,且在焊盤(pán)上的過(guò)孔處理不當時(shí),油墨可能滲透到另一面,影響焊接質(zhì)量。
4. 盤(pán)中孔工藝
當你設計的PCB空間有限、布線(xiàn)難度大時(shí),特別是高多層板,適合選擇盤(pán)中孔工藝。它不僅可以提高PCB設計工程師的效率,進(jìn)一步提升PCB的良率,還能提供更多布線(xiàn)空間,特別是在BGA布線(xiàn)時(shí),這種工藝能夠顯著(zhù)提升電氣性能。
此外,使用盤(pán)中孔工藝時(shí),有一些設計規則需要注意。例如,0.3mm的BGA適配0.2mm的孔,而0.45mm的BGA焊盤(pán)適配0.3mm的孔,最大孔徑不宜超過(guò)0.5mm,最小孔徑則建議不低于0.2mm。
最后需要特別指出,阻焊油墨對PCB外層線(xiàn)路信號傳輸也有較大的影響。在設計高速PCB時(shí),微帶線(xiàn)表面覆蓋阻焊油墨后,信號損耗會(huì )增大。當阻焊油墨越厚,信號損耗越大。因此,高速PCB設計建議選用介電常數(ε)和介質(zhì)損耗因子(DF)較小的阻焊油墨,且阻焊油墨印刷的厚度要盡可能小,以保證更好的信號傳輸效果。
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