探讨PCB阻焊与粘贴阻焊之间的差异

关键的外卖

• PCB阻焊的基础知识。

• 了解焊膏在PCB上的作用。

• 为阻焊层和粘贴层建立PCB CAD系统。

激光切割不锈钢锡膏模板

一个标准的印刷电路板通常需要两种不同类型的层，称为“掩模”。尽管它们都被称为掩膜层，但PCB制造过程中的两个完全不同的部分需要阻焊层和粘贴掩膜层。本文将介绍阻焊与粘贴阻焊之间的区别，并详细介绍PCB设计人员在使用这些层时需要了解的内容电路板布局。

阻焊和电路板制造

为了制造双面电路板，介电芯材料被夹在两层铜连接之间，这两层铜连接由元件焊盘、区域填充和连接走线组成。相同的基本结构用于多层电路板的层对，除了铜和介电材料更薄，并且不包括内层上的焊盘。最终，所有这些层对被组合成一个多层电路板钻孔，然后成品板就准备好供装配工安装电子元件了。然而，在将电路板送到组装商之前，必须完成另一个步骤来帮助保护电路板:应用阻焊板。

阻焊剂，或一些制造商称之为阻焊剂，是一种应用于电路板外表面的保护材料。阻焊将覆盖电路板的整个表面，包括金属和介电材料，除了要焊接的焊盘和孔。这种覆盖物将保护电路板免受金属氧化、腐蚀、污垢甚至人类接触的污染。两个金属暴露区域之间的阻焊屏障也有助于防止焊料在开放区域之间桥接并积聚在金属表面上。

阻焊材料可以通过两种不同的工艺应用到电路板上:

• 液体:使用丝网印刷工艺，阻焊材料可以直接应用在电路板上，它会变硬，留下焊盘和钻孔暴露。

• 可光感:可光感阻焊材料既可以作为液体应用，也可以作为干膜铺放。然后将电路板暴露在紫外线下，除了那些要焊接的焊盘和孔。这种暴露使整个电路板上的阻焊材料变硬，而孔和焊盘上未暴露的材料被洗掉。

树脂通常用于阻焊材料，因为它们耐高温、潮湿和焊料。阻焊通常是绿色的，但对于那些需要不同颜色的电路板以识别不同生产步骤的oem来说，可以应用其他颜色。例如，原型电路板可能是红色的，而绿色表示常规生产单元。同样重要的是，阻焊材料的厚度要正确，以确保均匀的应用和最佳的固化。接下来，我们将看看粘贴掩膜，它在PCB组装中的作用，并看看它与阻焊膜有何不同。

PCB CAD系统中的阻焊层图像

粘贴掩模和电路板组装

波峰焊接

将元件焊接到生产电路板上有两种主要方法，第一种是波峰焊。这个过程需要将通孔部件插入他们的钻孔中，并将表面安装部件粘在他们的焊盘上。然后，电路板在传送带上通过一台机器，该机器有一波熔化的焊料，电路板必须通过。这种波通过钻孔向上移动，焊接通孔部件，并在表面贴装部件的焊盘和引线之间形成焊点。

回流焊

第二个过程-被称为焊料回流-是使用粘贴掩模的地方。焊锡回流过程从一层锡膏开始，该锡膏被小心地沉积在焊锡板上表面贴装垫待焊。锡膏是一种由金属焊料颗粒和具有腻子稠度的粘性助焊剂组成的材料。助焊剂不仅可以清洁电路板和待焊组件的焊接表面，而且还可以作为粘合剂将部件固定在适当的位置，直到它被焊接。当锡膏通过回流焊炉时，锡膏融化，然后形成一个坚固的焊点，它一直保持在其粘性的地方。

将锡膏涂抹在电路板上有三种主要方法:

• 手动:对于PCB返工或有限的生产运行，如原型，锡膏可以使用注射器手动应用。然而，这是一个非常劳动密集型和缓慢的过程，不适合生产运行。

• 喷墨打印:利用PCB CAD系统粘贴掩模数据，可以使用喷墨打印机在电路板上的每个表面贴装垫上沉积焊膏。这是一个非常精确的操作，但不一定是最快的应用方法。

• 模板:对于电路板的大规模生产，制造商将使用与用于喷墨打印机的PCB CAD系统相同的粘贴掩模数据来创建模板。模板通常是用激光制造的，并且在锡膏的应用中使用不同的材料进行处理，以获得精度和模板的长寿命。使用刮板，锡膏可以在不到一分钟的时间内涂抹到电路板上，是大批量生产的最快涂抹方法。

正如你所看到的，阻焊和膏掩模之间的主要区别是，阻焊是应用到电路板上的材料来保护它，而膏掩模是用于应用锡膏的图案。接下来，我们将了解如何使用PCB CAD系统。

与上图相同的视图，仅显示锡膏

PCB设计层:阻焊与粘贴阻焊

一个PCB CAD系统会使用不同内部层表示顶部和底部焊料掩模以及顶部和底部粘贴掩模。CAD系统中的每一层都传递制造掩模、模板或用于将阻焊膜和锡膏应用于电路板的图案所需的数据。

在上面的两张图片中，您可以看到PCB CAD阻焊层(绿色)和粘贴阻焊层(红色)的示例。请注意，阻焊图像包含比锡膏层更多的元素。这是因为你看到所有的钻孔，过孔和表面安装垫，将被焊接，而粘贴掩膜层只显示表面安装垫。阻焊元件定义了不使用阻焊元件的位置，而焊膏元件定义了要使用焊膏的位置。

在大多数情况下，在PCB CAD系统中创建焊掩膜和粘贴掩膜层是自动化的。虽然PCB设计人员可以控制阻焊和粘贴掩模元件的尺寸和形状，但大多数人会选择使它们与PCB电路板上的焊盘或孔尺寸相同。这就把改变PCB可制造性目的的任何这些元件尺寸和形状的责任放在电路板制造和组装车间上。然而，对于那些希望控制掩模元素的设计师来说，这可以通过编辑PCB足迹或通过后处理例程运行数据来完成。现在，我们将看看如何在Cadence的Allegro PCB编辑器中创建阻焊和粘贴掩模层。

横截面编辑器在Allegro PCB编辑器显示粘贴和焊罩

使用PCB CAD层

在Allegro PCB编辑器从Cadence，用户获得完全控制他们的阻焊和粘贴掩模形状和尺寸通过使用Padstack编辑器。这为设计人员提供了添加、删除或编辑设计中使用的任何堆栈元素的完整功能。同时，可以在Constraint Manager中设置控制这些元素的规则。检查制造和装配规则将提醒设计人员注意可制造性问题，例如细间距焊盘之间的焊膜不足，以防止焊料桥接。

在横截面编辑器中使用正确的阻焊层和粘贴层配置设计。在上图中，你可以在编辑器中看到一个设计的图层叠加，包括不同的蒙版图层。这些层可以配置宽度和材料信息，以帮助层堆叠规划制造。

要了解有关层堆叠策略的更多信息，这些信息将有助于您的电路板设计可制造性规则(DFM)，请查看此电子书从节奏。如果你想了解更多关于Cadence如何为你提供解决方案的信息，和我们的专家团队谈谈。