PCB阻焊膜和絲印
在設(shè)計(jì)和訂購(gòu)印刷電路板時(shí)，需要確定是否需要額外支付阻焊層和絲網(wǎng)印刷費(fèi)用。這些層的目的是什么？它們看起來(lái)像什么？
閱讀本文后，我希望您會(huì)欣賞在PCB上使用阻焊膜和絲網(wǎng)印刷的好處，即使對(duì)于原型也是如此。
普通銅
讓我們從一個(gè)普通的裸電路板開(kāi)始。選擇頂部的銅層并繪制文本，填充和跡線。
本文中的某些說(shuō)明與Copper Connection軟件有關(guān)。但是，無(wú)論使用哪種PCB布局軟件，電路板信息和圖像都是相關(guān)的。
要查看本文中的示例，請(qǐng)單擊文件并保存。
下載PCB布局軟件Copper Connection。
免費(fèi)在家顯示，編輯和蝕刻。
有關(guān)示例軟件的說(shuō)明。左：選擇頂部銅層。中：繪制元素的工具。右：在頂部銅層上繪制的跡線，填充和文本元素
如果您在家蝕刻電路板，則這些元素的外觀與下圖類(lèi)似。請(qǐng)注意，文本，填充和跡線均由相同的材料（銅）制成。它們都具有紅棕色的金屬色。
在家僅蝕刻銅制的印刷電路板（我承認(rèn)這很差）
可接受清潔銅焊料，但隨著時(shí)間的推移會(huì)清除銅氧化物。在這種情況下，您需要在焊接前擦洗或化學(xué)處理氧化的銅墊，否則焊料將無(wú)法可靠地粘住。
鍍錫
當(dāng)您訂購(gòu)專(zhuān)業(yè)制造的電路板時(shí)，他們會(huì)用錫，鉛，銀和/或其他金屬的混合物鍍銅。這種涂層更容易焊接，減慢了氧化速度。下圖顯示了銅質(zhì)文字，走線和鍍有無(wú)鉛涂層的焊盤(pán)。請(qǐng)注意，金屬比普通銅更白。
無(wú)鉛電鍍電路板
沒(méi)有阻焊層或絲網(wǎng)印刷的鍍錫板是最便宜的。如果您想省錢(qián)，可以接受。您無(wú)需在PCB布局軟件中進(jìn)行任何操作即可啟用錫涂層，因?yàn)檫@只是制造過(guò)程中的基本步驟。
絲印
不幸的是，在銅層上繪制零件輪廓和文字時(shí)，它們是導(dǎo)電的。您不能將走線或零件放在同一位置，因?yàn)殂~制文字會(huì)干擾并改變電路。
在布局程序中，可以將文本和零件輪廓放置在絲印層上，而不是銅上。例如，在“銅線連接”中，只需在放置文本之前選擇絲網(wǎng)印刷圖層，或選擇現(xiàn)有文本并將圖層切換到絲網(wǎng)印刷。
左：選擇“頂部絲印”。右：絲印層上的文字
Copper Connection包含批量選擇功能，以方便您使用。如果您已經(jīng)在銅板上制作了帶有文字的電路板，則不必一次移動(dòng)每個(gè)文字元素。相反，右鍵單擊任何銅層文本，選擇“選擇該層上的所有文本”，然后選擇新層（頂部或底部絲網(wǎng)印刷）。
通過(guò)選擇“選擇此層上的所有文本”，將文本快速移至絲印層
現(xiàn)在，當(dāng)您從自己喜歡的制造商處訂購(gòu)電路板時(shí)，請(qǐng)確保選擇包括絲網(wǎng)印刷在內(nèi)的制造方法之一。對(duì)于原型運(yùn)行，絲網(wǎng)印刷通常限于板的頂部，但某些制造商會(huì)同時(shí)提供雙面。
在下面的照片中，查看文本和零件輪廓現(xiàn)在與跡線和填充板相比是如何不同的顏色。絲印層只是墨水。墨水是非導(dǎo)電的，可以放置在跡線的頂部而不會(huì)受到干擾。
印刷電路板，帶鍍錫防焊膜和絲網(wǎng)印刷
除了更好地利用電路板空間之外，絲網(wǎng)印刷層還更亮，提供了更好的對(duì)比度，可以更快地進(jìn)行手工組裝。零件輪廓指示零件方向，并在您忘記插入零件時(shí)使其清晰可見(jiàn)。下面是由不同制造商生產(chǎn)的零件輪廓的不同絲印外觀的示例。
二極管絲印
阻焊膜
