PCB阻焊設(shè)計:如何優(yōu)化設(shè)計防止短路問題
在PCB下單時,大家會看到與阻焊有關(guān)的兩個選項: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,這兩個選項與阻焊關(guān)系密切。作為PCB設(shè)計和制造中的關(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,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)計時避坑。
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比度高,便于檢查電路和焊點,識別缺陷,而且表現(xiàn)穩(wěn)定。此外,它可以保護(hù)操作員的視力,對眼睛的刺激小。
因此,隨著時間的推移,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。這是因為不同顏色的油墨對光的反應(yīng)是不同的。
想象一下,黑色T恤在陽光下比白色T恤更熱,這是因為黑色吸收了更多光線,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(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,可能會發(fā)現(xiàn),雖然都是綠色,但看著不是一模一樣。這是因為色差的緣故。
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、烘烤時長和絲印速度等。
阻焊色差因素
因此,如果對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。
告別焊接短路 掌握阻焊橋設(shè)計要點
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,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PCB的正常功能實現(xiàn)和可靠運行至關(guān)重要。
在設(shè)計阻焊橋的過程中,需要注意以下幾點:
· IC封裝設(shè)計中,阻焊開窗若采用開通窗設(shè)計,則無法實現(xiàn)阻焊橋。
· 若焊盤間距過小,強行要求制造阻焊橋可能導(dǎo)致脫落風(fēng)險。
· 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)計對過孔填塞需求不高的雙面板,過孔蓋油是一個經(jīng)濟(jì)高效的選擇。這種方式生產(chǎn)成本較低,操作也相對簡單,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)點是有利于大電流的傳輸和過孔散熱,生產(chǎn)也相對方便,但缺點在于可靠性降低,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整體的外觀一致性和可靠性。然而,該工藝相對復(fù)雜,成本也較高,且在焊盤上的過孔處理不當(dāng)時,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)計的PCB空間有限、布線難度大時,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,這種工藝能夠顯著提升電氣性能。
此外,使用盤中孔工藝時,有一些設(shè)計規(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PCB外層線路信號傳輸也有較大的影響。在設(shè)計高速PCB時,微帶線表面覆蓋阻焊油墨后,信號損耗會增大。當(dāng)阻焊油墨越厚,信號損耗越大。因此,高速PCB設(shè)計建議選用介電常數(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,以保證更好的信號傳輸效果。
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