SMD元件中的最小阻焊坝
阻焊不仅对保护PCB很重要，而且是确保PCBA精确组装的因素之一。阻焊尺寸和设置是我们在PCB设计软件应用程序的设计规则中经常设置为默认值的两个东西。正因为如此，阻焊有时在组装中看不到它的价值。实际上，一旦SMD焊盘和引脚间距变小，阻焊板就开始成为重要的组装和布局工具。
当引脚间距很小时，组装问题开始占主导地位，并且需要仔细确定阻焊尺寸。特别是，在引脚间距较小的情况下，阻焊坝可能太小，特别是当PCB布局中默认在焊盘周围应用阻焊扩展时。本文将探讨如何克服PCB中的小阻焊坝问题，从而确保组装。
阻焊和引线/焊盘间距
在表面贴装器件中，焊盘间距是指PCB上相邻SMD焊盘之间的距离，引线间距是相邻引线之间的距离。SMD组件封装可能有延伸的引线，无铅的包装与底部垫片，鸥翼引线，或者他们可能包装成一个球网格阵列(BGA)。在任何情况下，通常会有一些指定的距离垫根据组件封装。
由于SMD组件中使用的封装尺寸很小，因此需要一个过程来开发组件的足迹和陆地模式，以确保精确的组装。现代表面组装中使用的机器是完全自动化的，但是PCB中的土地模式和周围特征(阻焊、丝印、坝放置等)仍然会在PCB组装过程中放置和焊接组件时造成焊接缺陷。
包类型 |
最小导距 |
LQFP |
多个引线间距，低至0.4毫米 |
BGA |
最小球距小于0.5 mm |
SOIC |
1.27毫米 |
SOP / TSSOP |
1.27毫米 |
QFN |
多个引线间距，低至0.4毫米 |
上面的列表很短，但它涵盖了标准包装中出现的大量组件。决定组装中所需处理能力的两个相关参数是裸PCB中所需的焊盘/开口尺寸。上面列出的每个包都需要一个特定的足迹，其中包括焊盘周围阻焊口的定义。根据引脚间距，元件封装中应使用哪种阻焊口尺寸?
阻焊口尺寸
阻焊板就是PCB布局中SMD焊盘周围没有阻焊板的区域。阻焊一直应用于专业制造的pcb，其主要目的是保护导体和防止元件引线之间的焊接桥接。
当创建的足迹在PCB布局中设置设计规则时，需要设置阻焊口以满足两个目标:
- 在组件引线之间提供屏障，防止回流
- 以确保有足够的铜，即使一些错误注册发生
- 定义非阻焊焊盘中可焊区域的大小
默认情况下，PCB CAD应用程序通常会应用比SMD焊盘大3-4密耳的阻焊孔。下面显示了一个SOIC包的示例。
阻焊轮廓通常比大多数元件上的SMD焊盘大，并且可以在PCB封装中设置为默认值。
这适用于较大的引线/垫距值，例如上面列出的SOIC或SOP包。当焊盘之间的间距太小时，阻焊口需要更小。这是因为引线迫使着陆垫靠得更近，因此着陆垫之间的阻焊坝也变得更小。
这就带来了另一个问题，特别是对于那些正在寻找能够大规模生产且产量高的装配厂的设计师来说:SMD组件的最小阻焊口尺寸是多少?引线间距在组件封装标准中有规定，但这将驱动PCB布局中的接地模式。设计师需要知道，当引脚间距接近最小值时，需要暴露多少铜进行焊接，焊盘之间的阻焊坝可以有多小。
最小阻焊口应该是多少?
可以由制造商精确制造的典型最小水坝尺寸为4至5密耳。对于特定的引脚间距，SMD元件引脚之间的最小允许阻焊坝(或阻焊中的最大孔径)受两个因素的限制:
- 固化阻焊膜的机械强度
- 制造车间能力
制造车间的能力进一步细分为层积累中的错配限制和阻焊暴露期间的光电成像限制。通常，当焊盘尺寸与间距比减小时，裸PCB制造商无法确保在引脚之间保留阻焊坝。如果没有焊坝，焊料可以很容易地流过PCB表面并连接相邻引脚。如果PCB设计不适合狭窄的场所，则可能发生短路，这就需要组装者对PCBA进行重新加工。
如果引线间距足够大，则可以应用大的阻焊膜扩展，而不必担心超过锡坝的容量。当引脚间距非常窄或元件紧密排列在一起时，也可以低于最小阻焊坝尺寸。如果是这种情况，您将不得不打电话，是否您宁愿有一些锡坝在任何时候都存在或宁愿补偿错误注册。
你能一直有一个阻焊坝吗?
在理想的情况下，焊料将完全限制在焊盘上，并且不需要阻焊坝。然而，世界并不完美，我们在一定程度上需要阻焊坝。
填满两个SMD焊盘之间空隙的阻焊区通常称为阻焊坝。它起到缓冲作用，有助于限制焊盘上的焊料，从而保护SMD组件上邻近的引线不被意外短路。SMD焊盘之间的阻焊坝对于细间距集成电路是必不可少的，在实际情况下应包括在内。这里涉及的问题是适当的阻焊坝的尺寸，同时确保在SMD焊盘中有足够的暴露铜。
当垫片之间的空间不足时，您有两种选择:
- 通过去除元件焊盘之间的阻焊来完全消除阻焊坝
- 将阻焊开度设置为零(与焊盘尺寸匹配)或负值(覆盖焊盘上的一些铜)
- 在SMD焊盘之间设置1密耳的最小阻焊坝，以确保始终有一些坝
根据SMD衬垫的膨胀值，最终的坝厚可能小于4密耳。然后有一个危险，剩余的阻焊将从PCB上分离，并将从阻焊膜上脱落。这些从PCB上剥落的阻焊片被称为“条子”，它们为两个SMD焊盘之间的桥接留下了可能的路径。
如何处理BGAs
BGA封装通常用于安全地安装大型处理器，包括用于计算机或网络设备的微处理器，以及应用处理器和高引脚数asic。覆盖BGA焊盘的阻焊板上的孔或孔径可以作为小间距的阻焊板，或者当间距大到足以允许狗骨扇出时作为非阻焊板。
这款1.0 mm间距的BGA可以与非焊阻定义的焊盘一起工作，其中铜焊盘完全暴露在焊接中。
对于BGA，随着间距变小，您可能需要切换到焊阻定义的焊盘，以确保在焊阻中始终有足够大的坝和开口来放置和安装组件。这意味着扩大焊盘的尺寸，减少阻焊口的尺寸，同时保持总暴露铜面积不变。
结束语:过程是什么?
最后，重要的是要注意PCB布局中需要占用空间检查过程。您仍然可以使用您的标准封装集，但是可以针对不同组件所需的阻焊坝规则设置，或者可以根据需要在组件中单独修改规则。我们建议的流程如下:
- 为最小阻焊坝设置1-2密耳的默认设计规则，以考虑误配
- 当在小间距组件上违反该规则时，将阻焊口尺寸减小到0 mil
- 如果坝仍然太小，只应用负开口尺寸到铅尺寸的限制
这将确保您始终有一个与引线尺寸匹配的暴露焊盘，但在#3中，您很容易出现误配和焊料不足。在PCB布局中设置负阻焊口之前，请确保您了解负阻焊口的风险。
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