PCB阻焊設(shè)計(jì):如何優(yōu)化設(shè)計(jì)防止短路問題
在PCB下單時(shí),大家會(huì)看到與阻焊有關(guān)的兩個(gè)選項(xiàng):阻焊顏色和阻焊覆蓋。如下圖所示。
本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/202411/464302.htm顧名思義,這兩個(gè)選項(xiàng)與阻焊關(guān)系密切。作為PCB設(shè)計(jì)和制造中的關(guān)鍵步驟之一,阻焊起著重要的作用。它不僅可以防止?jié)駳夂突瘜W(xué)物質(zhì)的侵蝕,避免線路氧化腐蝕,而且能保護(hù)電路免受物理損壞,維持板面的良好絕緣性能。同時(shí),阻焊還可以防止不應(yīng)焊接的區(qū)域被焊錫連接,避免短路。此外,美化外觀,改善PCB的視覺效果也是阻焊的作用之一。
今天,我們就來聊聊阻焊顏色、阻焊橋和阻焊覆蓋,幫你在PCB設(shè)計(jì)時(shí)避坑。
阻焊顏色任君選 慎重考慮莫亂配
大家最常見的PCB外觀是綠色,長(zhǎng)這樣:
為什么最常見的是綠色,不是紅色、白色、藍(lán)色或黃色?這要說到PCB發(fā)展歷史。早期PCB制造常用的阻焊材料含有溴化環(huán)氧樹脂。這種材料的特點(diǎn)是固化后自然呈現(xiàn)綠色。外觀如下:
溴化環(huán)氧樹脂
另一方面,綠色油墨性能好,在紫外線曝光中有良好的反應(yīng),可以更均勻地固化。并且,在生產(chǎn)制造中,綠色油墨不僅視覺對(duì)比度高,便于檢查電路和焊點(diǎn),識(shí)別缺陷,而且表現(xiàn)穩(wěn)定。此外,它可以保護(hù)操作員的視力,對(duì)眼睛的刺激小。
因此,隨著時(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)中最常見的PCB顏色。如今,PCB外觀顏色越來越多樣。雖然可選顏色變多,但是選擇起來要慎重。這是因?yàn)椴煌伾挠湍珜?duì)光的反應(yīng)是不同的。
想象一下,黑色T恤在陽光下比白色T恤更熱,這是因?yàn)楹谏樟烁喙饩€,而白色反射了更多。同樣,不同顏色的阻焊油墨對(duì)紫外光(用來固化油墨的光源)的吸收和反射也不同。
如果沒特殊要求,基本上還是選擇綠色。有過來人的建議是,不要在油墨顏色上瞎折騰,日常選綠色,常用、便宜、穩(wěn)定、交期快。
當(dāng)然,如果是led燈板、鋁基板,一般采用白色油墨,達(dá)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?yàn)楹谟偷陌遄訉?duì)硬件工程師調(diào)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(xiàn),雖然都是綠色,但看著不是一模一樣。這是因?yàn)樯畹木壒省?/p>
色差的出現(xiàn)受多種因素影響,包括采用的油墨、生產(chǎn)方式、烘烤時(shí)長(zhǎng)和絲印速度等。
阻焊色差因素
因此,如果對(duì)PCB沒有特殊要求,建議選擇最常用的綠色。如果需要某一種油墨顏色,務(wù)必注明油墨廠家和油墨型號(hào)。
告別焊接短路 掌握阻焊橋設(shè)計(jì)要點(diǎn)
阻焊油墨不僅決定了PCB的外觀顏色,而且與阻焊橋關(guān)系密切。
阻焊橋
阻焊橋指PCB上相鄰焊盤之間由阻焊油墨構(gòu)成的連接部分。它的主要作用是防止焊錫在焊盤間非正常流動(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過程中的焊錫粘連,顯著提高焊接的直通率。這對(duì)PCB的正常功能實(shí)現(xiàn)和可靠運(yùn)行至關(guān)重要。
在設(shè)計(jì)阻焊橋的過程中,需要注意以下幾點(diǎn):
· IC封裝設(shè)計(jì)中,阻焊開窗若采用開通窗設(shè)計(jì),則無法實(shí)現(xiàn)阻焊橋。
· 若焊盤間距過小,強(qiáng)行要求制造阻焊橋可能導(dǎo)致脫落風(fēng)險(xiǎn)。
· 避免在接觸按鍵類封裝或帶插拔金手指的PCB阻焊開窗處設(shè)計(jì)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(jié)之一,不同的覆蓋方式適用于不同的應(yīng)用場(chǎng)景 —— 分別為過孔蓋油、過孔開窗、過孔塞油和盤中孔工藝。
1. 過孔蓋油
如果你正在設(shè)計(jì)對(duì)過孔填塞需求不高的雙面板,過孔蓋油是一個(gè)經(jīng)濟(jì)高效的選擇。這種方式生產(chǎn)成本較低,操作也相對(duì)簡(jiǎn)單,但是部分過孔可能出現(xiàn)蓋油不飽滿,導(dǎo)致孔口發(fā)黃,且噴錫工藝下容易出現(xiàn)孔內(nèi)藏錫珠現(xiàn)象。
2. 過孔開窗
過孔開窗的優(yōu)點(diǎn)是有利于大電流的傳輸和過孔散熱,生產(chǎn)也相對(duì)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. 過孔塞油
針對(duì)高密度布線或?qū)^孔填塞要求高的高頻PCB,過孔塞油更適合。其優(yōu)點(diǎn)包括減少孔口發(fā)黃、增強(qiáng)電氣絕緣性能、減少信號(hào)干擾,以及提升PCB整體的外觀一致性和可靠性。然而,該工藝相對(duì)復(fù)雜,成本也較高,且在焊盤上的過孔處理不當(dāng)時(shí),油墨可能滲透到另一面,影響焊接質(zhì)量。
4. 盤中孔工藝
當(dāng)你設(shè)計(jì)的PCB空間有限、布線難度大時(shí),特別是高多層板,適合選擇盤中孔工藝。它不僅可以提高PCB設(shè)計(jì)工程師的效率,進(jìn)一步提升PCB的良率,還能提供更多布線空間,特別是在BGA布線時(shí),這種工藝能夠顯著提升電氣性能。
此外,使用盤中孔工藝時(shí),有一些設(shè)計(jì)規(guī)則需要注意。例如,0.3mm的BGA適配0.2mm的孔,而0.45mm的BGA焊盤適配0.3mm的孔,最大孔徑不宜超過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(duì)PCB外層線路信號(hào)傳輸也有較大的影響。在設(shè)計(jì)高速PCB時(shí),微帶線表面覆蓋阻焊油墨后,信號(hào)損耗會(huì)增大。當(dāng)阻焊油墨越厚,信號(hào)損耗越大。因此,高速PCB設(shè)計(jì)建議選用介電常數(shù)(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(hào)傳輸效果。
評(píng)論