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PCB阻焊膜和丝印

编辑:亿品优    来源:本站    发布时间:2021-12-10 22:36    浏览量:
    在设计和订购印刷电路板时,需要确定是否需要额外支付阻焊层和丝网印刷费用。这些层的目的是什么?它们看起来像什么?阅读本文后,我希翼您会欣赏在PCB上使用阻焊膜和丝网印刷的好处,即使对于原型也是如此。

普通铜

   让大家从一个普通的裸电路板开始。选择顶部的铜层并绘制文本,填充和迹线。本文中的某些说明与Copper ConnectionApp有关。但是,无论使用哪种PCB布局App,电路板信息和图像都是相关的。
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要查看本文中的示例,请单击文件并保存。
下载PCB布局AppCopper Connection。
免费在家显示,编辑和蚀刻。
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有关示例App的说明。左:选择顶部铜层。中:绘制元素的工具。右:在顶部铜层上绘制的迹线,填充和文本元素
如果您在家蚀刻电路板,则这些元素的外观与下图类似。请注意,文本,填充和迹线均由相同的材料(铜)制成。它们都具有红棕色的金属色。
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   在家仅蚀刻铜制的印刷电路板,可接受清洁铜焊料,但随着时间的推移会清除铜氧化物。在这种情况下,您需要在焊接前擦洗或化学处理氧化的铜垫,否则焊料将无法可靠地粘住。

镀锡

  当您订购专业制造的电路板时,他们会用锡,铅,银和/或其他金属的混合物镀铜。这种涂层更容易焊接,减慢了氧化速度。下图显示了铜质文字,走线和镀有无铅涂层的焊盘。请注意,金属比普通铜更白。
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无铅电镀电路板
   没有阻焊层或丝网印刷的镀锡板是最便宜的。如果您想省钱,可以接受。您无需在PCB布局App中进行任何操作即可启用锡涂层,因为这只是制造过程中的基本步骤。

丝印

    不幸的是,在铜层上绘制零件轮廓和文字时,它们是导电的。您不能将走线或零件放在同一位置,因为铜制文字会干扰并改变电路。在布局程序中,可以将文本和零件轮廓放置在丝印层上,而不是铜上。例如,在“铜线连接”中,只需在放置文本之前选择丝网印刷图层,或选择现有文本并将图层切换到丝网印刷。
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左:选择“顶部丝印”。右:丝印层上的文字
   Copper Connection包含批量选择功能,以方便您使用。如果您已经在铜板上制作了带有文字的电路板,则不必一次移动每个文字元素。相反,右键单击任何铜层文本,选择“选择该层上的所有文本”,然后选择新层(顶部或底部丝网印刷)。


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通过选择“选择此层上的所有文本”,将文本快速移至丝印层
   现在,当您从自己喜欢的制造商处订购电路板时,请确保选择包括丝网印刷在内的制造方法之一。对于原型运行,丝网印刷通常限于板的顶部,但某些制造商会同时提供双面。在下面的照片中,查看文本和零件轮廓现在与迹线和填充板相比是如何不同的颜色。丝印层只是墨水。墨水是非导电的,可以放置在迹线的顶部而不会受到干扰。
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   印刷电路板,带镀锡防焊膜和丝网印刷除了更好地利用电路板空间之外,丝网印刷层还更亮,提供了更好的对比度,可以更快地进行手工组装。零件轮廓指示零件方向,并在您忘记插入零件时使其清晰可见。下面是由不同制造商生产的零件轮廓的不同丝印外观的示例。
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二极管丝印

阻焊膜

   订购丝网印刷时,几乎总是在两面都得到阻焊膜。阻焊层(或阻焊层)是保护电路免受腐蚀和短路的涂层。它还提供了电绝缘,可以使较高电压的走线彼此靠近放置。
最重要的是,阻焊层将焊料保持在焊盘上,而不是流到走线,平面或空的电路板上。这降低了焊料形成从一个元件到另一个元件的桥(意外连接)的可能性。阻焊剂对于波峰焊至关重要,波峰焊是一种批量生产技术。但是,阻焊层也使手工焊接更快,更容易且更准确。在下面的照片中,绿色涂层是阻焊剂。查看除面膜外,阻焊膜如何覆盖整个电路板。焊盘裸露,可让您将零件焊接到它们上。


阻焊膜和阻焊膜膨胀
   通常,您无需在PCBApp中实行任何操作即可启用阻焊层。该App会自动在面罩上打孔,与焊盘相对应。此外,默认情况下,Copper Connection应用程序会略微增加这些孔,以使中等的制造失准(配准误差)不会与焊盘重叠。


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导出窗口中的阻焊膜膨胀量

自定义阻焊膜

   在大多数情况下,您不会编辑或更改阻焊层。实际上,您通常甚至不会在布局App中看到它。如果需要,可以在“铜线连接”中通过在“视图”菜单中选择“层颜色和可见性”并选中所需阻焊层旁边的框来查看阻焊层。(确保在“视图”菜单中选中“显示倾倒”和“显示自动倾倒”。)


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   检查一层或两层阻焊层以查看阻焊层看那个!您会看到绿色的面罩覆盖了除护垫以外的所有东西。


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在PCB布局程序中查看阻焊层
   只是为了好玩,请尝试在顶部铜层上放置一个矩形或椭圆形。注意,它被阻焊剂覆盖。如果您希翼该矩形或椭圆形成为电触点,可焊接或连接到散热器,该怎么办?正确的方法是创建所需大小的矩形或圆形焊盘,因为这些焊盘要暴露在外。