訂購(gòu)絲網(wǎng)印刷時(shí)，幾乎總是在兩面都得到阻焊膜。阻焊層（或阻焊層）是保護(hù)電路免受腐蝕和短路的涂層。它還提供了電絕緣，可以使較高電壓的走線彼此靠近放置。
最重要的是，阻焊層將焊料保持在焊盤(pán)上，而不是流到走線，平面或空的電路板上。這降低了焊料形成從一個(gè)元件到另一個(gè)元件的橋（意外連接）的可能性。阻焊劑對(duì)于波峰焊至關(guān)重要，波峰焊是一種批量生產(chǎn)技術(shù)。但是，阻焊層也使手工焊接更快，更容易且更準(zhǔn)確。
在下面的照片中，綠色涂層是阻焊劑。查看除面膜外，阻焊膜如何覆蓋整個(gè)電路板。焊盤(pán)裸露，可讓您將零件焊接到它們上。
阻焊膜和阻焊膜膨脹
通常，您無(wú)需在PCB軟件中執(zhí)行任何操作即可啟用阻焊層。該軟件會(huì)自動(dòng)在面罩上打孔，與焊盤(pán)相對(duì)應(yīng)。此外，默認(rèn)情況下，Copper Connection應(yīng)用程序會(huì)略微增加這些孔，以使中等的制造失準(zhǔn)（配準(zhǔn)誤差）不會(huì)與焊盤(pán)重疊。
導(dǎo)出窗口中的阻焊膜膨脹量
自定義阻焊膜
在大多數(shù)情況下，您不會(huì)編輯或更改阻焊層。實(shí)際上，您通常甚至不會(huì)在布局軟件中看到它。如果需要，可以在“銅線連接”中通過(guò)在“視圖”菜單中選擇“層顏色和可見(jiàn)性”并選中所需阻焊層旁邊的框來(lái)查看阻焊層。（確保在“視圖”菜單中選中“顯示傾倒”和“顯示自動(dòng)傾倒”。）
檢查一層或兩層阻焊層以查看阻焊層
看那個(gè)！您會(huì)看到綠色的面罩覆蓋了除護(hù)墊以外的所有東西。
在PCB布局程序中查看阻焊層
只是為了好玩，請(qǐng)嘗試在頂部銅層上放置一個(gè)矩形或橢圓形。注意，它被阻焊劑覆蓋。
如果您希望該矩形或橢圓形成為電觸點(diǎn)，可焊接或連接到散熱器，該怎么辦？正確的方法是創(chuàng)建所需大小的矩形或圓形焊盤(pán)，因?yàn)檫@些焊盤(pán)要暴露在外。
或者，您可以在銅層上使用常規(guī)形狀，然后在阻焊層上添加一個(gè)保留區(qū)域。
1. 選擇一個(gè)形狀工具（橢圓，矩形或多邊形）
2. 選擇所需的阻焊層（它必須已經(jīng)可見(jiàn)-參見(jiàn)前面）
3. 選擇“保持填充”（因?yàn)槲覀兿Ｍ韬改みh(yuǎn)離該區(qū)域）
4. 繪制形狀。
暴露部分阻焊層的步驟
此技術(shù)對(duì)于進(jìn)行按鈕接觸（例如鍵盤(pán)）很有用。用走線畫(huà)出接觸手指，然后在阻焊層上切出一個(gè)空間，使走線上的金屬露出（不被阻焊層覆蓋）。
帶有痕跡的按鈕觸點(diǎn)通過(guò)阻焊層暴露
相反也可能。如果要覆蓋部分或全部裸露的焊盤(pán)（例如通孔），則可以使用“填充”（而不是“保留填充”）在阻焊層上繪制元素。您還需要右鍵單擊填充形狀，然后將澆注間隙更改為“無(wú)（連接澆筑）”。
部分阻焊膜
有時(shí)，您需要阻焊膜覆蓋焊盤(pán)的一部分，而不是暴露整個(gè)焊盤(pán)。這樣的一個(gè)例子是在芯片下面有一個(gè)焊盤(pán)（通常用于冷卻），該焊盤(pán)離其他引腳足夠近而使其完全暴露在外可能會(huì)導(dǎo)致意外的焊橋。
從設(shè)計(jì)芯片開(kāi)始，就好像它具有較小的內(nèi)部焊盤(pán)一樣，僅是裸露區(qū)域的大小。下圖顯示了New Land Patten窗口（在“零件”工具右側(cè)的下拉菜單中），其值是從Texas Instruments DDA（R-PDSO-G8）PowerPad塑料小輪廓數(shù)據(jù)表輸入的。數(shù)據(jù)手冊(cè)要求總的中心焊盤(pán)為2.94毫米乘4.89毫米，但是您只想輸入2.49毫米乘3毫米的較小的裸露尺寸。
使用焊盤(pán)圖案窗口和數(shù)據(jù)表設(shè)計(jì)芯片
單擊確定按鈕接受設(shè)計(jì)，然后在板上單擊以放置零件。
切換到矩形工具，然后從功能區(qū)的“形狀”部分選擇“頂層銅層并填充”。在PowerPad部件附近粗略地繪制矩形，然后通過(guò)在功能區(qū)的“大小和位置”部分的“寬度和高度”中鍵入這些值，將其調(diào)整為2.94毫米乘4.89毫米的確切大小。
將覆蓋的矩形添加到中心墊
選擇零件和矩形，然后選擇“居中對(duì)齊”，然后從“排列”菜單中選擇“居中對(duì)齊”。這會(huì)將矩形放置在零件中間與焊盤(pán)相同的位置。不必?fù)?dān)心矩形是在零件的中心焊盤(pán)上方還是下方，因?yàn)楹副P(pán)始終優(yōu)先于矩形。該墊將切穿阻焊層，即使矩形位于其頂部也將接受走線連接。
正式地，TI零件在中心包括一組六個(gè)微小的通孔。通孔可將熱量傳遞給其他層。我創(chuàng)建了一個(gè)帶有和不帶有通孔的版本，用于演示。
下面是顯示頂部焊料掩膜的視圖（“視圖”->“層顏色和可見(jiàn)性：檢查頂部焊料掩膜”），顯示的所有澆鑄物（“視圖”->“澆筑”->“全部”）以及位于板上的零件。請(qǐng)注意，該部件的所有引腳和中心焊盤(pán)都裸露在外，但中心較大的銅段受阻焊劑保護(hù)。
PowerPad阻焊膜
帶有通孔的零件在邊緣周?chē)幸恍╊~外的焊料痕跡，但仍可能被接受。但是，請(qǐng)注意，焊錫膜會(huì)膨脹（變大）以補(bǔ)償制造過(guò)程中的不對(duì)準(zhǔn)。如果面罩膨脹到足以再次碰到外部銷(xiāo)，則可以省去所有的辛苦工作。如果發(fā)生這種情況，您可以使中心墊更小。
啟用X射線視覺(jué)（“查看”->“ X射線視覺(jué)”->“全部”）以查看焊盤(pán)周?chē)^大的銅矩形。
帶X射線的PowerPad阻焊膜
將純銅形狀（圓形，弧形，直線形，矩形或多邊形）與焊盤(pán)組合在一起是創(chuàng)建僅通過(guò)阻焊劑部分暴露的虛擬焊盤(pán)的好方法。
帳篷過(guò)孔
通孔是將一層連接到另一層的孔，但并非要插入任何零件。通常，您需要露出通孔，以便測(cè)試電路板，或者如果您在電路板上弄錯(cuò)了，則可以有一個(gè)可選的位置插入導(dǎo)線或孔。這是默認(rèn)設(shè)置。
如果您真的確定您的電路板是完美的，并且制造/焊接方法允許使用過(guò)孔，那么您可以在所有過(guò)孔中使用阻焊膜和絲網(wǎng)印刷。這樣可以防止腐蝕和意外短路，并為文本和零件輪廓提供更多的表面積。
在“銅線連接”中，可以在“文件”菜單中的“板屬性”中選擇“張口通孔”。請(qǐng)注意，此窗口也控制其他層，例如絲網(wǎng)印刷和阻焊層。
板屬性控制絲網(wǎng)印刷阻焊層和帳篷通孔
單擊確定后，結(jié)果將反映在屏幕上。如果選擇帳篷式過(guò)孔，則仍可以根據(jù)需要手動(dòng)編輯阻焊層并調(diào)整文本位置以暴露特定的過(guò)孔。
原型選擇
剛開(kāi)始制造印刷電路板時(shí)，由于成本較低，我選擇了兩層沒(méi)有阻焊層或絲印板的電路板。這迫使我在銅層上放置零件標(biāo)簽，或者放棄沒(méi)有足夠空間的標(biāo)簽。
隨著 數(shù)量的增長(zhǎng)，我意識(shí)到這是一筆虛假的積蓄。找出缺少足夠標(biāo)簽的電路板上零件的位置花費(fèi)大量時(shí)間，尤其是如果電路板是前一段時(shí)間設(shè)計(jì)的。缺少標(biāo)簽可能會(huì)導(dǎo)致零件在錯(cuò)誤的位置焊接或完全遺忘。
深圳小銘打樣SMT貼片：缺少防焊層并不是什么大問(wèn)題，但是防焊層可以通過(guò)將焊料引導(dǎo)至焊盤(pán)來(lái)減少焊接時(shí)間。（無(wú)論如何，我從來(lái)沒(méi)有遇到過(guò)提供沒(méi)有阻焊層的絲網(wǎng)印刷的制造商。）