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或者,您可以在铜层上使用常规形状,然后在阻焊层上添加一个保留区域。
1. 选择一个形状工具(椭圆,矩形或多边形)
2. 选择所需的阻焊层(它必须已经可见-参见前面)
3. 选择“保持填充”(因为大家希翼阻焊膜远离该区域)
4. 绘制形状。


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暴露部分阻焊层的步骤
   此技术对于进行按钮接触(例如键盘)很有用。用走线画出接触手指,然后在阻焊层上切出一个空间,使走线上的金属露出(不被阻焊层覆盖)。


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带有痕迹的按钮触点通过阻焊层暴露
   相反也可能。如果要覆盖部分或全部裸露的焊盘(例如通孔),则可以使用“填充”(而不是“保留填充”)在阻焊层上绘制元素。您还需要右键单击填充形状,然后将浇注间隙更改为“无(连接浇筑)”。

部分阻焊膜

   有时,您需要阻焊膜覆盖焊盘的一部分,而不是暴露整个焊盘。这样的一个例子是在芯片下面有一个焊盘(通常用于冷却),该焊盘离其他引脚足够近而使其完全暴露在外可能会导致意外的焊桥。
从设计芯片开始,就好像它具有较小的内部焊盘一样,仅是裸露区域的大小。下图显示了New Land Patten窗口(在“零件”工具右侧的下拉菜单中),其值是从Texas Instruments DDA(R-PDSO-G8)PowerPad塑料小轮廓数据表输入的。数据手册要求总的中心焊盘为2.94毫米乘4.89毫米,但是您只想输入2.49毫米乘3毫米的较小的裸露尺寸。
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使用焊盘图案窗口和数据表设计芯片
   单击确定按钮接受设计,然后在板上单击以放置零件。切换到矩形工具,然后从功能区的“形状”部分选择“顶层铜层并填充”。在PowerPad部件附近粗略地绘制矩形,然后通过在功能区的“大小和位置”部分的“宽度和高度”中键入这些值,将其调整为2.94毫米乘4.89毫米的确切大小。


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将覆盖的矩形添加到中心垫
   选择零件和矩形,然后选择“居中对齐”,然后从“排列”菜单中选择“居中对齐”。这会将矩形放置在零件中间与焊盘相同的位置。不必担心矩形是在零件的中心焊盘上方还是下方,因为焊盘始终优先于矩形。该垫将切穿阻焊层,即使矩形位于其顶部也将接受走线连接。
   正式地,TI零件在中心包括一组六个微小的通孔。通孔可将热量传递给其他层。我创建了一个带有和不带有通孔的版本,用于演示。
   下面是显示顶部焊料掩膜的视图(“视图”->“层颜色和可见性:检查顶部焊料掩膜”),显示的所有浇铸物(“视图”->“浇筑”->“全部”)以及位于板上的零件。请注意,该部件的所有引脚和中心焊盘都裸露在外,但中心较大的铜段受阻焊剂保护。


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PowerPad阻焊膜
   带有通孔的零件在边缘周围有一些额外的焊料痕迹,但仍可能被接受。但是,请注意,焊锡膜会膨胀(变大)以补偿制造过程中的不对准。如果面罩膨胀到足以再次碰到外部销,则可以省去所有的辛苦工作。如果发生这种情况,您可以使中心垫更小。
启用X射线视觉(“查看”->“ X射线视觉”->“全部”)以查看焊盘周围较大的铜矩形。


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带X射线的PowerPad阻焊膜
   将纯铜形状(圆形,弧形,直线形,矩形或多边形)与焊盘组合在一起是创建仅通过阻焊剂部分暴露的虚拟焊盘的好方法。

帐篷过孔

   通孔是将一层连接到另一层的孔,但并非要插入任何零件。通常,您需要露出通孔,以便测试电路板,或者如果您在电路板上弄错了,则可以有一个可选的位置插入导线或孔。这是默认设置。
如果您真的确定您的电路板是完美的,并且制造/焊接方法允许使用过孔,那么您可以在所有过孔中使用阻焊膜和丝网印刷。这样可以防止腐蚀和意外短路,并为文本和零件轮廓提供更多的表面积。
在“铜线连接”中,可以在“文件”菜单中的“板属性”中选择“张口通孔”。请注意,此窗口也控制其他层,例如丝网印刷和阻焊层。


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板属性控制丝网印刷阻焊层和帐篷通孔
   单击确定后,结果将反映在屏幕上。如果选择帐篷式过孔,则仍可以根据需要手动编辑阻焊层并调整文本位置以暴露特定的过孔。

原型选择

   刚开始制造印刷电路板时,由于成本较低,我选择了两层没有阻焊层或丝印板的电路板。这迫使我在铜层上放置零件标签,或者放弃没有足够空间的标签。随着 数量的增长,我意识到这是一笔虚假的积蓄。找出缺少足够标签的电路板上零件的位置花费大量时间,尤其是如果电路板是前一段时间设计的。缺少标签可能会导致零件在错误的位置焊接或完全遗忘。
  SMT贴片:缺少防焊层并不是什么大问题,但是防焊层可以通过将焊料引导至焊盘来减少焊接时间。(无论如何,我从来没有遇到过提供没有阻焊层的丝网印刷的制造商。)

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